Ⅰ 气压传感器应用介绍
导语:大家听到传感器想必大家都不陌生,传感器在我们生活当中的应用其实有好多,比如在一些二十四小时提款机的内部就有一个感应器,当提款机里面有人的时候外面的就不能够进去,其实这就是一个传感器的应用。其实传感器的应用远远不止这些,想必这么说大家对于传感器一定想了解一下。今天就给大家解说一下气压传感器的工作原理。
工作原理
空气压缩机的气压传感器主要的传感元件是一个对气压传感器内的强弱敏感的薄膜和一个顶针开控制,电路方面它连接了一个柔性电阻器。当被测气体的压力强降低或升高时,这个薄膜变形带动顶针,同时该电阻器的阻值将会改变。电阻器的阻值发生变化。从传感元件取得0-5V的信号电压,经过A/D转换由数据采集器接受,然后数据采集器以适当的形式把结果传送给计算机。
很多空气的气压传感器的主要部件为变容式硅膜盒。当该变容硅膜盒外界大气压力发生变化时顶针动作,单晶硅膜盒随着发生弹性变形,从而引起硅膜盒平行板电容器电容量的变化来控制气压传感器。
应用实例
手机GPS测海拔高度
气压传感器首次在智能手机上使用是在GalaxyNexus上,而之后推出的一些Android旗舰手机里也包含了这一传感器,像GalaxySIII、GalaxyNote2也都有。[1]
对于喜欢登山的人来说,都会非常关心自己所处的高度。海拔高度的测量方法,一般常用的有2种方式,一是通过GPS全球定位系统,二是通过测出大气压,然后根据气压值计算出海拔高度。
由于受到技术和其它方面原因的限制,GPS计算海拔高度一般误差都会有十米左右,而如果在树林里或者是在悬崖下面时,有时候甚至接收不到GPS卫星信号。
而气压的方式可选择的范围会广些,而且可以把成本可以控制在比较低的水平。另外像GalaxyNexus等手机的气压传感器还包括温度传感器,它可以捕捉到温度来对结果进行修正,以增加测量结果的精度。
所以在手机原有GPS的基础上再增加气压传感器的功能,可以让的三维定位更加精准。
在智能手机中的应用
我们用的智能机都使用了气压传感器,很多用户不知道气压传感器是什么东西,认识比较陌生,对于气压传感器有什么样的用途,下面是传感器交易网为您整理的。
对于爱登高的人来说如何知道自己所处的海拔呢?你可能会说,通过GPS全球定位系统来计算表海拔,但是由于存在十米左右的较大误差,以及GPS卫星信号接收不能够保障等问题。因此这种方法会带给人们很多不便,那么不妨试试你手机中的压力传感器吧。
你可以通过压力传感器里测量大气压,进而根据气压值计算出海拔高度,同时还能够根据温度传感器数据来结果进行修正,以得到更精确的数据,同时成本会更低。
如果说用压力传感器来计算海拔算是一项不错的应用,那么利用压力传感器来辅助导航,你是不是会觉得惊讶呢?由于导航仪市场较为混乱,产品质量良莠不齐,因此经常会出现导航仪瞎指挥的现状。如你在高架桥上时GPS却可能会指挥你转弯,但其实并没有转弯出口。这往往是由于GPS存在误差,不能够判断车子在高架桥上还是桥下所致。但如果再加上气压传感器,测量出所处的高度,就能够将误差降低到1米左右,随着精度提升导航也将变得更加精确。
同时当用户处于楼宇内时,内置感应器可能会无法接收到GPS信号,从而不能够识别地理位置。配合气压传感器、加速计、陀螺仪等就能够实现精确定位。这样当你在商场购物时,你能够更好找到目标商品。
大家看完对于气压传感器的应用介绍,市场上传感器的分类有好多好比、压力传感器、电流传感器、角度传感器、振动传感器、烟雾报警器等等,它们的用途也不相同。有喜欢动手的朋友可以在网上购买小的构件进行进行试验,体验学习物理知识带来的的快乐。好了今天关于气压传感器应用的讲解就到这里希望对大家有所帮助。
