岩土工程仪器和监测是一个广阔的领域，它包括几个传感器，以帮助结构健康监测，滑坡监测，开挖监测等。
测压元件就是一种常用来测量重量的仪器。他们可以测量小如针，重如大型钻机的东西。你可以在任何地方找到称重传感器，甚至在你附近的杂货店称重，尽管它们是在仪器内部。
测压元件有不同的形状、类型和尺寸。如果你对测压元件是什么以及它是如何工作的感到好奇，请继续阅读以获得启发。
让我们进一步讨论它们的类型、工作原理、优点等。
什么是测压元件?
测压元件是一种传感器，它将机械力转换为可读的电子单位，类似于我们常规的称。它们的主要用途是称量或检查转移的负载量。
测压传感器总是与弹性材料结合在一起，称为应变计。
为了更深入地了解它们，你必须了解应变计、它们的类型、工作原理以及应用领域。
|阅读更多：应变计:原理、类型、特点及应用|
测压元件是用来做什么的?
岩土工程领域所使用仪器的种类取决于工作范围。负载细胞可用于初期阶段，即在研究和开发期间，甚至在后期监测结构时使用。
在施工前和施工后都要使用岩土工程仪器，以确保结构、水坝、隧道、桥梁等的安全。适当的岩土监测可确保这些结构的长期安全。
测力传感器在岩土工程领域有广泛的应用，通常用于监测:
- 深基坑:开挖支护如支柱、兵桩;回接或锚;挡土墙
- 隧道及竖井:钢衬板、现浇混凝土、分段预制混凝土、喷射混凝土
- 水坝:混凝土水坝，地下厂房
- 桩:桩荷载试验
Struts
工字钢支柱通常安装在地下地铁车站的框架中。应变式固体测力传感器被广泛用于测量转移到支柱上的载荷量。测压元件安装在支柱之间。
回接，锚杆，地锚
锚背测力单元设计用于测试和测量回接、岩石锚杆和地锚的载荷。负载测试是通过对带有在线液压千斤顶的回接锚施加负载来进行的。
测压元件放置在挡土墙和液压千斤顶之间。一旦液压千斤顶打开，传递到回接的负载由测压元件测量。
挡土墙
挡土墙有板桩、锚杆挡土墙、钻孔灌注桩挡土墙、悬臂式挡土墙等多种类型。在这些墙体中安装了测压元件，以监测其背后的变化，同时研究不同类型的抑制系统的有效性。
测压元件预先测量和指示过负荷。
隔膜或板桩墙
为了测量隔膜或板桩墙的稳定性，在回接锚固系统中安装了测压元件。但是，测压元件的位置与所安装的支板一致。
地下空腔顶板支护/滑坡带边坡稳定性
由于地下空腔经常受到顶板倒塌或侧壁倒塌的威胁，因此需要密切监测。
斜坡崩塌和滑坡一直是地质学家关注的主要问题，因为它们是最常见的自然灾害形式。因此，预应力灌浆锚杆被用来提供主动支持的墙壁和屋顶。
测压传感器测量转移的负载量，并及时警告相关部门，以避免重大事故。
大坝
回接锚杆安装在混凝土的上游一侧大坝来推翻由高洪水条件引起的力矩。安装了测压元件来监测锚的稳定性，并提供早期预警。
桩荷载试验
在建造结构之前，要进行静载试验。对深基坑和地基进行灌注桩，研究其承载能力。
通过将液压千斤顶放在反力桩和梁上或直接通过压缩来施加负载。
测压元件的工作原理是什么?
如果你想知道传感器是如何工作的，这是你的答案!
测压元件原理涉及到许多特殊岩土工程仪器的使用。它必须与传感器配对才能工作，其中之一就是应变仪。
应变仪是由不锈钢制成的薄型弹性材料，用专用粘合剂固定在测压元件内部。应变计有一个特定的电阻，它与它的长度和宽度成正比。
当力作用在测压元件上时，它会弯曲或拉伸，导致应变计随之移动。当应变片的长度和截面发生变化时，应变片的电阻率也发生变化，从而改变输出电压。
与测压元件的工作原理有关的还有另一个概念。让我们看一看。
惠斯通桥是什么?
每当应变计的电阻发生变化时，它就显示为一个电输出。但是，你有没有想过如何测量应变计的电阻变化?
