一、前言

　　在當今土木工程行（háng）業中,應力（lì）應變測量廣泛地應用於建築（zhù）、鐵路、橋梁、交通、大壩（bà）等結構（gòu）上。結構的應力應變測試是工程（chéng）人員進行結構設計優化,了解結構受力狀態以及保證結構安（ān）全的一個很重要的環節。例如在大跨度橋梁的（de）施工過程（chéng）以及營運（yùn）過程的（de）長期健（jiàn）康監測中,對關鍵截麵的應（yīng）力應變進行監測,為橋梁的施工、營運、加（jiā）固提供依據,確保結構安全是橋（qiáo）梁建設一個必不可少的環（huán）節。如（rú）何才（cái）能快速、準確地（dì）測量出我們所關心的結構的應力應變,是每一（yī）個工程人員十分關心的問題。

　　二、應（yīng）力應變測試方法

　　電阻式應變片測量、光纖光柵（shān）測量、數顯（xiǎn）千分表測量、振弦傳感器測量、光彈性測量

　　1、電阻式應變片測量

　　電阻（zǔ）式應變片：電阻式應變片又稱為電阻應變計（jì）,簡稱應變片或電阻片,它是非電量電測中最重要的變（biàn）換器。

　　原理：是用電阻應變計測量結構的表（biǎo）麵應變， 再（zài）根據應變—應力（lì）關係確定構件表麵應力狀（zhuàng）態的一種試驗應力分析方法。測量時，將電阻應變（biàn）片粘貼在零件被測（cè）點的表（biǎo）麵。當零件在載荷作用下產生應變時，電阻應變計（jì）發生相應的電阻變化,用應變儀測出（chū）這（zhè）個變化，即可以計算被測（cè）點的應變和應力。

　　電阻應變測試技術的優點:

　　1)靈敏度和準確度(約1%-3%)高,數據穩定可靠;

　　2)尺寸小、重（chóng）量輕（qīng）,測試技術簡單,可以應用於靜、動態測量;

　　3)便於多（duō）點測量,易於（yú）集中,測（cè）量數（shù）據便於（yú）記錄（lù）,且能（néng）遠距離傳輸。

　　電阻應變測（cè）試技術的缺點:

　　1)對（duì）於應力（lì）集中（zhōng）部位的測量不夠（gòu）準確;

　　2)一般（bān）隻能測（cè）量構件表麵應變,難於顯示其內部應變;

　　3)輸出信號較小,動態測量時（shí）,接（jiē）線往（wǎng）往需要采取屏蔽措施以防止幹擾。

　　應變片電測技術作為一種無損（sǔn）檢測方法可用來了解建（jiàn）築物結構的工作狀態，從而在各類（lèi）混凝土工程結構中得到了廣泛應用。

　　2、光纖光柵測量

　　原（yuán）理：裸光纖光柵傳感器是（shì）一（yī）種未經（jīng）封裝的傳感元件，它以裸光纖為載體，通常由（yóu）纖芯和外麵的保護層組（zǔ）成。其（qí）中纖（xiān）芯的直徑僅為0.125mm，光線在其內部進（jìn）行全反射傳播（bō）。當芯層折射率受到周期（qī）性調製後（hòu），即成為（wéi）Bragg光柵，如圖所示。

　　通過光（guāng）纖光柵解調儀監測光柵反射光的波長，並通過相應的程（chéng）序（xù）對（duì）測試數據進行計（jì）算、分析和處理，就能獲得光纖光柵傳感器處的應變值。

　　光纖光柵測試方（fāng）法特點：

　　1)光纖光柵傳感器以光纖作為信號（hào）載體，傳感器體積小、重量輕，容易滿足被測結構件對狹小空間的（de）安裝需（xū）求;另一方麵，在使用傳感器密集的地方，從尺寸和重量上進行（háng）比較，幾乎沒有其他傳感器可以與光纖光柵傳感器進行（háng）媲美。

　　2)屬於（yú）光學測量方法，抗電磁（cí）幹擾，適合用於長距離信（xìn）號傳輸。

　　3)光學信號入射和反射線的（de）輸入輸出回路僅為一根直徑0.25 mm 的光纖，能夠極大地簡化測試係統（tǒng）結（jié）構。

　　4)理論上，一根光纖上可以連續製作幾十個傳感器(被測對象變形越（yuè）小（xiǎo），可以連續製作的傳感器也越多)，便於構成（chéng）分布式傳感係（xì）統。

　　3、數顯千分表（biǎo）測（cè）量

　　數顯千分表是利用數（shù）字測量顯示技術,對測量杆所感測到的直線位移進行讀數的一種精密測量器具。它可以進行任意的起始值設置,進行絕對測量、相對測量,可滿足特殊要求。數顯千分表是近年來發展較快的高技術產品,它讀數直觀、測量精度高、測量範圍大、功能齊全、以數字形式給出測（cè）量結果、無人為讀數誤差。它的這些特點讓它在土木、機械行業受到重視,特（tè）別在高精度、批量大、檢測速度快的場合顯示出它的優越性。

　　4、振弦傳感器測量

　　振弦式傳感器是（shì）目（mù）前國內外普遍（biàn）重（chóng）視和廣泛應用的一種非電量電測的傳感器。振弦傳感（gǎn）器直接（jiē）輸出振（zhèn）弦的自振頻率信號,通過（guò）頻率的改變來反映被測構件的應變大小。振弦傳感器具有抗幹擾能（néng）力強、受電參數影響小、零點飄移小、受溫度（dù）影響小、性能穩定可靠、使用壽命長等特點。

　　5、光彈性測（cè）量

　　原理：光彈性法是利用光學原理進行應力應變測量中具有代表性的方法之一，而（ér）其他方法，如激光全息（xī）幹（gàn）涉法、散斑幹涉法和雲紋幹涉法等由於視場測（cè）量範圍較小，一般在1μm到1mm之間，常用於實（shí）驗室而（ér）很難滿足工程現場的測（cè）量（liàng）需求。

　　光彈性方法的優點：

　　1)屬於非接觸測量方法，具有電測（cè）方法不能達到的全場測量優勢，既可以測量表麵應力，也可測量內部應力。

　　2)該方法直觀，能夠清晰地（dì）反映應（yīng）力集中現象，不僅很容（róng）易找到應力集中的部位，而且可以確定應力集中係數。

　　光彈性方法的缺點：

　　1)工藝比較（jiào）複雜，測量周期比較長;

　　2)通常需要使用環氧樹脂材料在被測（cè）結（jié）構表麵進行平麵和曲麵貼片處理;對於一些大型構件，需要（yào）按比例製作3D 光彈（dàn）性模型，製作工藝相對複雜;

　　3)需要將被測對象置於偏振光環境中，光（guāng）學係統相對複雜。

　　三、結束語

　　各種測量手段在不同的場合顯示出（chū）了不一樣（yàng）的（de）優越（yuè）性。因此在（zài）實際（jì）工程（chéng）中,選擇（zé）測（cè）量方法時應（yīng）該因地製宜,根據現場實際情況來做出合理（lǐ）的選擇,才能達到最（zuì）佳的測量效果。相（xiàng）信隨著科技（jì）的發展和進步,各種集成化、自（zì）動化、高精度、高速度、高穩定性、適用範圍更廣的測量設備和測試手段將更好的為我們服務。