Ⅱ 加速传感器作用与原理是什么
如今,每个人都非常关注健康。不管是出门佩戴手环、计步器,还是拿手机记录行走步数,已经成为很多人的生活习惯。那计步器到底是怎么工作的?现在的手机手环里面,一般是用一个非常小的芯片——三轴加速度传感器。这种三轴加速度传感器就是计步器的关键元器件,下面小编为大家介绍加速度传感器原理与应用。
加速度传感器的原理:通过这个加速度传感器,可以测量手机或者是手环在三个不同方向上的加速度。通过对加速度的值进行计算,就可以大概测出走路的步数。功耗更小但精度低
有一种特殊的材料,叫压电陶瓷材料,这种材料制备成的加速度传感器可根据作用在上面的力的大小产生不同的形变,就可以产生不同的电压变化。通过作用在上面的力来测量出加速度,然后通过加速度判断出人在走路时是在哪个方向进行运动,或者说频率大概是多少。
各种结构型式的加速度传感器应用
下面来了解下这四种加速度传感器在振动、冲击测量中的应用。
压电式加速度传感器
压电式加速度传感器是一种自发式传感器,其输出电荷与所感受的加速度成正比。它具有精确度高、频响宽、动态范围大、尺寸小、重量轻、寿命长、易于安装、稳定性好等特点。可以采用天然石英,经过适当切割构成敏感元件,但灵敏度低,造价高。目前常用的是铁电材料,这是一种经过人工极化处理而具有压电性质的人工陶瓷,采用良好的配制烧结工艺可以得到很高的压电灵敏度和工作温度,经过老化处理后可以保证长期温度稳定性,它易于制成各种形状的敏感元件,已先后制成了各种结构形式的加速度传感器。
单端压缩式具有灵敏度高,共振频率高的特点,适用于一般测量。基座隔离压缩式可把基座耦合的影响减到最小,更适合于低振级的测量,也适合于安装面上有应变或温度不稳定的地方。
环形剪切式具有尺寸小,重量轻的特点,适于测量冲击或轻小结构件的振动,因敏感元件与底座很好的隔离,故能有效地避开底座弯曲和噪声的影响,因敏感元件只受剪切作用,就减小了热释电效应。中心孔安装环形剪切式可任意选定接线方向。隔离剪切式采用了多块晶体和无源补偿片,提高了灵敏度,扩宽了温度范围,保证了稳定性,具有最高的信噪比。
集成电路式压电加速度传感器
集成电路式压电加速度传感器的制成是微电子学技术的发展结果,在这种传感器的壳体内装有微电子信号适调电路,因此做到了低阻抗输出,输出信号大,对电缆和接头带来的干扰信号很不敏感,对各种环境因素不敏感,用一根双线电缆或两根塑料皮绞合线可同时起到供电和传输信号的作用,使用长电缆也不会降低灵敏度,不会增加噪声,结构简单,造价低,且改善了性能,特别适用于各种工程现场和需要远距离测量的地方,对灵敏度高的甚至可以直接接记录仪器,使用方便。Endevco称这种传感器为ISOTRON,下图为等效电路图。
Ⅲ 压力传感器工作原理是什么
一、压电压力传感器
压电式压力传感器主要基于压电效应(Piezoelectric effect),利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电量,再进行相关测量工作的测量精密仪器,比如很多压力变送器和压力传感器。压电传感器不可以应用在静态的测量当中,原因是受到外力作用后的电荷,当回路有无限大的输入抗阻的时候,才可以得以保存下来。但是实际上并不是这样的。因此压电传感器只可以应用在动态的测量当中。它主要的压电材料是:磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英。压电效应就是在石英上发现的。
