【正文】 應(yīng)變計(jì)可以同時(shí)兼測(cè)埋設(shè)點(diǎn)的溫度。如果人工測(cè)讀，則利用測(cè)針讀取水位。2結(jié)構(gòu)與要求常用量水堰有直角三角形堰、梯形堰和矩形堰，見圖243所示。浮子感應(yīng)水位漲落，帶動(dòng)水位輪旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生與水位變化相應(yīng)的轉(zhuǎn)角。導(dǎo)管接在進(jìn)水管上面，一直引伸出壩面或觀測(cè)廊道中，管口需加蓋保護(hù)。引張線用一條不銹鋼絲在兩端掛重錘，或一端固定另一端掛重錘，使鋼絲拉直成為一條直線，利用此直線來測(cè)量建筑物各測(cè)點(diǎn)在垂直該線段方向上的水平位移?？蓽y(cè)得垂線三方向的位移。每組極板與中間極組成差動(dòng)電容感應(yīng)部件。176。所謂撓度觀測(cè)就是指建筑物垂直斷面內(nèi)，各個(gè)高程點(diǎn)相對(duì)于底部基點(diǎn)的水平位移的觀測(cè)。也可在沉降點(diǎn)固定埋設(shè)鋼弦式壓力傳感器代替移動(dòng)式測(cè)頭，管路中充填的液體是無空氣的防凍液體。在振蕩線圈未接近鐵環(huán)時(shí)，振蕩器產(chǎn)生振蕩后，經(jīng)放大整流，施加于觸發(fā)器上，使觸發(fā)器無輸出，執(zhí)行器不工作。（3） 套管為直徑50mm，其長(zhǎng)度根據(jù)測(cè)點(diǎn)間距而定。然后把傾角計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)180176。（1） 傳感器。當(dāng)產(chǎn)生沉降或隆起，測(cè)斜管隨之移動(dòng)，引起傳感器傾斜角變化。它用于堤壩側(cè)向位移和滑坡的監(jiān)測(cè)，也可用于擋土墻和其他建筑物變形的監(jiān)測(cè)。精度雖沒有伺服加速度計(jì)式的高，但制造簡(jiǎn)單，且造價(jià)只有伺服加速度計(jì)式的六分之一。鋁合金通常用于表面的位移觀測(cè)，如混凝土面板堆石壩的撓度觀測(cè)。（A）測(cè)斜儀測(cè)頭測(cè)斜儀測(cè)頭，由敏感部件、殼休、導(dǎo)向輪和引出電纜四部分組成。伸縮節(jié)由土工布制作，置于保護(hù)罩與位移標(biāo)點(diǎn)之間，以保證當(dāng)面板位移時(shí)，標(biāo)點(diǎn)P在測(cè)縫計(jì)量程范圍內(nèi)自由移動(dòng)。（2） 為了觀測(cè)伸縮縫的空間變化，可采用三點(diǎn)式金屬標(biāo)點(diǎn)。測(cè)縫計(jì)外殼剛度很小。圖237 收斂計(jì)示意圖1—錨固端；2—鋼卷尺（每隔2英寸穿一孔）；3—校正拉力指示儀；4—壓力彈簧；5—密封外殼；6—百分表；7—拉伸鋼絲；8—旋轉(zhuǎn)軸承；9—鋼帶卷軸測(cè)量是將收斂計(jì)一端的連接掛鉤與測(cè)點(diǎn)錨栓上不銹鋼環(huán)相連（如圖238所示），展開鋼尺使掛鉤與另一端測(cè)點(diǎn)的錨栓相連。該儀器由探頭、電纜、絞線盤和測(cè)讀儀組成。多用于單雙點(diǎn)變位計(jì)，快速安裝?；€電阻式土位移計(jì)主要由傳感元件、銦瓦合金連接桿、鋼管保護(hù)內(nèi)管、塑料保護(hù)外殼、錨固法蘭盤和傳輸信號(hào)電纜構(gòu)成，傳感元件就是一種直滑式合成型電位器。（二）鋼弦式位移計(jì)鋼弦式位移計(jì)采用振弦式傳感器，工作于諧振狀態(tài)，遲滯、蠕變等引起的誤差小，溫度使用范圍寬，抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)于惡劣環(huán)境中工作。而采用GPS技術(shù)則具有操作簡(jiǎn)單、觀測(cè)時(shí)間短、定位精度高、能全天候作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，且結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、平差計(jì)算及變形分析的連續(xù)自動(dòng)化。