锚索测力计的测量范围及工作原理
振弦式锚索测力计及其应用
振弦式锚索测力计及其应用1 前言在岩土工程边坡、地下洞室及其他土木建筑结构中，常采用锚索测力计对锚索的加载及其在时间作用下的预应力变化情况进行监测。
设计人员针对锚索预应力变化情况，及时调整超张拉应力值；施工人员通过对锚索测力计值和张拉应力值进行对比分析，及时调整施工组织方案，确保锚索施工的有效性和科学性。
在分析锚索测力计的作用前需明确的几个概念：张拉应力值：是指张拉施工时油泵压力表的读数值（Mpa换算成KN）；锁定应力值：是指张拉完成一个月时（预应力在张拉结束后的一个月内衰减最快，一个月后缓慢衰减，可以认为预应力趋于稳定。
）的测力计测值（换算成KN）；设计应力值：是指施工完成后，预应力趋于稳定时的期望值（即施工图要求的初始预应力）。
2 预应力损失在大多数情况下，测力计测值与张拉应力值差异较大，这种不一致性来源于现场安装时采用了不正确的锚垫板的形式及安装方法以及加载装置液压传导、锚具变形和夹片内缩等导致的误差。
这种现象叫做预应力损失，预应力损失一般有以下几方面：2.1 锚固应力损失（由于锚具变形和夹片内缩引起的预应力损失，为锚固应力损失。
）；2.2 孔道摩擦应力损失（锚索与孔道壁之间产生的摩擦阻力而引起的应力损失）；2.3预应力筋的松弛引起的应力损失；2.4混凝土的收缩、徐变引起的应力损失。
预应力损失理论上通过计算可以得到，这里不在阐述；在施工过程中，通过使用锚索测力计可以有效检验预应力损失和进行预应力长期监测，是一种在国内外被广泛应用的较先进的技术手段，仪器精度远远高于油泵张拉精度。
3 锚索测力计的原理及结构这里以常用的振弦式锚索测力计为例来阐述，振弦式锚索测力计系一般采用从国外进口的锚索测力计专用弦式传感器，并根据中国的锚具特点进行了改良设计。
其结构原理如图1所示：图1振弦式锚索测力计结构原理图振弦式锚索测力计由高强度合金钢制成，其中空承压筒周边上沿均匀布置有多个弦式传感器，作用在承压筒上的荷载可由固定在筒体上的弦式传感器直接测出。
浅论锚索测力计的监测应用
浅论锚索测力计的监测应用在小湾电站左砂系统及料场高边坡支护施工中，大量采用了预应力锚索加固的方法。
由于高边坡地质条件复杂，岩体节理裂隙发育，表层风化严重，岩体整体强度和稳定性较差，因而预应力锚索的实际锚固效果对高边坡整体的稳定性十分重要，需要对其进行长期有效的监测。
由于水电工程恶劣的野外工程环境，对传统的锚索测力计的长期稳定性是个严峻的考验。
近些年来，振弦式传感器在锚索测力计中得到了广泛应用，其比传统的传感器具有更好的零点稳定性，更强的抗干扰能力，同时其信号输出是频率而不是电压，频率信号能够长距离传输而不会因为电缆电阻、接触电阻变化引起明显的衰减等优点。
本文结合南瑞NVMS型振弦式锚索测力计在工程中的实际应用，对其工作原理及安装埋设方法进行说明，并对监测锚索的应力变化规律和原因进行分析判断。
1.测量原理NVMS型振弦式锚索测力计主要由承重筒、外钢套、敏感部件及激振拾振电磁线圈等组成，其敏感部件为振弦式应变计。
在测力钢筒上均匀布置着多支振弦式应变计，当荷载使承重筒产生轴向变形时，应变计与承重筒产生同步变形，变形引起应变计振弦的张弛，使振弦应力发生变化，从而改变振弦的振动频率。
电磁线圈激拨振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出引起承重筒变形的应变量，代入标定系数可得出所受物理量的变化量。
同时由锚索测力计中的热敏电阻可同步测出埋设点的温度值。
下图1所示为内含3个振弦式传感器的锚索测力计的示意图。
振弦式锚索测力计在使用时受到的是载荷和温度的双重作用，因此一般计算公式为：Pm=k×（F-F0）+b×（T-T0）+ B2.测力计的室内检验检验设备：相应吨位压力机一台（精度1%），钢弦频率指示仪，锚索测力计；标定环境：环境温度为20±2℃，环境相对湿度不大于80%。