振弦式压力传感器的敏感元件是拉紧的钢弦,敏感元件的固有频率与拉紧力的大小有关。弦的长度是固定的,弦的振动频率变化量可用来测算拉力的大小,即输入是力信号,输出的是频率信号。振弦式压力传感器分为上下两个部分组成,下部构件主要是敏感元件组合体。上部构件是铝壳,包含一个电子模块和一个接线端子,分成两个小室放置,这样在接线时就不会影响电子模块室的密封性。
振弦式压力传感器可以选择电流输出型和频率输出型。振弦式压力传感器在运作式,振弦以其谐振频率不停振动,当测量的压力发生变化时,频率会产生变化,这种频率信号经过转换器可以转换为4~20mA的电流信号。
Ⅳ 传感器,检测技术的一个问题,关于桥壁串联或并联电阻能否提高提高灵敏度。要详细过程!200分,好的可以加
我搞过很多年传感器,桥臂串联或并联电阻不能提高传感器的灵敏度,但是可以消除零位误差、补偿温度系数。
Ⅳ 若要提高系统的灵敏度,除了采用不同的桥路形式外,还能采用什么措施
从提高灵敏度而言,可采取以下措施,同时带来后随的不利因素:
1,采用差分结构,较之单电感式灵敏度可提高1倍。这导致传感器结构复杂。
2,避免空心电感,采用铁芯电感,同样的被测量变化有更大电感变化。这导致线圈体积和重量增加,不利于小型化;同时,使用温度范围被限于磁芯材料的居里温度以下。
3,自感型传感器本身的灵敏度(ΔL/Δ被测量)成反比函数,所以使被测量靠近0值的灵敏度最高。这样的限制使得量程减少。
4,采用尽可能粗的线径,降低线圈直流电阻。这导致体积、成本增大,极少被采用。
5,自感型传感器灵敏度提高后,外部杂散磁场干扰的影响也被加重,这需要增加磁屏蔽设计。这导致成本、使用范围受限。
Ⅵ 称重传感器怎么判断好坏
称重传感器判断好坏的方法:
1、观察传感器外面是不是变形,或者有裂纹,若是有,则可能损坏及时联系厂家处理。
2、找到称重控制器中的传感器连接端,测定传感器连接电路。一般激励电压(EXC+到EXC-之间)是5-10V,输出电压(SIG+到SIG-之间)在设备空载时接近于0,小于传感器最大输出量。超出此范围则可能损坏。
3、测量传感器阻值,通过阻值判定传感器好坏:输入电阻≧输出电阻>桥阻;一般情况下桥阻之间相等或者两两相等。如果不相等则可能损坏。
(6)传感器提升桥扩展阅读:
称重传感器误差分析
1、称重传感器运用差错是操作人员发生的,这也意味着发生的缘由许多,例如,温度不同时发生的差错,包罗探针放置过错或探针与测量地址之间不正确的绝缘,别的一些应用差错包罗空气或其他气体的净化过程中发生的过错,运用差错也触及变送器的过错放置,
因而正或负的压力将对正确的读数形成影响。
2、特性差错为设备自身固有的,它是设备的、公认的搬运功用特性和实在特性之间的差,这种差错包罗DC漂移值、斜面的不正确或斜面的非线形。
3、动态差错许多传感器的特性和校准都是适用静态条件下的,这意味着运用的输入参数是静态或类似于静态的,许多传感器具有较强阻尼,因而它们不会对输入参数的改动进行疾速呼应,如,热敏电阻需求数秒才干呼应温度的阶跃改动。
4、热敏电阻不会当即跳跃至新的阻抗,或发生骤变,相反,它是慢慢地改动为新的值,然后,若是具有推迟特性的称重传感器对温度的疾速改动进行呼应,输出的波形将失真,由于其间包含了动态差错。发生动态差错的要素有呼应工夫、振幅失真和相位失真。
Ⅶ 传感器中为什么提高电桥桥臂比可以降低非线性误差
全桥是半桥的两倍,半桥是单臂的两倍,也就是说,灵敏度:全=2*半=4*单。
(是传感器的实验还是电桥的实验?)
