隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的異軍突起，高強(qiáng)度螺栓作為其主要連接部件，其檢測(cè)的需求量迅猛增加。以前高強(qiáng)度螺栓主要是用液力計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，現(xiàn)正逐步被電子軸力計(jì)所替代。下面以CSZ-500D型電子軸力計(jì)為例，對(duì)其工作原理及誤差分析作簡(jiǎn)單介紹。

一、電子軸力計(jì)的組成及其工作原理

1.電子軸力計(jì)的組成

電子軸力計(jì)主要由預(yù)拉力施加系統(tǒng)、傳感器、信號(hào)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、顯示和打印系統(tǒng)組成。

2.軸力施加系統(tǒng)

其主要由底座、連接框和7副檢具組成，底座側(cè)板和底板均采用厚度為25mm的45#鋼板。 電機(jī)對(duì)被測(cè)螺栓施加扭矩時(shí)，為保證測(cè)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(zhǔn)。連接框和底板間的運(yùn)行采用軌道結(jié)構(gòu)。

3.信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

其主要由傳感器和連接件組成，當(dāng)螺栓受到軸力時(shí)，可將力轉(zhuǎn)換成(4～20)mV電壓信號(hào)送單片機(jī)進(jìn)行處理。

4.放大模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

前置放大器采用高性能運(yùn)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(shí)采用二階低通濾波器，使輸出信號(hào)更加平滑。模數(shù)部分采用三次積分技術(shù)。傳感器供橋電壓采用二級(jí)穩(wěn)壓，保證了測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。

二、誤差來(lái)源分析

電子軸力計(jì)的誤差來(lái)源主要包括以下5個(gè)方面：

1.傳感器所引起的相對(duì)誤差δ1

電子軸力計(jì)所采用的傳感器是主要誤差來(lái)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(duì)誤差δ2

電子軸力計(jì)的顯示儀表采用高精度儀表，其模/數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的相對(duì)誤差大不超過(guò)0.0003。

3.安裝偏差所引起的相對(duì)誤差δ3

考慮到壞的安裝情況，被測(cè)螺栓安裝變化范圍α=3°，安裝偏差所引起的相對(duì)誤差為1-cosα=1.4×10^-3。

4.電源電壓穩(wěn)定度所引起的相對(duì)誤差δ4

電源電壓在規(guī)定條件下波動(dòng)，可能會(huì)引起的示值變化為0.2e，已知e=0.05kN，有效測(cè)力范圍為(50～500)kN，可得其大相對(duì)誤差為則 δ4=0.2×10^-3。

三、結(jié)束語(yǔ)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50205-2001 《鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定了高強(qiáng)度螺栓的測(cè)試方法， 軸力計(jì)已是高強(qiáng)度螺栓質(zhì)量檢驗(yàn)*的檢測(cè)設(shè)備。隨著電子軸力計(jì)的不斷推廣使用，其準(zhǔn)確、便捷和的優(yōu)點(diǎn)已日益體現(xiàn)，在鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量保證體系中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。