但在高精度遠(yuǎn)距離的應(yīng)用領(lǐng)域，如大壩的位移測(cè)量至今尚無專業(yè)生產(chǎn)廠生產(chǎn)定型的激光準(zhǔn)直儀器，一般仍靠科研、院校與使用單位共同研制。（2） 具有ATR功能的TCA2003全站儀，把地面測(cè)量設(shè)備帶入了測(cè)量機(jī)器人的時(shí)代，并以性能穩(wěn)定可靠著稱。為此在選用觀測(cè)儀器時(shí)，應(yīng)盡量使用同一種原理的觀測(cè)儀器和測(cè)量?jī)x表，有利于人員培訓(xùn)，操作使用與維護(hù)管理。眾所周知，電容器的電容是構(gòu)成電容器的兩極片形狀、大小、相互位置及電介質(zhì)電介常數(shù)的函數(shù)。～、高電阻細(xì)絲彎曲而成柵狀，是電阻應(yīng)變片的敏感元件，實(shí)際上就是一個(gè)電阻元件。因此，只要能測(cè)出這種電感量的變化，就能判定銜鐵位移量的大小。圖225（c）為一組二線制雙線圈的鋼弦傳感器示意圖。由于鋼弦被置于電測(cè)原件“磁芯”的磁場(chǎng)中，當(dāng)鋼弦振動(dòng)時(shí)就在接收線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)V。鋼弦式傳感器所測(cè)定的參數(shù)主要是鋼弦的自振頻率，常用專用的鋼弦頻率計(jì)測(cè)定，也可用周期測(cè)定儀測(cè)周期，二者互為倒數(shù)。這種儀器利用張緊在儀器內(nèi)部的彈性鋼絲作為傳感元件將儀器受到的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量，所以國(guó)外也稱這種傳感器為彈性鋼絲式（Elastic Wire）儀器。埋設(shè)、安裝、操作方便，容易測(cè)讀，最好是直接數(shù)顯。建筑物開始施工時(shí)儀器隨同埋設(shè)，直到工程運(yùn)行施工期就會(huì)長(zhǎng)達(dá)十年以上。 （5） 密封耐壓性良好。以上這些要求構(gòu)成了比較理想的監(jiān)測(cè)儀器，實(shí)際上十全十美的儀器是很難實(shí)現(xiàn)的，還得根據(jù)實(shí)際需要和技術(shù)設(shè)計(jì)可能性、制造工藝性的保證程度，以及質(zhì)量控制手段來共同創(chuàng)造。綜上所述，差動(dòng)電阻式儀器以一組差動(dòng)的電阻R1和R2，與電阻比電橋形成橋路從而測(cè)出電阻比和電阻值兩個(gè)參數(shù)，來計(jì)算出儀器所承受的應(yīng)力和測(cè)點(diǎn)的溫度。 工作過程可用圖225來說明。圖225（b2）、（b3）為激發(fā)和輸出的波形。圖226是最簡(jiǎn)單的電感式傳感器原理圖。因此，引起導(dǎo)體電阻產(chǎn)生變化。五、其他原理的傳感器除了上述四種類型的傳感器以外，還有一些利用其他原理制成的安全監(jiān)測(cè)儀器。如石英撓性伺服加速度計(jì)是用石英片（環(huán)）做為感性支承，將感受到的加速度通過電容傳感器或電感式傳感器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號(hào)輸出。（一）全站儀這里介紹徠卡TCA2003全站儀。（6） 利用徠卡LGO軟件可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、參數(shù)設(shè)置、建立編碼表以及更新儀器系統(tǒng)軟件。三、GPS全球定位系統(tǒng)GPS是20世紀(jì)70年代美國(guó)國(guó)防部研制的全球定位系統(tǒng)，利用GPS空間測(cè)量新技術(shù)與常規(guī)地形變化監(jiān)測(cè)技術(shù)相接合在測(cè)量領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用?？捎糜谶B接錨固板或長(zhǎng)桿等。測(cè)點(diǎn)位移大小等于某時(shí)刻t時(shí)讀數(shù)與初始值讀數(shù)之差，加相應(yīng)觀測(cè)臺(tái)內(nèi)固定標(biāo)點(diǎn)的位移量。