CX-06A测斜仪操作及软件处理

第六节 CX-06A测斜仪操作及软件处理

1概述

测斜仪是一种能有效且精确地测量土体内部水平位移或变形的工程监测仪器。应用其工作原理同样可以监测临时或永久性地下结构水平位移。测斜仪分为固定式和活动式两种。固定式是将测头固定埋设在结构物内部的固定点上；活动式即先埋设带导槽的测斜管，通过在管内沿导槽滑动的测头，测定斜度变化，计算不同部位水平位移。

活动式测斜仪按测头传感器不同，可细分为滑动电阻式、电阻应变片式、钢弦式及伺服加速度计式四种。滑动电阻式测斜仪的特点是测头坚固可靠，缺点是测量精度不高；电阻应变片式测斜仪的优点是产品价格便宜，缺点是量程有限，耐用时间不长；钢弦式的特点是受湿度、温度和外界环境的干预影响较小；伺服加速计式测斜仪具有精度高、量程大和可靠性好等优点。

在城市轨道交通工程建设中，测斜仪对工程建设的安全施工和长期稳定性监测都是十分必要的。主要应用在明挖、暗挖工程围护结构深层水平位移，周边土体深层水平位移等监测方面。为满足地铁施工设计及相关规范监测要求，一般均使用伺服加速度计式测斜仪，下面以CX-06A测斜仪为例，介绍其操作及软件处理过程。

1.1系统组成

CX-06A测斜仪系统由三大部分组成，即测头、测读仪、数据处理软件。 1.1.1测头

测头是测斜仪系统的核心，其内部装有精密传感器，用以敏感不同深度测点相对于地垂线之间的角度，进而计算出各测点之间的位移变化量。

测斜仪系统的测量精度取决于测头的测量精度，测头中的核心部件是石英挠性加速度计，加速度计应用在测读仪系统上也可以称之为角度传感器。 1.1.2测读仪

测读仪是测斜仪数据输出的二次仪表，用以完成测头数据的接收、显示、存贮功能，并向PC机输出测量数据。 1.1.3数据处理软件

此软件运行于PC机Windows环境下，主要完成从测读仪中接收数据并进行偏移量计算和图表的绘制。

1.2性能指标

1.2.1总体技术指标

1）工作时间：电池充满电之后，可使测斜仪连续工作8小时以上。

2）测量范围：测孔斜度≤50o；

3）综合误差：≤±4mm/15m深度； 4）对称性：≤0.001V；

5）工作环境温度：－10℃～50℃；

6）耐压：7.845×105Pa～9.806×105 Pa（相当于水深80m～100m的压力）； 7）抗冲击：100g。 1.2.2测头技术指标

1）传感器灵敏度：0.02mm/8〞；

2）标度因数：2.5±0.01v/g； 3）导轮间距：500mm；

4）测头尺寸：Φ32mm×660mm。 1.2.3测读仪技术指标

1）数据显示：160×32的液晶显示，每行可显示10个汉字，可以显示2行；

2）内部电源：可充电电池，容量7Ah； 3）充电电源：交流220V，50Hz，输出直流7V； 4）测读仪尺寸：214mm×144mm×170mm。

2系统原理

2.1测头结构描述

图13-6-1 CX-06A测头结构图

测头内装有石英挠性伺服加速度计作为传感器。加速度计输入轴在水平面内时，矢量g在输入轴上的投影为零。加速度计输出为零。为了消除零偏的影响，采取正反两次测量，取其代数和作为一个方向上的测量结果。

根据测头的规定，在实际测量时建议用户将测头的高轮对准北或东，作为测试的正方向。

2.2系统原理

2.2.1位移计算

当测头的敏感轴与基准轴（地球的重力轴）有一个角度时，测头中的加速度计就有一个输出值，如下式所示：

U?A?K?G?Sin? （13-6-1）

式中： A 加速度计的偏值（零偏）

K 加速度计的标度因数

G 地球重力加速度 θ 倾角

为了消除加速度计零偏的影响，在测试时采用正反两次测试，比如分别在东

西方向上进行测试，可以先测试东方向上的数据，记作U1，再进行西方向上的测试，记作U2，将U1-U2得：

U1?U2?2KGSin? （13-6-2）

从图13-6-2中可以看出：

Sin???i?

1 （13-6-3） L式中： L 导轮轮距500mm △i 水平位移（单位：mm）

θ 倾斜角

将式（13-6-3）代入式（13-6-2）可以得到：

?i?(U1?U2)L/2KG （13-6-4）

对于一个测孔，在确定的方向上，各测试点的位移总和即为

?总???i （13-6-5）

以上测量原理的描述见图13-6-2

图 13-6-2 测量原理图

2.2.2方位角定义

方位角的定义如下图所示：

北(0度)西(270度)南(180度)东(90度)

图 13-6-3 方位角示意图

3测读仪的使用

3.1主菜单介绍

主菜单显示如下图：

记录管理 PC通讯 工程设置 其他

各主菜单功能说明如下：

记录管理：该菜单主要完成现场的测量以及记录的调显和删除功能。 工程设置：该菜单主要完成测孔德添加，删除以及编辑功能。 PC通讯：该菜单主要完成设备与PC机通讯的功能。

其它：该菜单主要完成电压测试、日期设置以及背光和按键音的功能。

3.2按键操作

通过“上、下、左、右”按键选择菜单，光标在所选择的子菜单上闪烁。按“确认”键进入菜单，按“取消”键则返回上一级菜单。

3.3记录管理

该菜单主要完成现场的测量以及记录的调显和删除功能。选择“记录管理”菜单后，屏幕上显示如下：

现场测量 记录删除 记录调显

3.3.1现场测量

此项功能为测量现场的数据。

选择“现场测量”项后，屏幕列出测读仪中所有测孔，显示如下图所示。通过“上、下”键查找要进行现场测量的测孔，按“确认”键选择测孔，进入测量状态。测量状态分两种方式：正常测量及重测。

如果初次使用测读仪或测读仪中无测孔，然后再进行现场测量，添加测孔请参考4.1。

工程 孔号 XDQ C06

3.3.1.1测量状态界面说明 测量状态界面显示如下图所示

* 17.5 245 -255 18.0 160 -140

1) 行数据 正常测量时：

上一行显示的是前一个深度点已存储的数据； 下一行显示的是当前深度点测量的数据。 重测时：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cgef.html