傳感器的選項及注意事項
A.1 一般規(guī)定
A.1.1 本附錄所述傳感器適用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中應(yīng)用的應(yīng)變、位移、加速度傳感器。
A.2 應(yīng)變傳感器
A.2.1 測量應(yīng)變的傳感器主要分為：電阻應(yīng)變計、鋼弦式應(yīng)變計、光纖光柵應(yīng)變計。根據(jù)監(jiān)測目的及要求，宜按表A.2-1中的傳感器技術(shù)、環(huán)境特性，選擇適合的傳感器。
三種應(yīng)變計技術(shù)、環(huán)境特性一覽表
表A.2-1 各種傳感器特性
A.2.2 應(yīng)變計的選擇應(yīng)充分考慮測量結(jié)構(gòu)在制作、養(yǎng)護、施工及服役階段的環(huán)境條件。對于監(jiān)測長期處于潮濕、易腐蝕及高電磁干擾的結(jié)構(gòu)應(yīng)變時，優(yōu)先采用光纖應(yīng)變計；對于需要監(jiān)測動荷載作用下的結(jié)構(gòu)應(yīng)變時，應(yīng)采用電阻應(yīng)變計及光纖應(yīng)變計。
A.2.3 電阻應(yīng)變計可按全橋或半橋方式制作。傳感器的測量片和補償片應(yīng)選用同一規(guī)格同一批號的產(chǎn)品。需使用絕緣膠保護電阻應(yīng)變計及裸露焊點；測點的連接應(yīng)采用屏蔽電纜，導(dǎo)線的對地絕緣電阻值應(yīng)在500MΩ以上；電纜屏蔽線應(yīng)與被測物絕緣；測量和補償所用連接電纜的長度和線徑應(yīng)相同。
A.2.4 電阻應(yīng)變計及其連接電纜均應(yīng)有可靠的防潮絕緣防護措施；電阻應(yīng)變片及電纜的系統(tǒng)絕緣電阻不應(yīng)低于200MΩ。
A.2.5 不同材質(zhì)的電阻應(yīng)變計應(yīng)使用不同的粘貼劑。在選用電阻應(yīng)變片、粘貼劑和導(dǎo)線時，應(yīng)充分考慮監(jiān)測對象在制作、養(yǎng)護和施工工程中的環(huán)境條件。
A.2.6 鋼弦式應(yīng)變計應(yīng)按被測對象規(guī)格大小選擇。儀器的可測頻率范圍應(yīng)大于被測對象在最大加載時的頻率的1.2倍。使用前應(yīng)對鋼弦式應(yīng)變計逐個標(biāo)定，得出應(yīng)變與頻率之間的關(guān)系。
A.2.7 鋼弦式應(yīng)變計通過與之匹配的頻率儀進行測量，頻率儀的分辨率應(yīng)優(yōu)于或等于1Hz。
A.2.8 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測所用的光纖光柵的性能參數(shù)應(yīng)遵循以下條件：光纖光柵進行退火處理，以保證其長期穩(wěn)定性；光纖光柵反射光3dB帶寬低于0.25nm；光纖光柵反射率大于90％；邊模抑制比應(yīng)高于15dB；對于0.25nm的帶寬，推薦光纖光柵的物理長度為10mm；光纖光柵陣列波長間隔大于3nm；廠商所標(biāo)出的傳感器中心波長不超過+/-0.5nm的誤差。
A.2.9 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測所用的光纖光柵解調(diào)設(shè)備的選型應(yīng)遵循以下條件：
1 對于靜態(tài)測量，波長測量精度小于3pm，重復(fù)性小于5pm，波長年漂移量低于30pm。
2 對于動態(tài)測量，波長測量精度小于5pm，重復(fù)性小于10pm，波長年漂移量低于60pm。
3 建議采用氣體（HCN及C2H2）吸收光譜作為波長參考。
A.2.10 光纖光柵測量時，對于采用可調(diào)諧濾波器解調(diào)原理的波長解調(diào)設(shè)備應(yīng)考慮光在光纜中的有限傳播速度造成的相位差，該相位差會導(dǎo)致解調(diào)波長誤差。同一對象不同時期的監(jiān)測，建議采用相等長度的光纜。由于光纜長度引起的解調(diào)波長誤差按下式計算：
應(yīng)變片測量數(shù)值與結(jié)構(gòu)真實應(yīng)變的差值隨著粘接厚度的增加而增加，與粘接長度成反比。一般情況下，該誤差小于10%。如果粘接層較厚，則需要進一步的修正才能得到結(jié)構(gòu)的真實應(yīng)變。
A.2.12 應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)整理應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 采用電阻應(yīng)變計測量時，按下列公式對實測應(yīng)變值進行導(dǎo)線電阻修正：
采用半橋測量時：
2 采用光纖光柵應(yīng)變計及鋼弦式應(yīng)變計測量時，應(yīng)按照給定的標(biāo)定系數(shù)進行換算。
A.3 位移傳感器
A.3.1 位移傳感器分為接觸式和非接觸式。監(jiān)測用接觸式位移傳感器按測量原理可分為應(yīng)變式、電位式、變壓器式、磁彈性式等。
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A.3.2 導(dǎo)電塑料電位器（又稱電子尺），其功能是把一個機械位移轉(zhuǎn)換成電氣信號，并且該信號能夠與機械運動成正比。電刷裝配連接到機械激勵器，繼而使塑料阻軌產(chǎn)生一個電壓分配器。電位計的阻軌兩端連接到穩(wěn)定的直流電壓(允許小電流)。當(dāng)在電刷和修正阻軌之間測量時，信號電壓是電壓分配器的主要部分，并且與阻軌上的電刷位置成正比。導(dǎo)電塑料電位器作為一個電壓分配器，可以不必著重于阻軌上的總電阻的準(zhǔn)確度，因為溫度波動只對電阻產(chǎn)生作用，不會影響到測量結(jié)果。
