第9 QY型倾角仪使用说明

第2章 QY 型倾角计设备使用说明

一、设备概况

1、设备名称：倾角计

2、厂 家：中国地震局工程力学研究所

3、规 格：

尺 寸：210×120×100mm 重 量：3.5kg 4、型 号: QY-1型 5、性能指标: 灵 敏 度:60MV/1‘ 最大量程：10‘

漂 移：30分钟≤0.2秒 电 源：±12VDC

使用环境：0～50℃，湿度≤85％

6、功 能：QY 型倾角计主要用来测量桥梁在静加载下的倾角值θ)(x ，并通过公式Y=)(0x x

⎰θdx 可求出桥梁的挠度值Y

7、数 量：20台（倾角计编号：05001～05020） 二、附属配件

1、接线盒（2台）；

2、输入线（20根）；

3、输出线（20根）；

4、电源线（交流 2根）；

5、电源线（直流1根）；

6、说明书（4本）；

7、0.5A 保险丝(4个)；

8、软件使用说明见附件。 三、用途及工作原理

倾角计的结构如图1所示：

Y

1

电路板

地脚

2

摆

3

锁摆钮

4

图1 倾角计上视简图

倾角计采用了电容传感和无源伺服技术，倾角仪的基本原理如图2所示,图中k 为弹簧刚度,b 为包括空气阻尼在内的阻尼力系数,G 1=BL 1L K 为满足阻尼比而设线圈的电动常数, BL 1为机电耦合系数, L K 为指示摆长,G 2为自标定线圈的电动常数,为倾角,K C 为电容传感的灵敏度,x 为电容传感的位移,其运动方程为:

K 1θ

+b θ +k θ+G 1i=-0

1l K X （1） 式中K 1为转动惯量，K 1=m R l 00为折合摆长，R 0为转动中心至运动部分重心的距离，

m 为运动部分的质量。当忽

略空气阻尼时，方程（1）的解为：

)

12(1

22022++⋅-=s n D

n

s l n X s θ （2）

图2 倾角仪工作原理图

R

s 算子，n 为自振圆频率,n 2

=1K k

,D 为阻尼常数,D=nR

K G 12

12,R 为线圈回路的电阻,

倾角计的输出电压为

)

12(1

22

2200++-===s n D

n

s n X s V K L K X K u C K C C θ （3） )

12(1

222

20++-=n D

n

s n V K X s u C （4） 设

2

n

V K C =1, 取D=0.707,n=2×π×2.7 四、使用及操作方法 1、锁摆机构

在使用前应去“压摆式”锁摆机构上的螺钉、压块和垫块，并松开“锁摆机构”（见图1，把锁摆钮稍拉出后右旋或左旋90°，然后松手）。前者作长途运输保护作用，后者作短途运输保护用。 2、倾角计供电

倾角计采用4芯屏蔽电缆，其七芯插头的连线见图3。

首先把电源转换开关位置位于所需位置（AC 或DC ）。如使用交流电源，则把电源电缆的交流插头（两芯）与市电（AC.220V ）连接，如使用直流电源，则把电源电缆的直流电源线按红接正、黄接负、屏蔽层接地与蓄电池连接，然后将电源电缆插头（7芯）插入接线盒电源插座上，将电源开关置于开，发光二极管亮。

电源插头接线见图4。

图3 图4

电源公共端与地

-12V 信号输出

+12V 213

567

54

3

21接电源线

}

1、2

36、7

5220V 电源线

负电源正电源地 线

1

23

4

57

6

3、布点及安装固定

对于桁架桥，倾角计应安置于节点外的上弦或下弦杆上，其它桥梁可等距离安置。倾角计Y 轴（见图1）与线路方向垂直（即平行于倾角所绕的轴线）。在桥梁的各测点上安置倾角计，并予以调平。调平方法是给倾角计供电，用万用表的直流电压档测量其信号输出端，而后调节倾角计的地脚螺栓，直到信号电压值≤±10mV 。然后用橡皮泥来固定地脚螺钉。

五、对测试结果的的判断与应用

倾角计主要应用于桥梁的静载试验中挠度的测量。对于梁体动载试验中的动挠度同样适用。 1、静态挠度测量

加载与测量

在加载前应先测量倾角计的输出电压V 01；在桥梁加载后，测量倾角计的输出电压V 02，卸载后再测量一次倾角计的输出电压V 03。当V 01≈V 03时，桥梁加载后产生的倾角为：

θ

θS V V 01

02-=

（角分） (5) 由倾角计算挠度时，要将角分换算为径。1角分=2.909×10-4 当测得桥梁各点的倾角之后，通过软件即可计算出桥梁的挠度。 其中各编号QY 型倾角计对应的灵敏度S θ标定值：

2、动态挠度测量

当动荷载（重车等）通过桥梁时，用数据采集系统将每一测点倾角计的输出电压采集并存储后，应用动挠度测量软件即可求得动挠度。

六、注意事项

1、角仪需牢固固定在测试点位置，通常可用橡皮泥等措施；

2、测试前需用万用表对倾角仪进行调平，直到信号电压值≤±10mV；

3、测试时应松开锁摆钮，测试完后应拧紧锁摆钮；

4、避免倾角仪在使用过程中受到碰撞等损害。