環保在線
技術文章
電子軸力計的工作原理及其誤差分析
閱讀：898 發布時間：2020-1-3隨著鋼結構建筑的異軍突起，高強度螺栓作為其主要連接部件，其檢測的需求量迅猛增加。 以前高強度螺栓主要是用液力計進行檢測，現正逐步被電子軸力計所替代。下面以CSZ-500D型電子軸力計為例，對其工作原理及誤差分析作簡單介紹。
一、電子軸力計的組成及其工作原理
1.電子軸力計的組成
電子軸力計主要由預拉力施加系統、傳感器、信號及數據處理系統、顯示和打印系統組成。
2.軸力施加系統
其主要由底座、連接框和7副檢具組成，底座側板和底板均采用厚度為25mm的45#鋼板。 電機對被測螺栓施加扭矩時，為保證測力傳感器的受力軸線與螺栓的受力軸線在同一條直線上，裝配傳感器及螺栓的檢具均以底板平面為基準。 連接框和底板間的運行采用滑行軌道結構。
3.信號轉換系統
其主要由傳感器和連接件組成，當螺栓受到軸力時，可將力轉換成(4～20)mV電壓信號送單片機進行處理。
4.放大模數轉換系統
前置放大器采用高性能運放，為減少溫度變化的影響，放大器的輸入電阻和反饋電阻均采用低溫漂電阻，同時采用二階低通濾波器，使輸出信號更加平滑。模數部分采用三次積分技術。 傳感器供橋電壓采用二級穩壓，保證了測量的穩定性和準確度。
二、誤差來源分析
電子軸力計的誤差來源主要包括以下5個方面：
1.傳感器所引起的相對誤差δ1
電子軸力計所采用的傳感器是主要誤差來源之一，本儀器采用的傳感器誤差為0.3%。
2.顯示儀表所引起的相對誤差δ2
電子軸力計的顯示儀表采用高精度儀表， 其模/數轉換系統的相對誤差zui大不超過0.0003。
3.安裝偏差所引起的相對誤差δ3
考慮到zui壞的安裝情況，被測螺栓安裝變化范圍α=3°，安裝偏差所引起的相對誤差為1-cosα=1.4×10-3。
4.電源電壓穩定度所引起的相對誤差δ4
電源電壓在規定條件下波動，可能會引起的示值變化為0.2e，已知e=0.05kN，有效測力范圍為(50～500)kN，可得其zui大相對誤差為則 δ4=0.2×10-3。
三、結束語
為統一鋼結構工程質量檢驗的評定方法，國家標準GB50205-2001 《鋼結構結構施工質量驗收規范》規定了高強度螺栓的測試方法， 軸力計已是高強度螺栓質量檢驗*的檢測設備。 隨著電子軸力計的不斷推廣使用，其準確、便捷和的優點已日益體現，在鋼結構工程的質量保證體系中發揮著越來越重要的作用。