Ⅷ 以自感式传感器为例说明差动式传感器可以提高灵敏度的原理
1、自感式传感器的工作原理
电感值与以下几个参数有关:与线圈匝数w平方成正比;与空气隙有效截面积S0成正比;与空气隙长度l0所反比。
2、灵敏度与非线性
气隙型其灵敏度为:差动式传感器其灵敏度:
以上结论在满足Δl/l0<<1时成立。
从提高灵敏度的角度看,初始空气隙l0距离人应尽量小。其结果是被测量的范围也变小。同时,灵敏度的非线性也将增加。如采用增大空气隙等效截面积和增加线圈匝数的方法来提高灵敏度,则必将增大传感器的几何尺寸和重量。这些矛盾在设计传感器时应适当考虑。与截面型自感传感器相比,气隙型的灵敏度较高。但其非线性严重,自由行程小,制造装配困难。因此近年来这种类型的使用逐渐减少。差动式传感器其灵敏度与单极式比较。其灵敏度提高一倍,非线性大大减小。
3、等效电路
自感式传感器从电路角度来看并非纯电感,它既有线圈的铜耗,又有铁芯的涡流及磁滞损耗,这可用折合的有功电阻抗Rq表示。此外,无功阻抗除电感之外还包括绕组间分布电容。这部分电容用集总参数C表示,一个电感线圈的完整等效电路可用图3-4表示。
式中Rm---磁路总磁阻;
Za---铁芯部分的磁阻抗;
Z0--空气隙的磁阻抗。
4、转换电路
一、调幅电路
调幅电路的一种主要形式是交流电桥。图(a)所示为交流电桥的一般形式。桥臂Zi可以是电阻、电抗或阻抗元件。当空载时,其输出称为开路输出电压,表达式如下。式中U为电源电压。
图交流电桥的一般形式及等效电路
(a)电阻平衡臂电桥(b)变压器电桥
二、调频电路
调频电路的基本原理是传感器电感L变化将引起输出电压频率f的变化。一般是把传感器电感L和一个固定电容C接入一个振荡回路中,如图(a)所示。当L变化时,振荡频率随之变化,根据的f大小即可测出被测量值。当L有了微小变化ΔL后,频率变化Δf为
图调频电路
三、调相电路
调相电路的基本原理是传感器电感L变化将引起输出电压相位φ的变化。图(a)所示是一个相位电桥,一臂为传感器L,另一臂为固定电阻R。设计时使电感线圈具有高品质因数。忽略其损耗电阻,则电感线圈与固定电阻上压降UL与UR互相垂直,如图(b)所示。当电感L变化时,输出电压U0的幅值不变,相位角φ随之变化。
φ与L的关系为
式中ω--电源角频率
图调相电路
5、零点残余电压
它表现在电桥预平衡时,无法实现平衡,最后总要存在着某个输出值ΔU0,这称为零点残余电压,如图所示。
图U0-l特性
6、自感式传感器的特点以及应用
自感式传感器有如下几个特点:
①灵敏度比较好,目前可测0.1μm的直线位移,输出信号比较大、信噪比较好;
②测量范围比较小,适用于测量较小位移;
③存在非线性;
④消耗功率较大,尤其是单极式电感传感器,这是由于它有较大的电磁吸力的缘故;
⑤工艺要求不高,加工容易。
Ⅸ 电阻应变式传感器系统灵敏度与哪些因素有关 如何提高系统灵敏度呢
首先,尽量选用高灵敏系数材料的应变片,例如半导体应变片的灵敏系数最高,金属合金最低.
其次,合理布局多应变片位置,使之成差动方式变化,然后利用差动全桥电路测量,使灵敏度在检测电路级达到最高.
再次,可以在A/D转换前设计增加放大电路,合理提高灵敏度.