将锚索测力计放在承压台上进行反复预压，每次都加荷到最大压力，预压三四次后，开始测量并记录测值。
LN-MS型差阻式锚索测力计说明书(060831)
LN-AC型差阻式锚索测力计产品使用说明书西安联能自动化工程有限责任公司目录一、用途 (2)二、仪器构造及工作原理 (2)三、仪器的型号规格及技术指标 (4)四、验收、率定与保管 (4)五、埋设安装 (5)六、测量及计算 (6)1．人工测量计算 (6)2．自动测量 (6)七、注意事项 (7)八、装箱单 (8)一、用途LN－AC型差阻式锚索测力计利用特制的应变计作为传感部件，用于长期监测预应力锚索对岩体或建筑物施加压力的大小，时可兼测埋设点的温度且无需温度修正，测值准确、性能稳定。
使用时，安装在岩石边坡或混凝土建筑物的预应力锚索上。
LN－AC型差阻式锚索测力计有电阻比Z和电阻R t两个测值，利用电阻比Z测值及仪器特性参数可算出锚索所施加的压力，利用电阻R t测值和仪器特性参数可算出测点位置的温度。
二、仪器构造及工作原理1.仪器构造LN-AC型锚索测力计由测力计钢筒、四支感应组件及引出电缆、护罩等构成，如图一（结构图）及图二（电气图）所示。
图一图中感应组件1是一种差动电阻式小应变计。
四支互成90°安装在测力计钢筒上，测量钢筒受力产生的应变，通过计算后即可得知测力计钢筒上承受的轴向力。
2.工作原理四支差动电阻式应变计经串并联形成如图二（电气图）的电路，图中（R1、R2）、（R1′、R2′）、（R10、R20）、（R10′、R20′）分别代表四支差动电阻式仪器的两组差动电阻。
电缆芯线、芯线接头、及仪器均可承受0.5MPa 的水压以保证仪器的绝缘。
当测力计钢筒受到轴向压力时，测力计钢筒产生压缩变形从而使应变计R1、R1′、R10、R10′的电阻值减小，R2、R2′、R20、R20′的电阻值增大，电阻比Z因此减小。
三、仪器的型号规格及技术指标注：以上穿心孔径、最大外径、安装孔分度圆直径、传感器总高度等结构尺寸可以按用户要求在一定范围内变更。
四、验收、率定与保管⒈用户开箱验收先检查仪器的数量（包括附件）及出厂检验合格证（卡片）与装箱清单是否相符，如有不符请及时与我公司联系。
尤洛卡 MCS-250 矿用锚杆（索）测力计 说明书
MCS-250矿用锚杆（索）测力计使用手册目录1.概述 (1)2.结构特征与工作原理 (2)3.技术特性 (3)4.使用操作 (3)5.故障分析与排除 (5)7.包装、运输、贮存 (5)8.开箱检查 (6)9.售后服务 (6)敬告：在您安装和使用本产品前，请仔细阅读本使用说明书！警告：井下严禁开盖！维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元、器件的电气参数、规格和型号！严禁使用本说明书规定外的电池！1.概述1.1特点、用途MCS-250锚杆（索）测力计（以下简称测力计）和本公司传感器组成应力检测系统。
主要用于煤矿井下煤层或岩层应力作用、锚杆（索）巷道的围岩应力及架棚支护巷道支护应力的检测，例如工作面前方煤层超前支撑应力，预留煤柱的支撑应力等。
是测量因采动影响煤层或岩层内部应力场的变化，是研究采场动压作用规律的重要手段之一，可用于采场冲击低压初期预测和趋势分析。
1.2 使用环境a)环境温度：0℃～40℃；b)平均相对湿度：不大于95％（25℃）；c)大气压力：80kPa～106kPa；d）在具有甲烷爆炸性危险地煤矿井下。
e)无强烈震动和冲击的地方。
f)无破坏金属和绝缘材料的腐蚀性气体的地方。
g)无滴水的地方。
2.结构特征与工作原理 2.1结构特征测力计与传感器组成应力检测系统结构如图1、图2所示：正面图 背面图2.2工作原理测力计由单片计算机控制，集数字显示、时钟等多功能为一体，具有体积小、精度高、操作方便、功耗低、携带方便等优点。
