多平衡参考点应变测试方法

摘要

本发明公开了多平衡参考点应变测试方法，通过应变传感器分别在某一测试期间i组及不同的另一测试期间j组内进行多次测量，分别得出环境湿度不变条件下应变的温度影响函数yiw(s)、yjw(s)和温度不变条件下应变的湿度影响函数yis(w)、yjs(w)，可换算成某一特定温度、湿度条件下的应变值yi(w，s)、yj(w，s)。使得同一组i内不同工况igm及不同的另一组j内在不同温度和湿度条件下分别测量得到的应变值xigm、xj-n，均可换算成在某一特定温度和湿度条件下的应变值yigm(w，s)、yj(w，s)和应变差值Δy(igm-1)(w，s)、Δy(j-i)(w，s)及应变差值的温度影响函数Δy(igm-i)w(s)、Δy(j-i)w(s)或湿度影响函数Δy(igm-i)s(w)、Δy(j-i)s(w)。本发明所述多平衡参考点应变测试方法旨在尽量消除环境温度、湿度这两个因素对构件应变测量结果的影响，提高应变测量的精确度。

权利要求

1.一种多平衡参考点应变测试方法，其特征是：

1）某一应变传感器采用以下方法之一：

A) 在同一组测试期间i内环境湿度不变的条件下，测量多次应变，做出温度影响函数yiw(s）；再采用以下方法之一做出湿度影响函数yis(w）：a) 在同一组测试期间i内温度不变的条件下测量应变多次，做出湿度影响函数yis(w）；

b) 在同一组测试期间i内不同湿度、温度条件下测量多次应变，根据温度影响函数yiw(s)消除温度影响后再做出湿度影响函数yis(w）；

B) 在同一组测试期间i内环境温度不变的条件下，测量多次应变,做出湿度影响函数yis(w），再采用以下方法之一做出温度影响函数 yiw(s)： a)在同一组测试期间i内湿度不变的条件下测量应变多次，做出 温度影响函数yiw(s)；

b)在同一组测试期间i内不同湿度、温度条件下测量多次应变,根据湿度影响函数yis(w)消除湿度影响后做出再温度影响函数yiw(s）；

且同一组测试期间i内第n次测量的应变值xi-n可换算成在某一特定温度、湿度条件下应变值yi(w,s)；

所述组是指：如果在某一测试期间内被测量n次的测试数据，在扣除温度、湿度影响后的应变值相等，则该测试期间称为同一个组；在一个组内进行的n次测量，即为n个平衡参考点；

2）根据步骤1）得到温度影响函数yiw(s）、湿度影响函数yis(w)中的任意一个应变传感器，在同一组测试期间i内不同工况igm及不同温度、湿度条件下测量得到的应变值xigm，换算成在某一特定温度、湿度条件下的应变值yigm(w,s）和温度影响函数yigmw(s)、湿度影响函数yigms(w),换算成在某一特定温度和湿度条件下yigm (w,s）与yi(w,s）的应变差值△y(igm-i)(w,s）和应变差值的温度影响函数△y(igm-i)w(s)、湿度影响函数△y(igm-i)s(w)；

3）根据步骤1）得到温度影响函数yiw(s）、湿度影响函数yis(w)中的任意一个应变传感器，用与步骤1）相同的方法在另一组测试期间j内，经多次测量得到温度影响函数yjw(s)和湿度影响函数yjs(w)，换算成在某一特定温度、湿度条件下应变值yj(w,s)，j、i两组测试期间之间不同湿度、温度条件下测量的应变值xi-n、xj-n换算成在某一特定温度、湿度条件下的应变值xi-n(w,s)、xj-n(w,s)和j、i两组测试期间之间的应变差值△y(j-i)(w,s)，得出j、i两组之间应变差值的温度影响函数△y(j-i)w(s)或湿度影响函数△y(j-i)s(w)。

2.根据权利要求1所述多平衡参考点应变测试方法，其特征是，所述温度影响函数和湿度影响函数采用回归分析法或趋势外推法方法得出。

说明书

多平衡参考点应变测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及应变测量，特别是多平衡参考点应变测试方法。

背景技术

[0002] 应变测量技术是用应变传感器测量构件的应变，再根据应力-应变关系确定构件应力状态的一种实验应力分析方法。应变测量一般都需测量在某一温度、湿度条件下构件的应变值。

