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構健康監(jiān)測中應用的應變、位移、加速度傳感器。
A.2 應變傳感器
A.2.1 測量應變的傳感器主要分為：電阻應變計、鋼弦式應變計、光纖光柵應變計。根據(jù)監(jiān)測目的及要求，宜按表A.2-1中的傳感器技術、環(huán)境特性，選擇適合的傳感器。
三種應變計技術、環(huán)境特性一覽表
表A.2-1 各種傳感器特性
A.2.2 應變計的選擇應充分考慮測量結構在制作、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構應變時，優(yōu)先采用光纖應變計；對于需要監(jiān)測動荷載作用下的結構應變時，應采用電阻應變計及光纖應變計。
A.2.3 電阻應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變計及裸露焊點；測點的連接應采用屏蔽電纜，導線的對地絕緣電阻值應在500MΩ以上；電纜屏蔽線應與被測物絕緣；測量和補償所用連接電纜的長度和線徑應相同。
A.2.4 電阻應變計及其連接電纜均應有可靠的防潮絕緣防護措施；電阻應變片及電纜的系統(tǒng)絕緣電阻不應低于200MΩ。
A.2.5 不同材質的電阻應變計應使用不同的粘貼劑。在選用電阻應變片、粘貼劑和導線時，應充分考慮監(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 鋼弦式應變計應按被測對象規(guī)格大小選擇。儀器的可測頻率范圍應大于被測對象在最大加載時的頻率的1.2倍。使用前應對鋼弦式應變計逐個標定，得出應變與頻率之間的關系。
A.2.7 鋼弦式應變計通過與之匹配的頻率儀進行測量，頻率儀的分辨率應優(yōu)于或等于1Hz。
A.2.8 結構健康監(jiān)測所用的光纖光柵的性能參數(shù)應遵循以下條件：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；廠商所標出的傳感器中心波長不超過+/-0.5nm的誤差。
A.2.9 結構健康監(jiān)測所用的光纖光柵解調設備的選型應遵循以下條件：
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，對于采用可調諧濾波器解調原理的波長解調設備應考慮光在光纜中的有限傳播速度造成的相位差，該相位差會導致解調波長誤差。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波長誤差按下式計算：
應變片測量數(shù)值與結構真實應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構的真實應變。
A.2.12 應變監(jiān)測數(shù)據(jù)整理應符合下列規(guī)定：
1 采用電阻應變計測量時，按下列公式對實測應變值進行導線電阻修正：
采用半橋測量時：
2 采用光纖光柵應變計及鋼弦式應變計測量時，應按照給定的標定系數(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變式、電位式、變壓器式、磁彈性式等。
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A.3.2 導電塑料電位器（又稱電子尺），其功能是把一個機械位移轉換成電氣信號，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，不會影響到測量結果。