只有当应变计的电阻发生变化时，测压元件才会工作，我们用惠斯通电桥来测量这种变化。
测压元件电路
测压元件电路也被称为惠斯通电桥电路。
让我们假设一个测压传感器有四个内部应变计，即a, B, C和D，如上图所示。
由信号调节器或数字显示器提供的输入电压连接到桥的两个相对的角，即C和D，而输出电压是通过将a和B电阻连接到数字显示器的信号侧来测量的。
当负载元件无负载时(load =0)，电路被称为平衡。一旦加载到应变计电阻上，它的电阻就会发生变化，从而改变流过电路的电压。
因此，A和B之间的电压会发生变化，这将在读数单元或数字显示器上显示为重量。
惠斯通电桥或测压元件的输出是使用解释器转换为可读单元的模拟数据。
测压元件与应变计的区别
这是我们从很多人那里得到的一个常见问题。由于这两种传感器彼此之间错综复杂，人们有时无法发现两者之间的区别。最明显的区别在于，应变计是一个单一的电阻元件，而测压元件则是上面所述的惠斯通电桥式四个应变计的组合。
另一方面，使用测压元件需要对相反的节点施加电压，而使用应变计，则需要安排2到4个应变计来承受相反的力。
测压元件的类型
当涉及到多种类型的测压元件时，有许多提供了不同的应用和原理。让我们看看各种类型的测压元件，它们的工作原理和规格。
ELC-150S-H型高容量压缩测压元件
第一种类型的测压元件是心式测压元件yb亚博网址是多少模型行业- 150 s - h大容量压缩测压仪广泛应用于桩体测试过程中的压缩荷载测量。对于荷载大于12,500 kN的桩的测试，可以使用多个测压元件。
cardyb亚博网址是多少io-rite型号ELC-150S-H是一种电阻应变片型精密工程，高容量测压元件传感器，设计用于测量大压缩载荷或轴向力。它是专门为土木工程应用设计的。它的可用容量从5000千牛到12500千牛。
ELC-150S-H型测压元件的工作
如果你想知道应变传感器是如何工作的，让我们来看一看。
该压缩应变计测压元件包括高强度马氏体不锈钢柱状元件。该传感器采用16个350欧姆电阻应变计，连接成一个1400欧姆电桥。
为了减少不均匀和偏心加载的影响，应变计沿圆周均匀分布。
施加在电池上的负载可以用任何适用于电阻应变计应用的标准数字读出装置来测量。测压元件具有很强的抗外力能力，并能防止灰尘、潮湿和不利的环境条件。
元件的截面积在不同容量的测压元件中变化，从零到满负载的变化中给出大致相同的毫伏输出。
ELC-150S-H型规格
| 范围(kN) | 5000, 6000, 7500,10000和12500 |
| 额定输出 | 1.5 mV/V±10% |
| 超量程容量 | 120%，最大可达14000千牛 |
| 温度限制 | -20度至80度 |
| 电缆 | 四芯屏蔽5米长;指定 |
| 校准精度 | ±0.25% fs |
| 非线性 | ±1% fs |
ELC-210S型电阻应变计式压缩传感器
的Encyb亚博网址是多少ardio-rite模式语言学校的210年代电阻式应变计式压缩传感器是一种重型精密传感器。它是专为满足日益增长的负荷测量要求而设计的，具有较高的精度和可靠性。
测压元件传感器非常适合于测量支架应用中的压缩载荷或力。它的容量范围从1000千牛到3500千牛。
ELC-210S型的建造
测压元件的内部结构为柱状结构。测压元件由马氏体不锈钢制成。该元件经过硬化处理，以提供更好的线性和迟滞。所使用的应变计是箔型的，并使用特殊的环氧胶结剂连接到元件上，非常可靠。
ELC-210S型工作原理
测压元件的工作涉及到应变传感器电路的使用。
电子束焊接传感器利用精密粘结箔应变计连接在一个简单的惠斯通电桥电路。当负载被传感器感知时，输出来自桥电路的不平衡。
典型情况下，电桥电路由10v DC激励，给出约1.5 mV/V的全量程输出。用任何适用于电阻应变计应用的标准数字读出装置，都可以测量施加在电池上的负载。
ELC-210S型测压元件规格
| 范围(kN) | 1000, 1500, 2000, 3000, 3500 |
| 额定输出 | 1.5 mV/V±10% |
| 外壳 | ip68，电子束在1/1000托真空下焊接 |
| 温度限制 | -20度至80度 |
| 电缆 | 四芯屏蔽2米长;指定 |
| 超量程容量 | 120% |
| 校准精度 | ±0.25% fs |
| 非线性 | ±1% fs |
ELC-30S型电阻应变计型中心孔/锚栓式载荷传感器
这种类型的测压元件是心式测压元件yb亚博网址是多少模型ELC-30S电阻应变计式中心孔测力传感器，广泛用于确定岩石螺栓、锚杆、基础锚、锚索或支柱的载荷，视应用而定。它也用于测量结构构件之间的压缩荷载，例如隧道支座或梁与桩支柱顶部之间的连接处。