Ⅹ 静力触探测试法的程序和要求
(一)准备工作
1.探头率定(probe calibration)
应根据测试要求和土层软硬情况选用触探头。在使用前,必须先率定,新探头或使用一段时间(如3个月)后的探头都应进行率定。其目的是求出测量仪表读数与荷载之间的关系——率定系数。将率定系数乘以仪表读数,就可求出各贯入阻力值的大小。
率定工作应在专门的标定装置上进行(图2—28),首先按图2—28装好率定设备及探头,并接通仪表,然后加荷、卸荷三次以上,以释放掉空心柱由于机械加工而产生的残余应力,减少应变片的滞后和非线性;随后就可正式加压率定。率定所用记录仪表同测试用仪表。探头率定曲线应为一直线(图2—29)。
率定方法可根据TBJ 37-93规定进行。
探头的率定方法,按供桥电压对仪表、探头的输入和输出关系,分为以下两种:
(1)固定桥压法:固定仪器的供桥电压,率定施加于探头的荷载与仪表输出值之间的对应关系。此方法适用于电阻应变仪、数字显示仪及带电压表的自记式仪器。
(2)固定系数法:根据仪器性能和使用要求,先令定探头的率定系数为某一整数值(称令定系数),率定探头在该令定系数时对应于所施加的荷载及仪器所需要的供桥电压值。此法适用于桥压连续可调的自记式仪器。
用固定桥压法率定探头时,应符合下列要求:
(1)在固定的供桥电压下,对探头加荷和卸荷,应逐级进行。每级荷载增量可取探头最大加载量的1/10—1/7;但在第一级荷载区间内,宜进一步细分成三级。
图2—28钢环测力式探头率定装置图
1—活动架上梁;2—顶帽;3—探头;4—活动架;5—底座;6—百分表;7—钢环;8—传动箱;9—手柄;10—顶针
(2)每级加荷或卸荷均应记录仪表输出值。探头率定记录格式可参照表2—6制作。
(3)每次率定,其加、卸荷不得少于3个循环。
对于顶柱式传感器或传感器与传力垫可以相对转动的探头,每加、卸荷一个循环后,应转动顶柱或传力垫90°—120°,再进入下一个加、卸荷循环过程。
用固定系数法率定探头,应按下列步骤进行:
(1)按下式计算记录纸中点荷载:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:DM——笔尖自记录纸零位线到中位线所需的荷载(即中点荷载)(kN);
K——探头的令定系数;
A——探头的锥尖投影面积或侧壁摩擦筒表面积(cm2);
L——记录纸的有效宽度(cm)。
(2)在2—8V范围内先输入一个假定桥压,施加荷载为Pm,调整桥压使笔尖对准中线,然后卸荷,转动调零旋钮使笔尖对准零位线。复加Pm。重复上述操作过程,直至探头在空载和中点荷载两种状态下,笔尖能一道指零和对中为止。此时的供桥电压值,即为在该令定系数下的率定桥压。
(3)在率定桥压下,以Pm/5为一级,逐级对探头加荷,直至纸带满幅荷载(2Pm)。然后逐级卸荷回零,完成一个加、卸荷循环过程。与此同时,启动走纸机构,使率定曲线成梯状,以便读取数据。
在分级加荷(或卸荷)过程中,当出现加荷(或卸荷)过量时,应将荷载回复到预定荷载的前一级荷载,再加(或卸)至预定荷载。
图2—29探头率定曲线
表2—6探头率定记录表
对一批检测精度合格的探头,应抽出其总数的10%—20%,进行如下两种检验性率定。
(1)对探头进行时漂检验,应在恒温条件下,将探头与仪器接通工作电源,待其预热并统调平衡后,记录探头在空载状态下仪表的零输出随时间而变化的过程值。记录的时间间隔由密而疏,累计观测时间不宜少于2h。然后点绘零输出值与时间的关系曲线,即为探头的时漂修正曲线。
