位移测量

位移测量

位移测量通常指的是水平位移测量，是指用观测仪器和设备对水工建筑物及地基有代表性的点位进行的水平方向位移量的量测。测量并分析水平位移的规律性，目的在于了解水工建筑物在内、外荷载和地基变形等因素作用下的状态是否正常，为工程安全运行提供依据。

ZG规定水平位移的方向向下游为正，向上游为负;向左岸为正，向右岸为负。混凝土建筑物的水平位移通常是由于水和温度荷载的作用、坝基不均匀沉降、坝体和坝基的徐变变形、混凝土材料的自身体积增长和其他变化因素等引起。土石建筑物的水平位移主要是由于水荷载的作用、坝体土料的压缩(或固结)、坝基不均匀沉降、土料的冰冻消融等引起。水平位移变化有一定规律性。测量并分析水平位移的规律性，目的在于了解水工建筑物在内、外荷载和地基变形等因素作用下的状态是否正常，为工程安全运行提供依据。

表面水平位移测量是量测水工建筑物和坝基的表面测点或水工建筑物内部结构的表面测点的水平位移，其主要测量设备安装在表面。测量方法有视准线法、引张线法、激光准直法、垂线法、交会法和导线法等。

位移测量方法

1、视准线法。

以经过光学测量仪器的视准线建立一个平行或通过坝轴线的固定铅直平面作为基准面，定期观测确定的点位与基准面之间的偏离值的大小，即该点的水平位移。这种方法适用于混凝土建筑物顶部横向水平位移和土石建筑物横向水平位移的观测。视准线法要求在水工建筑物上及其附近分别布置位移标点(测点)、工作基点和校核基点。可采用经纬仪或视准线仪进行观测，观测方法有活动规标法和小角度法2种。

2、引张线法。

利用张紧在两工作基点之间的不锈钢丝作为基准线，测量沿线测点和钢丝之间的相对位移，以确定该点的水平位移。这种方法适用于直线形的混凝土坝，一般设置在水平纵向廊道内。

其观测方法有2种:

①用肉眼或光学仪器对准测线钢丝后，由测点上安装的标尺读数，经过计算求得该点的水平位移。

②在测点上安装遥测引张线仪，在观测室利用接收仪表或自动检测装置进行遥测记录，然后求得水平位移。

3、垂线法。

以坝体或坝基的铅垂线为基准线，运用坐标仪测定沿线坝体不同高程的点位和铅垂线之间的相对位移。由垂线上不同高程测点的水平位移观测资料可以绘制坝体沿垂线的挠度曲线。这种方法又称为挠度观测。适用于各种类型的混凝土坝，观测准确度高，便于实现集中遥测和自动化，是大坝安全自动监控的主要项目，少数高土石坝也利用垂线法观测坝基水平位移。

4、激光准直法。

利用激光束代替通过光学测量仪器的视线进行照准的准直方法。这种方法适用于直线形混凝土坝。根据观测装置不同分为激光准直仪、波带板激光准直系统和真空管道激光准直系统3种。其中，前两种的观测精度较视准线略有提高，但仍然不能消除空气折光影响，后一种方法消除了空气折光影响，使观测准确度达到2X10单位，而且可同时测定测点的垂直位移，但是造价高，维护困难。

位移测量设备

位移测量设备，用于测量机械、建筑等位移，机械零部件的几何参数（尺寸、表面形状等）以及在加工过程中连续测量钢板、纸和橡胶等的几何尺寸。由位移传感器、测量电路和指示器等部分组成。其核心部件位移传感器类型有电阻式位移传感器 拉绳位移传感器 磁致伸缩位移传感器 差动式位移传感器 

1、电阻式位移传感器

电阻式传感器是一种应用较早的电参数传感器，它的种类繁多，应用十分广泛，其基本原理是将被测物理量的变化转换成与之有对应关系的电阻值的变化，再经过相应的测量电路后，反映出被测量的变化。 电阻式传感器结构简单、线性和稳定性较好，与相应的测量电路可组成测力、测压、称重、测位移、测加速度、测扭矩、测温度等检测系统，已成为生产过程检测及实现生产自动化不可缺少的手段之一。电阻式传感器主要有智电位器式、应变片式以及压阻式传感器三种。

2、拉绳位移传感器

拉绳位移传感器又称拉绳传感器、拉绳电子尺、拉绳编码器。拉绳位移传感器是直线位移传感器在结构上的精巧构成，充分结合了角度传感器和直线位移传感器的优点，成为一款安装尺寸小、结构紧凑、测量行程大、精度高的传感器，行程从几百毫米至十几米不等。

3、磁致伸缩位移传感器

磁致伸缩位移传感器通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的位置来测量被检测产品的实际位移值；该传感器的高精度和高可靠性已被广泛应用于成千上万的实际案例中。由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。

4、差动变压器式传感器

外管，内管，线圈，前后端盖，电路板，屏蔽层，出线等部分构成。外管采用不锈钢制成，内管可采用不锈钢或塑料等。电路板的作用是提供LVDT的初线线圈一个激励信号，通过差动变压器原理，在次级产生的输出信号进入电路板进行信号处理，使输出信号变成标准的可被计算机或PLC使用的电压0-5V或4-20mA输出。