cardyb亚博网址是多少ieo -rite型ELC-30S是一种精密工程电阻式测压元件，具有中心圆柱形孔。圆柱形测压元件传感器是专门为土木工程应用设计的，其容量范围从200千牛到2000千牛。
ELC-30S型工作原理
中心孔测压元件包括高强度马氏体不锈钢元件。它使用8个350欧姆电阻应变计，连接成一个700欧姆的桥。为了尽量减少不均匀和偏心加载的影响，八个应变计以45°的角度安装在不锈钢柱状元件底部的凹槽中。
施加在电池上的负载可以用任何适用于电阻应变计应用的标准数字读出装置来测量。应变计安装在不锈钢柱状元件底部的槽内。
不锈钢膜片是焊接到元件上的电子束，以覆盖凹槽，从而在传感器内部产生约1/1000托尔的真空。
所有这些都有助于传感器成为免疫的大气腐蚀和水进入的影响。柱状元件的截面积和槽的深度在不同容量的负载传感器中是不同的，以提供大致相同的mV/V输出，从零到满负载。
型号ELC-30S的规格
| 量程(kN)/ID (mm) | 指定200/40,500/52,1000/78,1000/105,1500/85,1500/130,2000/105,2000/155 |
| 超量程容量 | 120% |
| 校准精度 | ±0.25% fs |
| 非线性 | ±1% fs |
| 温度限制 | -20度至80度 |
| 电缆连接 | 六针玻璃金属密封 |
ELC-30S-H型电阻应变计型中心孔/锚栓式载荷传感器
根据应用情况，测压元件用于确定锚杆、锚固、基础锚、锚索或支柱的载荷。yb亚博网址是多少Encardio-rite模型ELC-30SH也用于测量结构构件之间的压缩荷载，例如隧道支座或梁与桩支柱顶部之间的连接处。
cardyb亚博网址是多少ieo -rite型号ELC-30S-H是一种精密工程的高容量测压元件，具有中心圆柱形孔。它是专门为土木工程应用设计的。它的容量范围从3500千牛到10000千牛。
ELC-30S-H型工作原理
中心孔测压元件包括一个高强度马氏体不锈钢圆柱体。它一般使用8个350欧姆电阻应变计，连接成一个700欧姆的桥，容量为3500kn和5000kn。对于5000千牛以上的容量，用16个350欧姆电阻应变计构成1400欧姆电桥。
为了减少不均匀和偏心加载的影响，应变计沿圆周均匀分布。施加在电池上的负载可以用任何适用于电阻应变计应用的标准数字读出装置来测量。
元件的截面积在不同容量的测压元件中变化，从零到满负载的变化中给出大致相同的毫伏输出。
ELC-30S-H型测压元件规格
| 量程(kN)/ID (mm) | 指定3500/185,5000/202,7500 /227,10000/210 |
| 超量程容量 | 120% |
| 非线性 | ±1% fs(±0.5% fs可用) |
| 输出 | 1.5 mV/V±20% |
| 激 | 10v DC (max。20v dc) |
| 温度限制 | -20度至80度 |
| 电缆连接 | 四芯屏蔽长5m，指定 |
ELC-31V型振动钢丝液压中心孔锚栓测力传感器
的Encyb亚博网址是多少ardio-rite模型ELC-31V是一种精密工程振动丝液压中心孔测压元件，专为土木工程应用而设计。它是液体填充的，由不锈钢制成。它的容量范围从250千牛到2000千牛。
ELC-31V型工作原理
ELC-31V型振动线测压元件是由一个敏感的压力垫组成，该压力垫是由两个非常坚硬的钢盘在其外围连接在一起形成的。细胞内的空间充满了不透风的液体。当负载施加到电池上时，流体的压力发生变化。
这种流体压力的变化被用来记录施加在电池上的负载的变化。负载由一个厚的分布板均匀地分布在电池的加载区域。负载分布板可用于负载传感器的上方和下方，以确保负载均匀分布到传感器上。
如果在建议的安装安排中已经包含了足够的承重板，则不需要底部载荷分配板。
测压元件中的压力由振动线压力传感器测量。振动线压力传感器是不锈钢结构，并结合最新的振动线技术，以提供电气读数。为方便电缆连接，提供了玻璃到金属密封。
振动线压力传感器的数据可以通过EDI-51V型读取器读取数据记录器．数据也可以被EDAS-10型自动数据采集系统远程读取。
ELC-31V型号规格
| 量程(kN)/ID (mm) | 250/35, 500/52, 750/78, 1000/105, 2000/130, 2500/0 |
| 过载 | 110% fs |
| 校准精度 | ±1% fs |
| 非线性 | ±2% fs从10%到全量程 |
| 温度限制 | -10到50度 |
| 温度效应 | ±0.06% fs/o C |
