Приложение Г. Типы, область и правила применения тензометрических датчиков

Приложение Г

Типы, область и правила применения тензометрических датчиков

Г.1 Тензометрический датчик - устройство, позволяющее преобразовать величину деформации конструкции на локальном участке в электрический или оптический сигнал.

Г.2 Тензометрические датчики, применяемые при геотехническом мониторинге, применяют по типу чувствительного элемента и подразделяют на струнные, оптоволоконные и электрические (резистивные, емкостные, индуктивные). Основные технические характеристики тензометрических датчиков представлены в таблице Г.1.

Таблица Г.1 - Технические характеристики тензометрических датчиков

Тип датчика	Измерительная база, мм	Измерительный диапазон, мкм/м	Разрешающая способность	Точность измерений
Электрический	3-120		1 мкм/м	1% полной шкалы
Струнный	50-250		1 мкм/м	0,5% полной шкалы
Оптоволоконный	150-10000		0,5 мкм	1 мкм

Г.3 По способу монтажа тензометрические датчики подразделяют на закладные (замоноличиваемые), накладные и наклеиваемые. Область применения тензометрических датчиков приведена в таблице Г.2.

Таблица Г.2 - Область применения тензометрических датчиков

Область применения	Тип тензометрического датчика по способу монтажа
	закладной	накладной	наклеиваемый
Контроль деформаций свай	+	+	+
Контроль деформации арматурного каркаса	-	+	+
Контроль деформации бетона	+	+	+
Контроль деформаций распорных элементов ограждающих конструкций котлованов	-	+	+
Контроль деформаций ограждающих конструкций котлованов	+	+	+
Контроль деформаций металлических конструкций	-	+	+
Примечание - В настоящей таблице применены следующие обозначения: "+" - применение рекомендуется; "-" - применение не рекомендуется.

Г.4 При геотехническом мониторинге конструкций применяют два метода установки закладных тензометрических датчиков в конструкцию:

- датчик закрепляют на арматуру или стальной каркас, затем осуществляют бетонирование;

- датчик бетонируют в брикете с последующей его установкой в конструкцию.

При установке тензометрический датчик должен быть сориентирован вдоль направления, в котором проводят измерение деформации. Отклонение от указанного направления может привести к увеличению погрешности измерения. Для получения более точных результатов необходимо измерять деформацию по трем ортогональным осям (рисунок Г.1).

Г.5 При установке накладного тензометрического датчика на бетонную поверхность его крепление осуществляют посредством механических или химических анкеров (рисунок Г.2).

На металлические конструкции накладной тензометрический датчик допускается устанавливать при помощи точечной или дуговой сварки (рисунки Г.3-Г.5).

Г.6 Перед установкой наклеиваемых тензометрических датчиков необходимо выровнять, отшлифовать и обезжирить участок поверхности объекта контроля. После чего провести наклеивание тензометрических датчиков на поверхность. Клеевой состав и шероховатость подготовленной поверхности подбирают согласно рекомендациям производителя тензометрических датчиков.

Г.7 Данные, полученные с тензометрических датчиков представлены в относительных единицах микрострейнах , где относительная деформация есть отношение изменения длины датчика к единице длины (мкм/м).

Для расчета измеренных относительных деформаций струнных датчиков применяют следующую формулу

, (Г.1)

где f - измеренная частота собственных колебаний струны датчика, Гц;

G - калибровочный коэффициент, определяемый для каждого датчика индивидуально.

Изменение относительных деформаций вычисляют по формуле

, (Г.2)

- результаты измерений относительных деформаций датчика в текущем цикле;

- результаты измерений относительных деформаций датчик в "нулевом" цикле.

Г.8 Для электрических датчиков измеренное значение относительной деформации , (мкм/м), вычисляют по формуле

, (Г.3)

где - измеренное значение в электрических единицах;

S - коэффициент чувствительности датчика.

Г.9 В случае возникновения температурных изменений в различных измерительных циклах измеренную разницу относительных деформаций с учетом температурной поправки вычисляют по формуле

, (Г.4)

где - коэффициент температурного расширения датчика, ;

- коэффициент температурного расширения контролируемой среды, ;

- измеренная температура в текущем цикле;

- измеренная температура в "нулевом" цикле.