5.3.2圆形横截面对中传感器的尺寸

圆形横截面对中传感器的尺寸见表2和图1。

图2推荐的矩形对中传感器外形

城市道路标准规范范本表2圆形横截面对中传感器的名义尺寸

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5.3.3厚矩形横截面对中传感器的尺寸

厚矩形横截面对中传感器的尺寸见表3和图2。

表3厚矩形横截面对中传感器的名义尺寸

矩形横截面对中传感器的尺寸见表4和图2。

表4薄矩形横裁面对中传感器的名义尺寸

应采用小而递减切割量和适当的冷 精加工，以免影响冶金组织和性能，以及引入 注：疲劳试样表面粗糙度Ra通常在0.2μm～0.4μm范围内

5.5安装应变计前的检查

对中传感器在安装应变计前应用仪器进行 影仪和比长仪，所有关键尺寸与相关的 几何公差经过进一步确认符合要求。在应变计安

5.6有应变计的测量仪

.6.1应变计的选择和安装粘贴应符合GB/T13992的要求。如图3所示，在传感器表面布置8个应

6.6.1应变计的选择和安装粘贴应符合GB/T13992的要求。如图3所示，在传感器表面布置8个应

变计(分两组，每组4个)进行编号和定位[4,5]。对于圆柱形对中传感器[见图3a)]，应变计应围绕其横 截面圆周等间隔90°分布。图3b)所示结构适合于宽厚比W/t<3的矩形横截面对中传感器。对于较 高宽厚比值，应变计可以在两宽面上，与传感器中心线等距离背对背布置，如图3c)所示。应变计应匹 配，即应取自生产厂的同一批次。推荐应变计的栅丝长度近似为0.1L，或更小。 5.6.2本标准的加载同轴度参数根据测量的应变的比率来确定，因此不受温度变化的影响。但推荐使 用与对中传感器材料相匹配的温度自补偿的应变计，尤其在精确测定绝对平均轴向应变情况（如模量测 量）则是必需的。 5.6.3依据图3，表5给出应变计在对中传感器表面位置，

形对中传感器上的应变计位

主：距离L，0.75L，，表示要使在对中传感器平行长度端部由于截面的改变而引起应力集中响减至最小的 可能间隔。 应按照生产厂的建议，仔细选择应变计，并按照生产厂推荐的程序粘贴应变计。应变计定

5.6.4应按照生产厂的建议，仔细选择应变计，并按照生产厂推荐的程序粘贴应变计。应变计定位在

5.6.4应按照生产厂的建议，仔细选择应变计，并按照生产厂推荐的程序粘贴应变计。应变计定位在

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指定位置，误差应在0.10mm或0.01倍对中传感器直径或宽度，取其较大值。应变计的测量轴应与对 中传感器的纵轴对准，偏差在2°以内。在安装应变计后，在施以保护膜之前应使用合适的仪器，例如角 度光学投影仪或低倍放大的圆形分度镜检查应变计对准误差。 5.6.5应变测量和数据采集系统（包括对中传感器）应进行校准。用于校准应变测量和数据采集系统 的分流电阻器和（或）其他设备，应符合相关国家标准规定。应变测量和数据采集系统（包括对中传感 器）的应变测量不确定度应在5μe以内或读数示值的1.0%以内，取其较大值。 5.6.6三应变计结构（以下简称“三计结构”），参见附录D

为了确保对中传感器的正常功能，应进行下列检查： a）作为对中传感器交付使用程序的部分，下列的检查应至少进行一次。对中传感器连接到试验 机，对其施加小的力，使其产生名义值在100μe1000ue范围的平均轴向应变ε。，将上下两 组应变计各自的平均轴向应变值比较，如它们的差不在士5ue范围内，应更换对中传感器； 注：名义值。为全部应变计的平均值。 b）作为试验机加载链或夹头交付使用程序的部分，下列的检查应至少进行一次。按照附录B评 定夹持试样的精密度； c）在每个加载同轴度检验周期期间，在全部应变计的平均值e。近似为1000μe上，测定对中传 感器材料的弦线模量或杨氏模量E。每个检验周期的检验应一致，偏差应在对中传感器整个 寿命期间平均值（或已知值）的土3%以内，如超出，应查找原因并采取适当措施。

试验机对申传感器所产生的弯曲，可以通过在相同作用力水平下，分别在两个相反方尚，例如在图 4所示的0°和180°方向测量弯曲应变分量来评定。旋转对中传感器，其弯曲分量相对于试验机旋转， 但试验机分量仍保持不动。对于任一个应变计，在直径上的两个相反位置的弯曲应变之差给出试验机 弯曲应变分量，