[0003] 现有应变测量技术的局限是：测量构件在某环境温度和湿度条件下的应变时，对湿度的影响一般忽略不计，只能通过理论计算消除温度的影响，由于构件还受到原材料、施工条件、施工工艺、施工技术及结构、荷载等诸多因素影响，这种通过理论计算消除温度影响的应变测量技术已不能满足现今需求。

发明内容

[0004] 本发明的目的是，针对现有技术存在的不足，提供多平衡参考点应变测试方法，能够通过以往的经验数据、根据测试时环境的湿度、温度，对构件测量数据进行修正，尽量消除环境温度、湿度这两个因素对构件应变测量结果的影响，提高应变测量的精确度。

[0005] 为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

[0006] 1、一种多平衡参考点应变测试方法，其特征是：

[0007] 1)某一应变传感器采用以下方法之一：

[0008] A)在同一组测试期间i内环境湿度不变的条件下，测量多次应变，做出温度影响函数yiw(s)；再采用以下方法之一做出湿度影响函数yis(w)：

[0009] a)在同一组测试期间i内温度不变的条件下测量应变多次，做出湿度影响函数yis(w)；

[0010] b)在同一组测试期间i内不同湿度、温度条件下测量多次应变，根据温度影响函数yiw(s)消除温度影响后再做出湿度影响函数yis(w)；

[0011] B)在同一组测试期间i内环境温度不变的条件下，测量多次应变，做出湿度影响函数yis(w)，再采用以下方法之一做出温度影响函数yiw(s)：

[0012] c)在同一组测试期间i内湿度不变的条件下测量应变多次，做出温度影响函数yiw(s)；

[0013] d)在同一组测试期间i内不同湿度、温度条件下测量多次应变，根据湿度影响函数yis(w)消除湿度影响后做出再温度影响函数yiw(s)；

[0014] 且同一组测试期间i内第n次测量的应变值xi-n可换算成在某一特定温度、湿度条件下应变值yi(w，s)；

[0015] 2)根据步骤1得到温度影响函数yiw(s)、湿度影响函数yis(w)中的任意一个应变传感器，在同一组测试期间i内不同工况igm及不同温度、湿度条件下测量得到的应变值xigm，换算成在某一特定温度、湿度

[0016] 条件下的应变值yigm(w，s)和温度影响函数yigmw(s)、湿度影响函数yigms(w)，换算成在某一特定温度和湿度条件下yigm(w，s)与yi(w，s)的应变差值Δy(igm-i)(w，s)和应变差值的温度影响函数Δy(igm-i)w(s)、湿度影响函数Δy(igm-i)s(w)；

[0017] 3)根据步骤1得到温度影响函数yiw(s)、湿度影响函数yis(w)中的任意一个应变传感器，用与步骤1相同的方法在另一组测试期间j内，经多次测量得到温度影响函数yjw(s)和湿度影响函数yjs(w)，换算成在某一特定温度、湿度条件下应变值yj(w，s)，j、i两组测试期间之间不同湿度、温度条件下测量的应变值xi-n、x1-n换算成在某一特定温度、湿度条件下的应变值yi(w，s)、yj(w，s)和j、i两组测试期间之间的应变差值Δy(j-i)(w，s)，得出j、i两组之间应变差值的温度影响函数Δy(j-i)w(s)或湿度影响函数Δy(j-i)s(w)；

[0018] 2、所述组是指：如果在某一测试期间内被测量n次的测试数据(以下简称为“次”)，在扣除温度、湿度影响后的应变值相等，则该测试期间称为同一个组；在一个组内进行的n次测量，即为n个平衡参考点；

[0019] 3、所述温度影响函数和湿度影响函数采用回归分析或趋势外推法方法得出。

[0020] 一种多平衡参考点应变测试方法，至少包括以下步骤：

[0021] 1)某一应变传感器在同一组测试期间i内环境湿度不变的条件下测量应变多次，并做出温度影响函数yiw(s)；再在同一组测试期间i内温度不变的条件下测量应变多次，并做出湿度影响函数yis(w)，或在同一组测试期间i内不同湿度、温度条件下测量多次，根据温度影响函数yiw(s)消除温度影响后做出湿度影响函数yis(w)；根据上述方法，也可以在同一组测试期间内，通过测量先做出湿度影响函数yis(w)，再做出温度影响函数yiw(s)或根据湿度影响函数yis(w)消除湿度影响后做出温度影响函数yiw(s)；且同一组测试期间i内第n次测量的应变值xi-n可换算成在某一特定温度、湿度条件下应变值yi(w，s)；