(2)对探头进行温漂检验,应利用温度可调和可控的热处理装置,在-10—45℃范围内,分级测定探头在各级温度下仪器的零输出值,点绘零输出值与温度的关系曲线(即探头的温漂修正曲线)。连同探头时漂检验结果一并记入表格(表2—7)。
表2—7探头技术卡片
2.探头率定结果计算
(1)探头经率定后,应按下列步骤计算其率定系数:
①按表2—6要求,分别计算同级荷载下各次加荷和卸荷的仪表平均输出值。
②以荷载为横轴,以仪表输出值为纵轴,根据各级荷载下算得的平均输出值,点绘荷载(P)-输出值(x)的关系曲线。此曲线应是一条过原点的直线。
③按下式计算探头的率定系数:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:K——率定系数;
Pi——第i级荷载(kN);
A——探头的工作面积(cm2);
图2—30探头率定曲线及其误差
(2)探头各项检测误差计算,应符合下列要求:
①以过原点的公式(2—52)所确定的直线,定为“最佳直线”。
②探头的检测误差统一采取极差值,以满量程输出值的百分数表示(图2—30)。
③按公式(2—53)至(2—56)计算探头的各项误差:
非线性误差
重复性误差
滞后误差
归零误差
式中:
0——卸荷归零时仪表的平均不归零值。
FS——在额定荷载下仪表的满量程输出值;
其它符号同前。
④上列计算的检验误差及总误差均满足下列要求时,该探头即符合精度要求,即测力传感器的检测总误差不应大于3%FS,其中非线性误差、重复性误差、滞后误差、归零误差均应小于1%FS。
(3)探头的灵敏度可根据起始感量(Y0)按表2—8规定标准分级;工作中应视场地地层情况和勘察要求,合理使用探头。
表2—8探头灵敏度分级
(4)起始感量应按下式计算:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:Y0——起始感量;
K——探头的率定系数,按公式(2—52)计算;
△x——仪表的有效(最小)分度值。
当计算出的Y0值超过表2—8规定的数值时,应提高供桥电压或换用薄壁传感器探头,重新率定、计算。
3.仪器安装、检查与调试
将测量电缆穿入各节探杆,探杆根数或总长度要满足所测地层的最大深度要求,后将探头通过电缆与测量仪表联接起来。注意检查各部件应附合质量要求。检查内容如下:
(1)探头、探杆和信号电缆检查:探头锥尖、顶柱和摩擦筒应滑动灵活;否则,将其拆下擦洗上油或换新。久用的探头,其尺寸会变小,其误差超过1%时应换新。探杆应平直无损伤。电缆外皮应无损坏,如局部有轻微损伤,可涂防水胶,并用防水胶布包裹。
(2)测量记录仪表检查:
①自动记录仪检查:a.接通外电源,打开仪器电源开关,如指示灯不亮,主要是电源线路有故障,应及时排除。b.记录笔出水是否流畅。c.将角机发讯机与仪表接通,按贯入方向拨动角机滚轮,记录纸应跟着转。如记录纸不动,拨动角机时角机内也无“嗡嗡”响声,则可能角机有问题;如记录纸转动方向相反,可调换一根信号线。d.接上探头,检查整个测试系统工作是否正常:转动调压旋钮,直流电压表应随之变化,外接数字电压表有数字显示并稳定。转动调零旋钮,记录笔应在纪录纸整个宽度范围内自由移动。如调节旋钮,记录笔不动,则先用“自校探头”检查探头或电缆有无问题。如探头或电缆无问题,可判定是仪器内出了故障,再打开仪器进行检查。e.经常擦洗滑线电阻盘,检查滚子与滑线电阻丝接触是否良好。
②测量记录仪表检修及故障的排除方法:详见表2—9和表2—10(摘自TBJ37-93)。
表2—9电阻应变仪检修方法