（B）結(jié)構(gòu)型式多點(diǎn)變位計(jì)主要由錨頭、傳遞桿、護(hù)管、支承架、前（后）護(hù)筒、傳感器、護(hù)罩以及灌漿管（或壓力水管）組成(如圖236所示)。研究壩肩和巖石間相互作用。收斂計(jì)主要由鋼卷尺（銦瓦鋼或高彈性工具鋼）、百分表、測(cè)量拉力裝置及與錨栓測(cè)點(diǎn)相連接的連接掛鉤等部分組成。圖238 差動(dòng)電阻式測(cè)縫計(jì)1—接座套筒；2—接線座；3—波紋管；4—塑料殼；5—鋼管；6—中性油；7—方鐵桿；8—彈性鋼絲；9—上接座；10—彈簧；11—高頻磁絕緣子當(dāng)測(cè)縫計(jì)承受外部變形時(shí)，由于外殼波紋管以及傳感部件中的吊拉彈簧將大部分變形承擔(dān)了，小部分變形引起鋼絲電阻的變化。（1） 對(duì)混凝土建筑物表面裂縫觀測(cè)，可采用在裂縫兩側(cè)混凝土表面各埋設(shè)一個(gè)金屬標(biāo)點(diǎn)。支護(hù)件的主要作用是在坐標(biāo)板上固定3個(gè)位移傳感器，在預(yù)埋板上設(shè)置位移標(biāo)點(diǎn)P，以形成一個(gè)相對(duì)的坐標(biāo)系。國(guó)內(nèi)多采用伺服加速度計(jì)式和電阻應(yīng)變片式。管內(nèi)有互成90176。彈性擺由應(yīng)變梁和重錘組成〔見圖2313（a）〕，在梁的兩側(cè)貼有組成全橋的一組電阻應(yīng)變片〔見圖2313 （b）〕。鋼弦式固定測(cè)斜系統(tǒng)具有單軸向和雙軸向兩種。由測(cè)斜管和鏈?zhǔn)诫娊鉁y(cè)斜傳感器構(gòu)成?？梢允潜銛y式，也可以固定在結(jié)構(gòu)物表面，使傾斜計(jì)的底板隨結(jié)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng)。垂直傾角可達(dá)+53176。 （1） 管座為直徑50mm的鐵管，管底用鐵板封底。另在主管上套一只鐵沉降環(huán)，環(huán)的內(nèi)外徑與聯(lián)接管相同，厚度2mm。適用于遙測(cè)和自動(dòng)數(shù)據(jù)采集。液體靜力水準(zhǔn)儀又稱連通管水準(zhǔn)儀，如圖2316所示，在兩個(gè)完全連通容器中充滿液體，當(dāng)液體完全靜止后2兩個(gè)連通容器內(nèi)的液面應(yīng)同在一個(gè)大地水準(zhǔn)面上，即H10=H20=H0。全部安裝在鋁合金外殼內(nèi)，內(nèi)部還裝有恒溫加熱元件（詳見圖2317）。測(cè)量信號(hào)由電纜引出。因輸出為模擬電壓信號(hào)。十一、引張線儀引張線儀是用于監(jiān)測(cè)大壩安全的儀器，與安裝在直線型壩上的引張線裝置相配合，可測(cè)量壩體沿上下游方向的水平位移。測(cè)壓管主要由進(jìn)水管段、導(dǎo)管、和管口保護(hù)裝置三部分組成。（B）結(jié)構(gòu)與原理浮子式遙測(cè)水位計(jì)品種很多，但基本結(jié)構(gòu)大同小異，主要由水位感應(yīng)、水位傳動(dòng)、編碼器、記錄器和基座等部分組成。（一）量水堰適用于滲流量1～300L/s。 (二）FL1型堰槽流量?jī)x用于堰或槽內(nèi)水流量測(cè)量；可以遙測(cè)，也可以人工目測(cè)。從工作原理分，有差動(dòng)電阻式、鋼弦式、差動(dòng)電感式、差動(dòng)電容式和電阻應(yīng)變片式等。電阻傳感器件由兩組差動(dòng)電阻鋼絲、高頻絕緣瓷子和兩根方鐵桿組成。通過測(cè)量堰上的水位變化，而求得滲流量。（2） 梯形堰?；ɑ蛳潴w）主要用來組裝支撐上述結(jié)構(gòu)部件，組裝成為整體。典型結(jié)構(gòu)有提匣式[圖241（a）]和卷筒式［圖241（b）］。引張線的端點(diǎn)由混凝土墩座、夾線裝置，滑輪和重錘等部件組成。測(cè)量時(shí)，照明燈發(fā)出的光線使視場(chǎng)形成一個(gè)光亮的背景，當(dāng)垂線位移遮斷了光線，就會(huì)形成一條黑影，經(jīng)半棱鏡3與觀測(cè)物鏡4成像在劃板7上呈一豎直線像，5為轉(zhuǎn)45176。