采用誤差補償?shù)膽兗夹g(shù)已有幾十年歷史了。但是有多個因素會影響應變測量。本文的主要目的是解釋應力測量的 誤差來源,并闡述了如何在設計階段對 測量的不確定性 進行評估。
基礎問題
在采用應變片進行應力測試前,測試工程師需要在進行測量任務之前對以下問題進行評估,以提高測量不確定性:
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測量點何時將達到其 壽命周期?
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應變的 *大值 會是多少?
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是否存在 溫度變化? 如果是,變化的速率會是多少?
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是否存在其他 外部因素(水, 濕度等)影響測量點?
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應變片黏貼在何種材質(zhì)上 (不均勻,各向異性,高吸濕性等)?
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是否需要調(diào)整零點?
零點相關(guān)測量
零點相關(guān)測量通常被理解為: 需要比較目前的測量值和數(shù)年,數(shù)月或數(shù)周前的測量值進行比較。在這類測試中,“調(diào)零” 非常關(guān)鍵,因為 零點漂移(外部環(huán)境的影響和溫度的變化產(chǎn)生)會完全置入測量結(jié)果。
零點誤差 對于小應變值尤其危險,因為會對測量值產(chǎn)生較大的 相對偏差。設備部件或結(jié)構(gòu)的應變一般不會超過 100 μm/m, 如果零點漂移為 100 μm/m,將會產(chǎn)生 100 % 測量誤差。
對于 結(jié)構(gòu)監(jiān)控 來說,持續(xù)測量總是和零點相關(guān)的,需要特別關(guān)注外部環(huán)境對應變片的影響。以保證測量的長期穩(wěn)定性。因為劇烈的溫度變化在長期測量中是無法避免的,溫度系數(shù)需要足夠的小。另外,有缺陷的安裝會導致影響加劇,尤其對較小的信號幅度來說。
此外,水分子也會產(chǎn)生影響。由于應變片得到是集成的信號,因此無法區(qū)分有用和無用的信號。
非零點相關(guān)測量
非零點相關(guān)測試可以理解為:測量任務的調(diào)零與否不會產(chǎn)生任何的信息損失,只有 “調(diào)零”后的測量量 的變化是相關(guān)的(例如浴室的人體秤,其在開關(guān)后會自動去皮,不會產(chǎn)生任何信息損失)。"調(diào)零" 經(jīng)常發(fā)生在 一次性負載測試 中(通常是短期測量),因此零點漂移時無關(guān)緊要的。
非常大的應變通常發(fā)生在破壞性測試中,意味著應變片具有足夠的測量范圍。但遺憾的是,通常在數(shù)周德準備工作后,安裝在部件的應變片已經(jīng)失效了。
實驗室測試 通??烧J為是非零點相關(guān)測試,因為外部條件(濕度和溫度)都是溫和的。
對于戶外以及溫度或濕度變化大的環(huán)境,零點漂移也會產(chǎn)生更大的影響。