4.其它准备工作
(1)现场作业前应了解以下情况:
①工程类型、名称、孔位分布和孔深要求。
②测试区地形、交通、地层情况。
③测试区地表有无杂物及地下设施,以及它们的确切位置,有无高压电线、强磁场源;使用外接电源工作时,了解其供电情况。
(2)使用触探车进行测试时,须做以下准备工作:
①检查、维修汽车,重点是刹车、方向盘,轮胎、电气及供油系统,使整个汽车处于良好状态。
②对油路系统,主要是检查油泵、触探油缸和支腿油缸、各换向阀、油马达等是否正常,各接头、管路有无漏油现象,压力表是否完好等。
(3)使用(可测)孔隙水压力探头时,须做以下准备工作:
表2—10自动记录仪故障的排除
①在测试开始前,应对孔隙水压力探头进行饱和。这是保证孔压测量正确的关键。如果探头孔压量测系统含有1%的空气(在一个大气压下),则其压缩性为纯水的1000倍;如含有溶解空气的水,则其压缩性为纯水的100倍。如果探头孔压量测系统通道未被水饱和,测量孔压时,则有一部分孔隙水压力在传递过程中会消耗在压缩空气上,使所测孔隙水压力值比实际值小,且滞后。
排除水中空气的方法有加热排气法和真空排气法。加热排气的水在冷却过程中仍有空气溶解于水中;真空排气法是对充有水的透水滤器(也称滤水器)及空腔施加真空,同时施加振动,达到排气的目的。当室温为20℃时,排除5L水中的空气,一般需10—12h。
除了用水饱和孔压量测系统外,也可采用其他液体,如硅油、甘油和酒精等。使用硅油有以下好处:
a.可在真空要求较低条件下使滤水器等饱和,真空排气所需时间比用水短;
b.可以调制最佳粘滞度的油液;
c.与透水滤器有良好的表面粘着力,当探头穿过不饱和土层时,或探头暴露在空气中时,探头孔压量测系统不易进气失去饱和度。
d.有良好绝缘性,能防止滤水器氧化。
②孔压探头饱和装置如图2—31所示,此装置由同济大学研制,由浙江温岭南光地质仪器厂生产。
图2—31孔压静探探头排气饱和装置
③孔压静探探头量测系统的检验与标定:孔压静探探头测力传感器的检验与率定(非线性误差、滞后误差、归零误差、qc与fs测力传感器的相互干扰、绝缘电阻等),与常规的静探探头相同。对孔压探头,还应进行以下检验与标定。
a.孔压量测系统饱和度检验,采用孔压响应试验。在排气饱和标定装置中(图2—31)的密封容器内设置一个孔压传感器,记录密封容器压力与探头孔压传感器的变化。如两者同步变化,无时间上滞后,幅值(大小)相等,即认为完全达到饱和;否则,应检查原因,重新对探头进行饱和。
b.测力传感器与孔压传感器之间相互干扰检验。
c.探头孔压传感器在高孔隙水压力下的绝缘性检验。
(二)现场操作要点
1.贯入、测试及起拔要点
(1)将触探机就位后,应调平机座,并使用水平尺校准,使贯入压力保持竖直方向,并使机座与反力装置衔接、锁定。当触探机不能按指定孔位安装时,应将移动后的孔位和地面高程记录清楚。
(2)探头、电缆、记录仪器的接插和调试,必须按有关说明书要求进行。
(3)触探机的贯入速率,应控制在1—2cm/s内,一般为2cm/s;使用手摇式触探机时,手把转速应力求均匀。
(4)在地下水埋藏较深的地区使用探头触探时,应先使用外径不小于孔压探头的单桥或双桥探头开孔至地下水位以下,而后向孔内注水至与地面平,再换用孔压探头触探。
(5)探头的归零检查应按下列要求进行:
①使用单桥或双桥探头时,当贯入地面以下0.5—1.0m后,上提5—10cm,待读数漂移稳定后,将仪表调零即可正式贯入。在地面以下1—6m内,每贯入1—2m提升探头5—10cm,并记录探头不归零读数,随即将仪器调零。孔深超过6m后,可根据不归零读数之大小,放宽归零检查的深度间隔。终孔起拔时和探头拔出地面后,亦应记录不归零读数。
