针对混凝土内应力传感器匹配误差问题 ，设计制作埋人式应变砖传感器 ，将混凝土作为传感器一 部分整体进 行标定 ，从而减少实 际测量 中匹配误差 的影 响。传感器设计 中考 虑温度 和干扰 补偿 ，并对应变 计进行 良好防护以确保 20MPa压力下传感器绝缘性能 良好 。进行 50kN静态加 载试验 ，得到加 载力 同传 感器输出的函数关系和非线性误差 。经过激波管动态加载试验 ，得 出应 变砖 固有 频率 大于 30kHz，可用 于 动态加载的混凝土 内应力测量 。 关键词 ：混凝土 ；内应力测量 ；应变砖 中图分类号 ：TP212．9；TU432 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000-9787(2014)11--0106--03 Design and application ofstrain brick sensor forinternal stressm easurem entofconcrete LIXiao-mao，PENG Ying-cheng，W ANG Ming，GUO Xian (InstituteofNorthwestNuclearTechnology，Xi’an710024，China) Abstract： Aimingatproblem ofconcreteinternalstressmatching errorofsensor，design embedded type strain brick sensor，whichmakeconcreteasapartofthewholesensortocalibrate，SOastoreduceinfluenceofmatching errorinactualmeasurement．Temperature and interference compensation isconsidered in design ofsensor，and strain gaugeiswellprotected to ensure thatthe sensorhasgood insulating property under20MPa stress．50kN staticloading experimentiscarriedouttogetthefunctionrelationbetweenloadingforceandoutputofsensor，and nonlineareror．Through dynamicloadingexperimentsofshocktube，itisderivedthatnaturalfrequency ofstrain brick isgreaterthan30kHz，andcan beused formeasurementofinternalstressofconcretewithdynamicloading． Key WOrds： concrete；internalstressmeasurement；strainbrick 0 引 言 在工程测量 中 ，常需要监测混凝土 内部应力状况 ，尤其 对 于大坝 、高楼等大型混凝土结构 ，监测 内部应力 可为结 构 的安全稳定评估提供数据。对于混凝土内部应力测量，目 前最 常用 的办法 是将 传感 器埋设在混 凝土 中 ，由传感器 在 应力作用下 的输 出来 获取相应 的应力值 。由于传感器本 身 物理 和力学性质 与混凝土 不完全 匹配引起 匹配误差 ，从 而 使 传感器附近的应用场 发生变化 ，影 响了测量 结果 。汪恩 清 、杨吉祥等人开展 了埋 入式传 感器 的静态 和动态匹 配误 差 研究 ，并提 出了匹配误差理 论解析 公式 和匹配 系数 J。 然而传感器匹配情况还 与埋入时传 感器结 合程度 、混凝 土 含水率 、环境温度等相关 ，且理论解 析中的部 分参 数需 要具 体 实验中测得 ，从而增加匹配误差计算 的难度 。 混凝土静态压力测量 中，石振 明等人 应用 了一种振 弦 式应力计测量混凝土的应力，但其测量值与实际值比较偏 收稿 日期 ：2014-03-31 小 j。光纤传感 器作 为一 种新 型传 感器 开始 应 用于 混凝 土 内 部应 变 的 测 量 ，需 解 决 准 确 定 位 埋 设 和 防 护 的难 题 j。混 凝 土 动 态 压 力 测 量 通 常 采 用 光 纤 、应 变 计 、 PVDF等传感器 ，在传感器的设计与应用中需重点关注 传感器的动态匹配和频率响应 。 针对传感器匹配误差 问题 ，本 文设计 制作 了一种 埋入 式应变砖传感器。将混凝土作为传感器的一部分，进行静 态和动态加载标定试验 ，由于传感器 测量输 出结 果已经 包 含 了匹配误差 ，从 而在 实际测量 中可减少匹配误差 的影响 。 1 应变砖传感器设计 制作 1．1 传感器制作与防护 由于混凝土 内部颗粒 不均匀 ，如果 将应 变计直 接埋 入 混凝土测量 内应力离 散性大 ，且难 以对准所 需要 的测力 方 向。设计“工 ”字型应变砖式 内应力传 感器 ，传感 器 的两 端 为直径 25mm的受力 圆盘 ，用钢柱连接起来 ，并在钢柱的 中

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