特有的低功耗设计可使用干电池（5号）供电。
测力计通过微控制器检测、处理及显示传感器的压力信号。
图1系统的组成示意图传感器检测仪 图2检测仪结构示意图3.技术特性3.1测力计的主要功能：a)显示功能：LCD显示，具有日历时钟显示功能.b)本机具有模式选择功能。
3.2基本性能a）输入信号：0～2.5Vb）检测量程：0～250kN；0～20MPa3.3 工作电压：DC6V（4节额定电压为1.5V的5号碳性电池串联）3.4工作电流：≤50mA；3.5 外壳防护等级：IP543.6 防爆型式：矿用本质安全型ExibI3.7 重量：420g4.使用操作4.1使用说明4.1.1操作键盘说明ON 电源开。
锚索测力计使用说明书
XB-110型振弦式锚索测力计使用说明1特点与适用范围特点：·中空结构·三弦测量·长期稳定·灵敏度高·防水性能好·不受长电缆影响·适合自动化监测使用范围振弦式锚索测力计，主要用来测量监测各种锚杆、锚索、岩石螺栓、支柱、隧道与地下洞室中的支撑以及大型预应力钢筋混凝土结构（桥梁和大坝等）中的载荷和预应力的损失情况。
2锚索计的组成原理和主要技术参数指标仪器组成：振弦式锚索测力计由弹性圆筒、密封壳体、信号传输电缆、振弦及电磁线圈等组成。
工作原理当被测载荷作用在锚索测力计上，将引起弹性圆筒的变形并传递给振弦，转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。
电磁线圈激振钢弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输到振弦式读数仪上，即可测读出频率值，从而计算出作用在锚索测力计的载荷值。
3安装与使用根据结构设计要求，锚索计安装在张拉端或锚固端，安装时钢铰线或锚索从锚索计中心穿过，测力计处于钢垫座和工作锚之间，如图所示。
安装过程中应随时对锚索计进行监测，并从中间锚索开始向周围锚索逐步加载以免锚索计的偏心受力或过载。
4验收与保管用户开箱验收仪器，应先检查仪器数量与装箱清单是否相符，如有不符合者，请与我厂联系。
对于箱内仪器，先用250V兆欧表及XR02型频率读数仪检查常温绝缘电阻与频率初值，若绝缘低于50MΏ或频率初值变化异常时，请与我厂联系。
开箱后的仪器应放在湿度小于80%的房间内保存，室内不含有腐蚀性气体，存放环境须干燥，通风，搬运时小心轻放。
5测量及计算振弦式锚索测力计的手工测量用振弦频率读数仪完成。
测量方法请参照相应读数仪的使用说明书，测量完成后，记录传感器的频率值、温度值、仪器编号、设计编号和测量时间。
振弦式锚索测力计的计算公式：P=K(f02-f i2 )式中：P—被测锚索荷载值（kN）K—仪器标定系数（kN/Hz2）2—锚索测力计三弦实时测量频率平方的值的平均值。
锚索测力计监测物理量的计算[精品资料]
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最新最全的学术论文期刊文献年终总结年终报告工作总结个人总结述职报告实习报告单位总结摘要:锚索测力计主要用来监测各种锚杆、锚索、岩石螺栓、支柱、隧道与地下洞室中的支架以及大型预应力钢筋混凝土结构中的荷载及预应力的损失情况。
目前普遍应用的为多弦式锚索测力计，在运行的过程中常常会出现部分测点失效的情况，若部分测点失效，只要找到合适的计算方法，就可以准确计算出锚固力，使得锚索测力计能发挥正常监测的作用。