②使用孔压探头时,在整个贯入过程中不得提升探头。终孔后,待探头刚一提出地面时,应立即卸下滤水器,记录不归零读数。
(6)使用记读式仪器时,每贯入0.1m或0.2m应记录一次读数;使用自记式仪器时,应随时注意桥压、走纸和划线情况,做好深度和归零检查的标注工作。
(7)若计深标尺设置在触探主机上,则贯入深度应以探头、探杆入土的实际长度为准,每贯入3—4m校核一次。当记录深度与实际贯入长度不符时,应在记录本上标注清楚,作为深度修正的依据。
(8)当在预定深度进行孔压消散试验时,应从探头停止贯入之时起,用秒表记时,记录不同时刻的孔压值和锥尖阻力值。其计时间隔应由密而疏,合理控制。在此试验过程中,不得松动、碰撞探杆,也不得施加能使探杆产生上、下位移的力。
(9)对于需要作孔压消散试验的土层,若场区的地下水位未知或不确切,则至少应有一孔孔压消散达到稳定值,以连续2h内孔压值不变为稳定标准。
其它各孔、各试验点的孔压消散程度,可视地层情况和设计要求而定,一般当固结度达60%—70%时,即可终止消散试验。
(10)遇下列情况之一者,应停止贯入,并应在记录表上注明。
①触探主机负荷达到其额定荷载的120%时;
②贯入时探杆出现明显弯曲;
③反力装置失效;
④探头负荷达到额定荷载时;
⑤记录仪器显示异常。
(11)起拔最初几根探杆时,应注意观察、测量探杆表面干、湿分界线距地面的深度,并填入记录表的备注栏内或标注于记录纸上。同时,应于收工前在触探孔内测量地下水位埋藏深度;有条件时,宜于次日核查地下水位。
(12)将探头拔出地面后,应对探头进行检查、清理。当移位于第二个触探孔时,应对孔压探头的应变腔和滤水器重新进行脱气处理。
(13)记录人员必须按记录表要求用铅笔逐项填记清楚,记录表格式,可按以上测试项目制作(见第八章)。
2.注意事项
(1)保证行车安全,中速行驶,以免触探车上仪器设备被颠坏。
(2)触探孔要避开地下设施(管路、地下电缆等),以免发生意外。
(3)安全用电,严防触(漏)电事故。工作现场应尽量避开高压线、大功率电机及变压器,以保证人身安全和仪表正常工作。
(4)在贯入过程中,各操作人员要相互配合,尤其是操纵台人员,要严肃认真、全神贯注,以免发生人身、仪器设备事故。司机要坚守岗位,及时观察车体倾斜、地锚松动等情况,并及时通报车上操作人员。
(5)精心保护好仪器,须采取防雨、防潮、防震措施。
(6)触探车不用时,要及时用支腿架起,以免汽车弹簧钢板过早疲劳。
(7)保护好探头,严禁摔打探头;避免探头暴晒和受冻;不许用电缆线拉探头;装卸探头时,只可转动探杆,不可转动探头;接探杆时,一定要拧紧,以防止孔斜。
(8)当贯入深度较大时,探头可能会偏离铅垂方向,使所测深度不准确。为了减少偏移,要求所用探杆必须是平直的,并要保证在最初贯入时就不应有侧向推力。
当遇到硬岩土层以及石头、砖瓦等障碍物时,要特别注意探头可能发生偏移的情况。国外已把测斜仪装入探头,以测其偏移量。这对成果分析很重要。
(9)锥尖阻力和侧壁摩阻力虽是同时测出的,但所处的深度是不同的。当对某一深度处的锥头阻力和摩阻力作比较时,例如计算摩阻比时,须考虑探头底面和摩擦筒中点的距离,如贯入第1个10cm时只记qc;从第2个10cm开始,才同时记qc和fs。
(10)在钻孔、触探孔、十字板试验孔旁边进行触探时,离原有孔的距离应大于原有孔径的20—25倍,以防土层扰动。如要求精度较低时,两孔距离也可适当小些。