[0022] 2)根据步骤1得到温度影响函数yiw(s)、湿度影响函数yis(w)中的任意一个应变传感器，在同一组测试期间i内不同工况igm及不同温度、湿度条件下测量得到的应变值xigm，可换算成在某一特定温度、湿度条件下的应变值yigm(w，s)和温度影响函数yigmw(s)、湿度影响函数yigms(w)，也可换算成在某一特定温度和湿度条件下yigm(w，s)与yi(w，s)的应变差值Δy(igm-i)(w，s)和应变差值的温度影响函数Δy(igm-i)w(s)、湿度影响函数Δy(igm-i)s(w)；

[0023] 3)根据步骤1得到温度影响函数yiw(s)、湿度影响函数yis(w)中的任意一个应变传感器，用与步骤1相同的方法在另一组测试期间j内，经多次测量得到温度影响函数yjw(s)和湿度影响函数yjs(w)，可换算成在某一特定温度、湿度条件下应变值yj(w，s)，j、i两组之间不同湿度、温度条件下测量的应变值xi-n、xj-n可换算成在某一特定温度、湿度条件下的应变值xi(w，s)、xj(w，s)和j、i两组之间的应变差值Δy(j-i)(w，s)，还可得出j、i两组之间应变差值的温度影响函数Δy(j-i)w(s)或湿度影响函数Δy(j-i)s(w)。

[0024] 本发明的工作原理详细描述如下：

[0025] 本发明所述多平衡参考点应变测试方法为：如果该应变传感器在某一测试期间i内测量n次的检测数据xi-1、xi-2、xi-3、…、xi-n，在扣除温度、湿度影响后的应变值yi-1、yi-2、yi-3、…、yi-n相等，则该测试期间称为一个组i；在一个组i内进行的多次测量依次顺序记为1至n次——即有n个平衡参考点，在第i组内进行的第n次测量记为xi-n；在第i组内不同工况igm下进行的多次测量依次顺序记为xig1、xig2、xig3、…、xigm；且yi-1＝yi-2＝yi-3、…、＝yi-n＝yi。

[0026] 所述多平衡参考点应变测试方法的具体步骤如下所述：

[0027] 1)在某一测试期间i组内，该应变传感器在同组内环境湿度不变的条件下，测量多次时温差不小于3～8℃，并做出温度影响函数yiw(s)；该应变传感器在同一组测试期间i内温度不变的条件下，测量多次时湿度变化不小于3～10％，并做出湿度影响函数yis(w)；或该应变传感器在同一测试期间i组内不同湿度、温度条件下测量多次时湿度变化不小于
3～10％，再根据温度影响函数yiw(s)消除温度影响后做出湿度影响函数yis(w)；根据上述方法，也可以在同一测试期间i组内通过测量先做出湿度影响函数yis(w)，再做出温度影响函数yiw(s)或根据湿度影响函数yis(w)消除湿度影响后做出温度影响函数yiw(s)；且同一组测试期间i内第n次测量的应变值xi-n可换算成在某一特定温度、湿度条件下应变值yi(w，s)；

[0028] 2)根据步骤1得到温度影响函数yiw(s)、湿度影响函数yis(w)中的任意一个应变传感器，在同一组测试期间i内不同工况igm及不同温度、湿度条件下测量得到的应变值xigm，可以换算成在某一特定温度、湿度条件下的应变值yigm(w，s)和温度影响函数yigmw(s)、湿度影响函数yigms(w)，也可换算成在某一特定温度和湿度条件下yigm(w，s)与yi(w，s)的应变差值Δy(igm-i)(w，s)和应变差值的温度影响函数Δy(igm-i)w(s)、湿度影响函数Δy(igm-i)s(w)；