在測(cè)點(diǎn)上，位于中間盤狀極板上下安裝一組平行極環(huán)。且采用雙照準(zhǔn)配置，當(dāng)一套光電照準(zhǔn)發(fā)生故障時(shí)，備用的另一套即自動(dòng)啟用。垂線坐標(biāo)儀一般分光學(xué)垂線坐標(biāo)儀和電測(cè)垂線坐標(biāo)儀兩大類。固定式測(cè)頭當(dāng)埋設(shè)部位沉降時(shí)，鋼弦式壓力傳感器測(cè)得的液體壓力也隨之變化，即可求出與液壓容器水位的高差，而測(cè)得相應(yīng)測(cè)點(diǎn)沉降量。晶體音響器便發(fā)出聲音。測(cè)定細(xì)管上口與管頂距離變化就可求出各個(gè)測(cè)點(diǎn)土的沉降值。八、沉降儀垂直位移觀測(cè)是巖土工程變形觀測(cè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。傳感器安裝在堅(jiān)固的框架中，其外形尺寸為152mm89mm178mm。梁式傾斜儀有兩種，水平型監(jiān)測(cè)沉降和隆起；垂直型監(jiān)測(cè)位移和收斂。當(dāng)?shù)叵庐a(chǎn)生位移，測(cè)斜管隨之移動(dòng)，引起傳感器傾斜。把測(cè)斜儀固定在測(cè)斜管內(nèi)某個(gè)固定位置，用遙測(cè)的方法來測(cè)該位置傾角的連續(xù)變化。該儀器用力平衡式伺服加速度計(jì)作為敏感元件，通常由敏感質(zhì)量、換能器、伺服放大器、力矩器四部分組成〔見圖2312（a）〕，當(dāng)外界加速度a沿敏感軸方向輸入時(shí)〔見圖2312 ( b )〕，敏感質(zhì)量m相對(duì)平衡位置運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生慣力F或慣性力矩M，通過換能器將此機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)μ，再通過伺服放大器變成電流信號(hào)I，將此信號(hào)反饋到處于恒定磁場(chǎng)中的力矩線圈而產(chǎn)生反饋力Foc，或反饋力矩M∝，與慣性力F或慣性力矩M平衡，直到敏感質(zhì)量m再次恢復(fù)到原來的平衡位置，此時(shí)F∝=F。雙向的另一伺服加速度計(jì)是測(cè)量垂直導(dǎo)向輪所在平面的傾角。其測(cè)量原理見圖2311（b）。用寬30，厚7二的金屬板制成3個(gè)方向相互垂直的測(cè)量拐角架。埋設(shè)時(shí)也要注意在側(cè)縫計(jì)上堆積的流態(tài)混凝土厚度不要超過30cm ，以免儀器受壓而損壞。六、測(cè)縫計(jì)測(cè)縫計(jì)顧名思義是測(cè)量結(jié)構(gòu)接縫開度或裂縫兩側(cè)塊體間相對(duì)移動(dòng)的觀測(cè)儀器。測(cè)讀儀為Solexperts的SDC 數(shù)據(jù)控制器，是菜單驅(qū)動(dòng)的多用途讀數(shù)和數(shù)據(jù)采集裝置。適用于鉆孔均勻平滑的堅(jiān)硬巖石中，安裝簡(jiǎn)捷，特別適用于同一鉆孔有兩個(gè)或更多錨頭的變位計(jì)。用數(shù)字電壓表測(cè)出電壓變化，即可計(jì)算出位移量。電纜常用二芯屏蔽電纜。這種方法一般可推廣到多臺(tái)接收機(jī)確定多條基線相量。（一）大氣激光準(zhǔn)直儀過去大壩水平位移多用經(jīng)緯儀視準(zhǔn)線法進(jìn)行觀測(cè)，由于受到儀器望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)的限制和大氣折光的影響，特別是壩較長(zhǎng)，往往觀測(cè)誤差大于2mm,甚至超過壩本身的位移量。（5） 可通過GeoBasic工具，用戶可自開發(fā)機(jī)載應(yīng)用軟件；在GeoCOM模式下，通過計(jì)算機(jī)軟件的控制，可組成各種自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)。 