土木工程结构试验3章1(5)

土木工程结构试验

第3章 量测仪器与采集系统

Chapter 3 Instrumentation and Date Acquisition System

小。常以最大量程时的相对误差来表示精度，并以此来确定仪器的精度等级。例如，一台精度为0.2级的仪表，意思是测定值的误差不超过最大量程的±0.2％。

6．滞后（lag）

仪器的输入量从起始值增至最大值的测量过程称为正行程；输入量由最大值减至起始值的测量过程称为反行程。同一输入量正反两个行程输出值间的偏差称为滞后。常以满量程中的最大滞后值与满量程输出值之比表示。

除上述性能外，对于动力试验量测仪器的传感器、放大器及显示记录仪器等各类仪器需考虑下述特性。

7．线性范围（linear range）

保持仪器的输入量和输出信号为线性关系时，输入量的允许变化范围。在动态量测中，对仪器的线性度应严格要求，否则将使量测结果引起较大的误差。

8．频响特性（frequency response characteristics）

仪器在不同频率下灵敏度的变化特性。常以频响曲线（一般以对数频率值为横坐标，以相对灵敏度为纵坐标）表示。在进行高频动态量测时，应将使用频率限制在频响曲线的平坦部分以免引起过大的量测误差。对于传感器，提高其自振频率将有助于增加使用频率范围。

9．相移特性（phase shift characteristics）

振动参量经传感器转换成电信号或经放大、记录后在时间上产生的延迟叫相移。若相移特性随频率而变化，则对于具有不同频率成份的复合振动将会引起输出电量的相位失真。常以仪器的相频特性曲线来表示其相移特性。在使用频率范围内，输出信号相对于信号的相位差应不随频率改变而变化。

此外，由传感器、放大器、记录器组成的整套量测系统，还需注意仪器相互之间的阻抗匹配及频率范围的配合等问题。

3.1.4 量测仪器的选用原则（selection of instruments）

试验用的量测仪器，应符合现行规范中精度等级的规定，并应有主管计量部门定期检验的合格证书，在选用量测仪器时，应考虑下列要求：

（1）符合量测所需的量程及精度要求。在选用仪器前，应先对被测值进行估算。一般应使最大被测值控制在仪器的2/3量程范围附近，以防仪器超量程而损坏。同时，为保证量测精度，应使仪器的最小刻度值不大于最大被测值的5％。

（2）动态试验量测仪器，其线性范围、频响特性以及相移特性等都应满足试验要求。

（3）对于安装在结构上的仪器或传感器，要求自重轻、体积小，不影响结构的工作。特别要注意夹具安装设计是否合理正确，不正确的夹具安装将使试验结果带有很大的误差。

（4）同一试验中选用的仪器种类应尽可能少，以便统一数据的精度，简化量测数据的整理工作和避免差错。

（5）选用仪器时应考虑试验的环境条件，例如在野外试验时仪器常受到风吹日晒，周围的温、湿度变化较大，宜选用机械式仪器。此外，应从试验实际需要出发，选择仪器的精度，切忌盲目选用高精度、高灵敏度的仪器。一般来说，测定结果的最大相对误差不大于5％即满足要求。