土木工程测试技术考试参考资料

土木工程测试技术（仅供参考）

1.测试技术是由测量技术和试验技术组成。

2.一个测试系统可以由一或若干个功能单元所组成。

3.一个完善的力学测试系统由荷载系统、传感器、信号变换与测量电路和显示记录系统四大部分组成。即信号采集、信号处理、信号显示和记录四大部分。

4.测试系统的主要性能指标：精确度、稳定性、测量范围（量程）、分辨率和传递特性。

5.静态方程：当测试系统处于静态测量时，输入量和输出量不随时间而变化，因而输入和输出的各阶导数等于零，此时线性系统方程简化为Sx x b a y ==0

0。 6.标定（率定）：就是通过试验建立起传感器输入量与输出量之间的关系。

7.求取静态标定曲线：通常以标准量作为输入信号并测出对应的输出，将输入与输出数据描在坐标纸上的相应点上,再用统计法求出一条输入- 输出曲线。

8.测试系统精度和误差：指测试系统给出的指示值和被测值的真值的接近程度。

9.传感器：将被测物理量直接转化为相应的容易检测、传输或处理的信号的元件。

10.传感器的命名：可以按照原理或被测物理量命名，比如电阻应变式、钢弦式压力盒属于原理命名，而土压力盒属于被测物理量命名。

11.传感器的组成：由敏感元件、转换元件、测量电路和电源组成。

12.应力计和应变计的原理：

(1)K ＜＜k ，说明弹簧元件加进前后,系统的变形几乎不变,弹簧元件的变形能反应系统的变形,因而可看做一个测长计,把它测出来的值乘以一个极定常数,可以指示应变值,所以它是一个应变计；

（2）K ＞＞k ，说明弹簧元件加进前后,系统的受力与弹簧元件的受力几乎一致,弹簧元件的受力能反应系统的受力,因此可看做一个测力计,把它测出来的值乘以一个标定常数,可以指示应力值,所以它是一个应力计；

（3）K ≈2k ，即弹簧元件与原系统的刚度相近，加入弹簧元件后，系统的受力和变形都有很大的变化，则既不能做应力计，也不能做应变计。（k 为两侧弹簧的弹簧常数，K 为中间弹簧的弹簧常数。）

13.电阻式传感器工作原理：将被测物理量的变化转换成自身电阻值的变化，再经相应的变换电路和装置显示或记录被测量值的变化。

14.电阻式传感器按其工作原理分类：电阻应变式、电位计式、热电阻式、半导体热能电阻传感器。

15.电阻应变式传感器工作原理：基于电阻应变效应，在被测拉压力的作用下，弹性元件产生变形，贴在弹性元件上的应变片产生一定的应变，由应变仪读出读数，再根据事先标定的应变-力对应关系，即可得到被测力的数值。

16.钢弦式传感器基本原理：是由钢弦式应力的变化转变为钢弦振动频率的变化。

ρσL f 21=，KP f f =-202

17.钢弦式传感器的构造和性能：构造简单，测试结果比较稳定，受温度影响小，易于防潮，可用于长期观测，缺点是灵敏度受压力盒尺寸的限制，并且不能用于动态测试。

18.钢弦式传感器分为钢弦式压力盒、钢弦式钢筋应力计、钢弦式表面应变计、钢弦式混凝土应变计等。

19.钢弦压力盒的钢弦振动频率是由频率仪测定的，它主要由放大器、示波器，振荡器和激发电路缝组成。

20.传感器的选择要求：输出与输入之间成比例关系、直线性好、灵敏度高，滞后、漂移误差小，动态特性好，功耗小，不因其接入而使测试对象受到影响，抗干扰能量强，重复性好、有互换性，抗腐蚀性好、能长期使用，容易维修和校准。

21..电阻应变测量的基本原理：是用电阻应变片作为传感元件，将应变片粘贴或安置在构件表面上，随着构件的变形，应变片敏感柵也相应变形 将被测算对象表面指定点的应变转换成电阻变化。

22.电阻应变效应：大多数金属丝在轴向受到拉伸时，其电阻增加，压缩时，其电阻减小，这种电阻值随变形发生变化的现象。

23.康铜（铜、镍合金）的敏感系数为2，即20=k

24.应变片按敏感柵材料可以分为金属电阻应变片和半导体应变片，金属电阻应变片分为丝饶绕式应变片（横向效应大和价廉）、短接式应变片（横向效应小和寿命短）和箔式应变片（灵敏系数高和温度稳定性差）。

25.电阻应变片的灵敏度:把应变片粘贴在处于单向应力状态的试件表面,使其敏感栅纵向中心线与应力方向平行时,应变片电阻值的相对变化与沿其纵向的应变之比值，即x R R

k ξ∆=。

26.应变片的横向效应：应变片上横向部分的线柵与纵向部分的线柵产生的电阻变化符号相反，使应变片的总电阻变化量减小。

27.应变片选择在可能的条件下应尽量选用柵长大一些、柵宽小一些的应变片。

28.应变测量电路：应变基本测量电路转换的信号很微弱，必须经调制、放大、解调、滤波等变换环节才能获得所需的信号，这一切统称为应变测量电路。

29.应变测量电路一般采用惠斯登电桥电路。组成测量电桥的方法主要有半桥和全桥两种接法。相邻桥臂的应变极性一致时，输出电压味两者之差 极性不一致时，输出电压为两者只和；而相对桥臂则与上述规律相反。

30.温度补偿方法：一是利用温度自补偿应变片法；二是在常温中经常使用的桥路补偿法，桥路补偿法又分为补偿快补偿法和工作片补偿法。

31.单向应力状态下的应力应变测量：半桥四片补偿块补偿法测拉压和全桥四片测拉压。

32.纵波（P 波）：质点振动方向与波的传播方向一致。

33.横波（S 波）：质点振动方向与波的传播方向垂直。

34.表面波（R 波）：沿介质表面和交界面传播 波动振幅随深度增加而迅速衰减的波。

35.波速：S B p V V V >>。

36.弹性波在岩石中的传播速度与岩体的种类、弹性参数、结构面、物理力学参数、应力状态、风化程度和含水量等有关。具体有：弹性模量降低、岩石松软、结构面的存在、岩石风化程度大、孔隙率大均可降低岩体声速，压应力方向上和密度高、单轴抗压强度大的岩体波速高。