关键词:锚索测力计;锚固力;线性回归;计算;误差Abstract: The loss of anchor cable dynamometer is mainly used toload and prestressed frame to monitor all kinds of bolt and anchor, rock bolts, pillar, tunnel and underground cavern and the large prestressed reinforced concrete structure in the. The current widely used for multiple string type anchor dynamometer, in the course of operation is often part of measuring points of failure, if part of the measurement point of failure, only to find the appropriate numerical methods, we can accurately calculate the anchor force, the anchor cable dynamometer can play a normal monitoring role.Keywords: anchor ergometer; anchoring force calculation; error; linear regression;TU740引言由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端锚固在坚硬的岩层中，然后在另一个自由端进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固，这种方法称预应力锚索，简称锚索，其示意图见图1，预应力锚索在岩土工程边坡、地下硐室及其他大型预应力钢筋混凝土结构中均有广泛的应用。
锚索(杆)张力检测技术
张力检测一、测试的意义在预应力桥梁的施工过程中，由于种种原因，普遍存在着张力不足的问题。
特别是在个别预应力梁中，存在钢绞线不连续的现象（如下图），其张力严重不足。
从而极大地威胁桥梁的安全。
二、锚固力的测试方法和原理1.空置锚索的有效张力对于空悬锚索（如悬索桥、斜拉桥），其张力测试均是基于弦振动理论，即通过锚索自振频率与张力之间的关系来推算（图4-2-1），张力越大，自振频率越高。
自由绳索张力与自振频率间的关系2.埋入式锚索的有效张力埋入式锚索在锚头激振时，其诱发的振动体系并非固定不变，而是会随着锚固力的变化而变化。
锚固力越大，参与自由振动的质量也就越大。
等效质量法测试的基本概念低张力时，振动体系小高张力时，振动体系大等效质量法的基本概念三、模型试验：1.实验一（本公司基础模型试验）：张力测试模型张力-自振频率的关系等效质量法的回归关系室内验证试验结果（1）传统的单纯采用频率的方法无法适用较高张力状态。
而等效质量法（TTEM）则在整个张力量程内保持了较好的相关关系，从而能够适用于张力检测；（2）室内验证的结果表明，最大测试误差为设计值的12%，平均测试误差为3.7%。
2.试验二（山西交科院基础试验）张力测试情景标定回归结果张力测试结果从中可以看出，本技术对张力的测试精度是十分令人满意的。
但是，需要注意的是：（1）对于扁锚头，激振的位置和方向对测试结果有较大影响。
要求正对锚头上部中间部位垂直激振，特别不能敲击到锚头的棱上；（2）测试数据中的异常值（特别是异常大值），应该舍去。
四、现场验证和应用：1.贵阳中坝立交桥：现场检测场景（张力检测）现场张力标定（压力机加压和测量伸长值）1）验证结果张力验证测试结果（9束）锚索编号T1Z-1-D9T1Y-2-D9T2Z-1-D9实际张力（KN）1757.7测试结果（KN）1756.71666.91642.8相对误差-0.06%-5.17%-6.54% 2）实际应用对3个12束锚索（设计值应为2343KN），现场测得H1-1、H1-2、H1-4,张力分别为，1332.01、1780.55、387.98，其张力数值均低于理论值。
