接线这件事,在无应力计身上比一般传感器更值得当心。原因在于它要同时给出两路信号——应变和温度,而这两路走的是同一根四芯电缆。接错不会让读数仪报错,数据照样出得来,只是算出来的应变值会悄悄偏掉,事后从曲线上很难看出来。
先记准芯线定义。VWS-W型振弦式无应力计的观测电缆是四芯电缆,芯线颜色与功能一一对应:红为频率+,黑为频率−,绿是温度,白是温度,屏蔽线接地。现场用的VW-102A型读数仪,测量线一头接读数仪,另一头各色夹子对应接上传感器输出电缆,黑、红测频率,白、绿测温度。也就是说,频率和温度各占一对线,屏蔽单走。注意这与磁致式沉降仪不同,后者四芯线是红黑供电、白绿走RS485,两者外形相近却完全不同,接线前先看清是哪一类仪器。
温度这一路为什么不能省?因为无应力计的完整计算式是 εm = k×ΔF + (b−α)×ΔT。式中ΔF是频率模数变化量,ΔT是温度变化量,b是无应力计的温度修正系数(手册给出≈13με/℃),α是被测结构物的线膨胀系数。可以看出,没有可靠的温度测值,第二项就算不出来,测值也就无法从仪器感受的变化还原成结构物的应变。温度不是附带信息,它是计算式里的一个必需项。
芯线定义之外,还有一层不靠人手记录的信息。无应力计内附有智能识别芯片,内存贮有该传感器的编号、系数K、温度修正系数b等信息。用读数仪测量时会自动把识别信息读出,可顺序存入读数仪内,再通讯给计算机,便于统计计算及查询。手册举了个很实在的场景:现场多支无应力计电缆被意外挖断,仅用读数仪测一遍,就可自动识别出每支传感器的编号及身份信息,不用靠翻记录、猜编号来认线头。
所以接线这道工序的正确做法是:先按红黑、白绿的对应关系接好,再用读数仪读一次,确认编号、系数、频率、温度四项都出得来。识别信息对得上、温度也有值,这条线才算接对了;只出频率不出温度,通常不是仪器坏了,而是白绿这一对没接好。
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