| 热敏电阻 | YSI 44005或同等证书 |
ELC-32V型振动钢丝中心孔锚栓测力传感器
的Encyb亚博网址是多少ardio-rite模型ELC-32V是一种精密工程的负载传感器，中心有一个圆柱形孔。它是专门为土木工程应用设计的。
它的容量范围从250千牛到3500千牛。更高容量的测压元件和内径与标准规定范围不同的测压元件可按要求提供。
ELC-32V型工作原理
中心孔测压传感器包括一个高强度马氏体不锈钢圆柱体。一般采用三个相互成120°安装的振动线应变计，以尽量减少不均匀和偏心加载的影响。
施加在传感器上的载荷由振动丝应变计单独测量，该振动丝应变计采用cardio-rite型EDI-51V数字读出单元，用于振动丝负载传感器。yb亚博网址是多少取三个读数的平均值。
或者，该测压元件可以连接到cardieo -rite型号EDAS-10数据采集系统，用于持续监测。yb亚博网址是多少如果特殊要求，测压元件可以配置四个或六个振动丝应变计。
ELC-32V型测压元件规格
| 量程(kN)/ID (mm) | 250/27, 500/52, 1000/78, 1500/102, 2000/127, 2000/152，指定(实体测压元件可按要求提供) |
| 过载 | 150% |
| 校准精度 | ±0.25% fs |
| 非线性 | ±1% fs |
| 温度限制 | -20度至80度 |
| 热敏电阻 | YSI 44005或同等证书 |
| 电缆 | 6芯屏蔽5米长;指定 |
气动测压元件
气动测压元件的设计使平衡压力由它们自动调节。气动测压元件的工作原理基于以下概念。
当空气压力施加到隔膜的一端时，它通过隔膜底部的另一端/喷嘴释放。附在传感器上的压力表测量传感器内部的压力。膜片的偏转改变了通过喷嘴的气流以及腔室或膜片内的压力。
压电式测压元件
压电式测压元件的工作原理与应变式测压元件相同，但输出电压由压电材料产生，其输出电压与测压元件的变形成正比。
压电式测压元件应用于动态加载领域，其中应变计测压元件经常在高动态加载周期下失效。压电效应是动态的，这意味着压力表的电输出是一个非静态的脉冲函数。电压输出仅在施加的力或应变变化且不测量静态值时才有用。
下面我们来看看压电式测压元件的优缺点。它们的优点是体积小，因此非常容易操作。它们还具有良好的频率响应和坚固的结构，适用于苛刻的应用。缺点是，它有很高的温度敏感性，不适合静态条件。
测压元件的优点
- 测压元件具有坚固耐用的结构以及卓越的可靠性和长期稳定性
- 它们是专为适应恶劣的工业环境而设计的。
- 测压元件是温度补偿的。
- 它们有一个稳定的系统，没有活动部件和连接。
- 其中一些有多个应变计合并，以减少定位效果。
- 任何标准的应变计电桥测量读出装置都可以与测压元件一起使用。
- 测压元件的侧向和偏心载荷效应可以忽略不计
测压元件的应用
测压元件的应用包括:
- 确定锚杆、锚固、基础锚、锚索或支柱的荷载。
- 不同类型锚固系统的验证试验和长期性能监测。
- 结构构件之间的压缩荷载测量，即隧道支座或梁与桩支柱顶部之间的连接处。
- 广泛应用于井眼引伸计的相关数据。
- 在试验研究中确定荷载，进行桩测和测量岩石的推力。
- 结构构件之间的压缩载荷测量。
- 支柱的压缩载荷和轴向力的测量。
- 桩基荷载试验。
- 地下矿山顶板收敛的确定。
常见问题
1.测压元件有多精确?
cardieo - rite的所有测压元件的%RO(速率输出)在其规格中有提及。yb亚博网址是多少测压传感器的精度是通过其%RO来确定的。如果一个10000公斤的测压元件的ro误差为±0.5%，这意味着该测压元件的最佳分辨率为±50Kg
2.什么是测压元件灵敏度?
传感器的灵敏度是仪器的一个非常重要的因素。3mV/V的灵敏度意味着当输入电压为1V时，测压元件在标称力下产生3mV的输出信号。
3.什么是测压元件校准?
随着时间的推移，测压元件容易老化和错位。因此，有必要定期校准它们。将测压元件的实际输出与测试负载进行比较称为校准。
4.测压元件和应变计的区别是什么?
应变计是一个单一的传感器，用来将机械变形转换成可读的电输出。然而，测压元件包括一组应变计，它将机械负载转换为可读单位。
5.什么是主轴?
测压元件被设计用来加载的轴称为主轴。
6.什么是轴向载荷?
它是沿主轴施加的载荷。
7.什么是非线性?
在特定负载下的输出与在最小负载和最大负载之间绘制的直线上的对应点之间的差称为非线性。它通常以%FS为单位表示。
8.什么是不可重复性?
在保持加载和环境条件相同的情况下，重复加载的输出读数之间的最大差异称为非重复性。这都是关于测压元件及其不同类型的。如果你有任何疑问，请在下方留言。