[0029] 3)根据步骤1得到温度影响函数yiw(s)、湿度影响函数yis(w)中的任意一个应变传感器，用与步骤1相同的方法在另一组测试期间j内，经多次测量得到温度影响函数yjw(s)和湿度影响函数yjs(w)，可换算成在某一特定温度、湿度条件下应变值yj(w，s)，j、i两组之间不同湿度、温度条件下测量的应变值xi-nxj-n可换算成在某一特定温度、湿度条件下的应变值yi(w，s)、yj(w，s)和j、i两组之间的应变差值Δy(j-1)(w，s)还可得出j、i两组之间应变差值的温度影响函数Δy(k-i)(s)或湿度影响函数Δy(j-i)s(w)。

[0030] 所述温度影响函数yiw(s)、湿度影响函数yis(w)的得到方法可采用回归分析、趋势外推法方法。

[0031] 本发明所述多平衡参考点应变测试方法的创新点，旨在结合了以往的经验数据、根据测试时环境的湿度、温度参数，对构件测量数据进行修正，尽量消除环境温度、湿度这两个因素对构件应变测量结果的影响，提高了应变测量的精确度。

具体实施方式

[0032] 本实施例提供的多平衡参考点应变测试方法，具体说明如下：

[0033] 如果该应变传感器在某一测试期间i内测量n次的检测数据xi-1、xi-2、xi-3、…、xi-n，在扣除温度、湿度影响后的应变值yi-1、yi-2、yi-3、…、yi-n相等，则该测试期间称为一个组i。在一个组i内进行的多次测量依次顺序记为1至n次，即定义为有n个平衡参考点，在第i组测试期间内进行的第n次测量记为xi-n，在第i组测试期间内不同工况igm下进行的多次测量依次顺序记为xig1、xig2、xig3、…、xigm，且yi-1＝yi-2＝yi-3、…、＝yi-n＝yi。。

[0034] 所述多平衡参考点应变测试方法的具体步骤如下所述：

[0035] 1)在某一测试期间i内，该应变传感器在同组内环境湿度不变的条件下，测量多次时温差不小于3～8℃，并做出温度影响函数yiw(s)；该应变传感器在同组内温度不变的条件下，测量多次时湿度变化不小于3～10％，并做出湿度影响函数yis(w)；或该应变传感器在同一组测试期间i内不同湿度、温度条件下测量多次时湿度变化不小于3～10％，再根据温度影响函数yiw(s)消除温度影响后做出湿度影响函数yis(w)；根据上述方法，也可以在同一组测试期间i内通过测量先做出湿度影响函数yis(w)，再做出温度影响函数yiw(s)或根据湿度影响函数yis(w)消除湿度影响后做出温度影响函数yiw(s)。

[0036] 2)根据步骤1得到温度影响函数yiw(s)、湿度影响函数yis(w)中的任意一个应变传感器，在同一组测试期间i内不同工况igm及不同温度、湿度条件下测量得到的应变值xigm，可以换算成在某一特定温度、湿度条件下的应变值yigm(w，s)和温度影响函数yigmw(s)、湿度影响函数yigms(w)，也可换算成在某一特定温度和湿度条件下yigm(w，s)与yi(w，s)的应变差值Δy(igm-1)(w，s)和应变差值的温度影响函数Δy(igm-i)w(s)、湿度影响函数Δy(igm-i)s(w)；

[0037] 3)根据步骤1得到温度影响函数yiw(s)、湿度影响函数yis(w)中的任意一个应变传感器，用与步骤1相同的方法在另一组测试期间j内，经多次测量得到温度影响函数yjw(s)和湿度影响函数yjs(w)，可换算成在某一特定温度、湿度条件下应变值yj(w，s)，j、i两组之间不同湿度、温度条件下测量的应变值xi-n、xj-n可换算成在某一特定温度、湿度条件下的应变值yi-n(w，s)yj-n(w，s)和j、i两组之间的应变差值Δy(j-i)(w，s)，还可得出j、i两组之间应变差值的温度影响函数Δy(j-i)w(s)或湿度影响函数Δy(j-i)s(w)。

[0038] 上述方法的计算举例如下：

[0039] (1).在湿度为80％、温度不同的条件下，某个应变传感器第1组第1至10次测量数据x1-1至x1-10如表1所示：

[0040] 表1

[0041]

[0042] 根据表1所示数据用回归分析方法得湿度为80％时的温度影响函数y1w(80％)：

[0043] y1w(80％)＝9.9776t+2400.1 (1)