表面位移觀測(cè)一般包括兩大類：①用全站儀、水準(zhǔn)儀或激光準(zhǔn)直儀，根據(jù)起測(cè)基點(diǎn)的高程和位置來測(cè)量建筑物表面標(biāo)點(diǎn)高程和位置的變化。 圖228 平板電容器 由圖228可知，如將上極片固定，下極片與被測(cè)物體相連，當(dāng)被測(cè)物體上下位移（δ變化），或左右位移（S改變），將改變電容的大小，通過一定測(cè)量線路將電容轉(zhuǎn)換為電壓、電流或頻率等信號(hào)輸出，即可測(cè)定物體位移的大小?！?，材料有紙、膠膜、玻璃纖維布等，要求有良好的絕緣性能、抗潮性能和耐熱性能。、可按下式計(jì)算： （2212）式中 B——磁感應(yīng)強(qiáng)度，（特斯拉）；H——磁場(chǎng)強(qiáng)度，A/m。因此，對(duì)電纜要求較低。圖225中的三種激振方式代表了鋼弦式傳感器的發(fā)展過程。由于鋼弦的自振頻率取決于它的長(zhǎng)度、鋼弦材料的密度和鋼弦所受的內(nèi)應(yīng)力。鋼絲還有一個(gè)特性，當(dāng)鋼絲感受不太大的溫度改變時(shí)，鋼絲電阻隨其溫度變化之間有如下近似的線性關(guān)系： 圖221 鋼絲變形 1—鋼絲；2—鋼絲固定點(diǎn) （222）式中 RT——溫度為T℃的鋼絲電阻；R0——溫度為O℃的鋼絲電阻；——電阻溫度系數(shù)，一定范圍內(nèi)為常數(shù)；——鋼絲溫度。能夠耐受運(yùn)輸時(shí)的振動(dòng)以及在工地現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)安裝可能遭受的碰撞、傾倒。因此，對(duì)儀器除了技術(shù)性能和功能符合使用要求外，通常設(shè)計(jì)制造要滿足以下要求：（1） 高可靠性。S以內(nèi)。包括儀器購(gòu)價(jià)、維修費(fèi)用和施工費(fèi)用、配套的儀表，傳輸信號(hào)的電纜等直接和間接費(fèi)用應(yīng)盡可能低。圖223 電橋測(cè)量原理圖223()是測(cè)量?jī)x器電阻比的線路，調(diào)節(jié)R使電橋平衡，則： R/M = R1/R2 （223）因?yàn)镸＝100Ω，故由電橋測(cè)出之R值是R1和R2之比的100倍，R/100 即為電阻比。但不同的傳感器中鋼弦的長(zhǎng)度、材料的線性度很難加工得完全一樣。它有兩個(gè)線圈組成〔如圖225（b1）〕一個(gè)線圈為激振線圈，一個(gè)為接收線圈。它可以把輸人的各種機(jī)械物理量如位移、振動(dòng)、壓力、應(yīng)變、流量、比重等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電量輸出，可以實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制。四、電阻應(yīng)變片式傳感器的基本原理電阻應(yīng)變片是一種將機(jī)械構(gòu)件上應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感元件。電阻應(yīng)變片式傳感器尺寸小、重量輕、分辨率高、能測(cè)出1～2個(gè)微應(yīng)變（1 x 106mm/mm），誤差在1％以內(nèi)，適于遠(yuǎn)距離測(cè)量和巡檢自動(dòng)化。習(xí)慣稱為伺服加速度計(jì)就是力平衡加速度計(jì)。鑒于國(guó)家對(duì)變形監(jiān)測(cè)精度的要求較高，受到測(cè)量?jī)x器望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)的限制，照準(zhǔn)誤差大。（3） 操作方便：汲取TPS700全站儀設(shè)計(jì)思路的字母數(shù)字式混合鍵盤和操作方式，讓用戶獲得一流的作業(yè)效率，并且操作順手，熟悉過程快。即將裝有波帶板裝置的測(cè)點(diǎn)箱與適合大壩變形的軟連接的可動(dòng)真空管道聯(lián)成一體。土位移計(jì)由變位敏感元件、密封殼體、萬向鉸接件和引出電纜四部分組成如圖232所示。引張線式水平位移計(jì)主要由錨固板、銦瓦合金鋼絲、鋼絲頭固定盤、分線盤、保