锚索测力计的基本原理是在承压筒体上安装高稳定性、灵敏度的应变弦式传感器或力传感器
锚索测力计的基本原理是在承压筒体上安装高稳定性、灵敏度的应变弦式传感器或力传感器锚索测力计的基本原理是在承压筒体上安装高稳定性、灵敏度的应变弦式传感器或力传感器，一般认为技术成熟的弦式传感器具有比应变片更好的零点稳定性以及更强的抗干扰能力，同时其信号输出是频率而不是电压，频率信号能够长距离传输而不会由于电缆电阻，接触电阻变化引起明显的衰减等特点。
在另一方面，尽管采用弦式仪器具有上述一系列优点，由于弦式锚索测力计的设计加工涉及到许多独特的技术难题，目前国际上也只有个别著名弦式仪器厂商能够生产出真正品质优异长期可靠的弦式锚索测力计。
由高强度合金钢制成的中空承压筒周边上沿均匀布置有多个弦式传感器，作用在承压筒上的荷载可由固定在筒体上的弦式传感器直接测出。
采用多个传感器器可以减少或消除不均匀或偏心荷载的影响。
为了确保传感器的可靠固定，采用了点焊或其他技术将传感器牢固焊接在筒体上。
筒体内另外设置了热敏温度计用于测量锚索测力计及现场环境温度。
为了适应现场的恶劣条件，采用了整体密封技术，从而可以确保锚索测力计在2MPa水压下正常工作。
测力计利用金属的弹性制成标有刻度用以测量力的大小的仪器，谓之“测力计”。
测力计有各种不同的构造形式，但它们的主要部分都是弯曲有弹性的钢片或螺旋形弹簧。
当外力使弹性钢片或弹簧发生形变时，通过杠杆等传动机构带动指针转动，指针停在刻度盘上的位置，即为外力的数值。
测力计的分类1弹簧秤弹簧秤则是测力计的最简单的一种。
用测力计竖直吊起物体,当弹簧测力计和物体均静止时,说明物体受平衡力,即重力与拉力是一对平衡力,大小是相等的.物体对测力计的拉力与测力计对物体的拉力互为作用力与反作用力,大小相等.所以读数就是被测物体的重力.根据F=k·X (胡克定律)，受力与弹簧伸长量成正比。
库仑扭秤：悬丝的扭力能够为物理学家提供一种精确地测量很小的力的方法。
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锚索测力计技术参数
• 规格代号 VWA-100/5000 • 测力筒高L：mm 80/90 • 尺寸参数 锚索内直径d：mm 100~350 • 锚索外直径d：mm 120~370 • 额定载荷P：kN 0～5000 • 最大载荷Pm：kN 0～6250 • 性能参数 应变计支数：4 • 灵敏度：%F.S ≤ 0.04 • 测量精度：F.S ±0.25% • 温度测量范围：℃ -40～+150 • 温度测量精度：℃ ±0.5 • 耐水压：MPa ≥0.5 • 绝缘电阻：MΩ ≥50。
锚索测力计的测量范围及工作原理
锚பைடு நூலகம்测力计在测力钢筒上均布着数支振弦式应变计，当荷 载使钢筒产生轴向变形时，应变计与钢筒产生同步变形， 变形使应变计的振弦产生应力变化，从而改变振弦的振动 频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经 电缆传输至读数装置，即可测出引起受力钢筒变形的应变 量，代入标定系数可算出锚索测力计所感受 到的荷载值。
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锚索测力计的测 量范围及工作原 理
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目录
锚索测力计用途
锚索测力计技术参数 锚索测力计的测量范围 及工作原理
锚索测力计用途
锚索测力计是用于长期监测水工结构物及其它混凝土结构物、岩石边坡、桥梁等预应力的锚固状态，并可同步测量埋设点 温度中煤机械的振弦式传感器。锚索测力计有二弦.三弦.四弦和六弦。通过振弦频率读数仪读出测力计各支应变传感器的 实时测量值并利用仪器特性参数可算出锚索所施加的压力。