[0044] 式中：y1w(80％)为第1组湿度80％时的温度影响函数，单位为μt为温度℃[0045] 第1组在温度18℃、湿度80％时的应变值：

[0046] y1(18，80％)＝9.9776t+2400.1＝9.9776×18+2400.1

[0047] ＝2580

[0048] 式中：y1(18，80％)为第1组温度18℃、湿度80％时的应变值，单位为μt为温度℃[0049] (2).该应变传感器在第1组内不同湿度、温度条件下第11至16次测量数据x1-11至x1-16如表2所示：

[0050] 表2

[0051]

[0052] 本计算例中假设在18℃的温度条件下做出湿度影响函数y1s(18)，根据公式(1)和表2中的不同温度计算出18℃时的应变修正值，再计算出18℃时不同湿度条件下的应变值，然后根据折算成18℃时的应变值采用回归分析方法得湿度影响函数，各项计算数据如表3所示：

[0053] 表3

[0054]

[0055] a.表3中温度为18℃时的应变修正值：

[0056] y1-n(18x)＝2580-(9.9776t+2400.1)

[0057] y1-n(18x)＝179.9-9.9776t (2)

[0058] 式中：y1-n(18x)为第1组温度18℃时的应变修正值，单位为μt为温度℃[0059] b.表3中折算成温度为18℃时的应变值：

[0060] y1-n(18)＝x1-n+y1-n(18x) (3)

[0061] 式中：y1-n(18)为第1组折算成温度为18℃时的应变值，单位为μx1-n为应变测量值[0062] y1-n(18x)为温度为18℃时的应变修正值

[0063] c.根据回归分析方法得温度为18℃时的湿度影响函数：

[0064] y1s(18)＝2.0178s+2418.9(4)

[0065] 式中：y1s(18)为第1组温度18℃时的湿度影响函数，单位为μs为湿度(％)[0066] (3).该应变传感器在第1组内不同工况及不同温度、湿度条件下的应变值数据x1g1至x1g6如表4所示；

[0067] 表4

[0068]

[0069] 本计算例中假设所采用的数据符合趋势外推法运用的条件，根据湿度为80％时的温度影响函数y1w(80％)(公式1)计算出18℃时的应变修正值，根据温度为18℃时的湿度影响函数y1s(18)(公式4)计算出湿度为80％时的应变修正值，最后得到各个工况在温度为18℃、湿度为80％的条件下应变值，各项计算数据如表5所示：

[0070] 表5

[0071]

[0072] d.表3中温度为18℃时的应变修正值：

[0073] y1gm(18x)＝2580-(9.9776t+2400.1)

[0074] y1gm(18x)＝179.9-9.9776t (5)

[0075] 式中：y1gm(18x)为第1组工况m温度18℃时的应变修正值，单位为μt为温度℃[0076] e.表3中湿度为80％时的应变修正值：

[0077] y1gm(80x)＝2580-(2.0178s+2418.9)

[0078] y1gm(80x)＝161.1-2.0178s (6)

[0079] 式中：y1gm(80x)为第1组工况m湿度80％时的应变修正值，单位为μs为湿度％[0080] f.表5中折算成18℃、80％时应变值：

[0081] y1gm(18，80)＝x1gm+y1gm(18x)+y1gm(80x)(7)

[0082] 式中：y1gm(18，80)为第1组工况m折算成温度为18℃、湿度80％时的应变值，单位为μ

[0083] x1gm为第1组工况m应变测量值

[0084] y1gm(18x)为第1组工况m温度18℃时的应变修正值

[0085] y1gm(80x)为第1组工况m湿度80％时的应变修正值

[0086] g.表5中工况6折算成18℃、80％时应变值：

[0087] y1g6(18，80)＝x1g6+y1g6(18x)+y1g6(80x)＝2601-199-8

[0088] ＝2394

[0089] 式中：y1g6(18，80)为第1组工况6折算成温度为18℃、湿度80％时的应变值，单位为μ

[0090] x1g6为第1组工况6应变测量值

[0091] y1g6(18x)为第1组工况6温度18℃时的应变修正值

[0092] y1g6(80x)为第1组工况6湿度80％时的应变修正值

[0093] (4).同一个应变传感器在湿度为80％、温度不同条件下的另一组应变值数据x2-1至x2-12如表4所示：