6.2圆柱形对中传感器

注：在零轴向力下和在纯扭转中，平均轴向应变

：在零轴向力下和在纯扭转中，平均轴向应变为零。

6.2.2应变计测量点处的弯曲应变为：

E=(e1+e2+es+e)/4

注：应变计 6.2.3在试验机正前R方向上的应变计 是第1测量点，由于试验机对中失准引起的弯曲应变分量按

验机正前R方向上的应变计1是第1测量点，由于试验机对中失准引起的弯曲应变分量按

Ebl.0" b1,180* Ebl,me= 2

ebl.0、ebl.180—应变计1分别在0°方向和180°方向测量的弯曲应变。 2.4由于试验机对中失准引起的最大弯曲应变按照式(7)计算[6)

6.2.4由于试验机对中失准引起的最大弯曲应变按照式(7)计算[6)

图5示出了单轴试验机的Eb,m随施加的平均轴向应变。变化的例子。 6.2.5对于轴向试验，最大弯曲应变可以表示为百分比。由于试验机对中失准引起的百分比弯曲βmc 见式（8）：

6最大弯曲应变方位角9m按照如下确定：

最大弯曲应变方位角mc按照如下确定： ）对于在0°方向和180°方向的测量见式（9）

a）对于在0°方向和180°方向的测量见式（9

Bme ×100%

(Eb2meEb4,me Xarccos Ebl,me b3,me Eb2.me Eb4.me

6.3厚矩形对中传感器

图4在加载同轴度检验中使用的术语的说

对于在零力或给定轴尚力的厚矩形 均轴尚应变和测量点弯曲应变按照 上述圆柱形对中传感器的公式计算。 弯曲应变分量，按照式(10)计算[5].[6]

Ebl,m Eb3.mc Eb.me

弯曲百分率βmc，按照式（8）计算。 最大弯曲应变发生在对中传感器中最高和次最高应变读数的应变计之间的角尖处。最大弯曲应变

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6.4薄矩形对中传感器

对于在零力或给定轴向力的薄矩形对中传感器[见图3c)]，建立一个类似于图3b)的系统，把等效 应变置于对中传感器4个表面的中心点。相应中心点的等效应变值按照式（12）、式（13）、式（14)和式 (15)5）

式中： 。—平均轴向应变，按照式（1)计算；W为对中传感器宽面的宽度，W为应变计 确定测量点弯曲应变、最大弯曲应变、弯曲百分率和最大弯曲应变试验机分量方

。—平均轴向应变，按照式（1)计算；W为对中传感器宽面的宽度，W为应变计横向间距。 确定测量点弯曲应变、最大弯曲应变、弯曲百分率和最大弯曲应变试验机分量方位角的公式

6.5试验机加载同轴度的分级

轴度水平应按照表6给定的判据和如图5、图6

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图6加载同轴度判据]

此程序的目的是检验试验机加载同轴度。理想的程序实施时间是在力校准之后，检验周期 12个月，在下列情况发生后需要进行检验： a）新试验机交付使用； b）试样发生意外弯曲后，除非能证明试验机的加载同轴度仍在合格范围；

7.1.1此程序的目的是检验试验机加载同轴度。理想的程序实施时间是在力校准之后，检验周期一般

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调整（包括上下十字头的移动）、变更或替换加载链后，除非能证明试验机的加载同轴度仍在合 格范围内。 .1.2附录G给出了一种简单机械装置，用它可以实施快速，定性地检查圆柱形试验系统的加载同轴 度。使用此装置检查的间隔可以按照用户提出要求和（或）试验程序要求。 7.1.3系统检查应按照5.7进行。

同轴度检验步骤如下： a）试验机交付使用或重新交付使用，应按附录B的不确定度评定程序执行。 b）对于圆柱试样的试验，使用同轴度对中规进行初始检查，见附录G。 注1：有些夹头并不能使用上述的对中规。 c）连接应变计导线到设备，给电使系统预热，确保稳定至少30min； d）夹持对中传感器一端（通常夹持下端），使应变计1是在朝向试验机的正前方向位置（即0°方向 位置，见图4）。对于薄矩形对中传感器，等效应变点（即最接近应变计1和4点）朝向试验机 的正前方向位置。 e）各应变计调零。 f）夹持对中传感器另一端，力调零（或为了控制稳定施以小的力），记录各应变计读数。对于纯扭 转试验系统，转到h)。 注2：步骤c)～f)，由于夹持对中传感器的作用产生最大弯曲应变。 g）按要求施加系列轴向力（或平均轴向应变ε。），记录力和相应的各应变计读数。根据试验类型 施加拉力或压力。为了避免在装置中引起永久损伤，拉力或压力应不超过对中传感器的材料 比例极限的0.75倍。退回到零力并记录各应变计读数。 h）松开夹头以便进行下一步。 注3：用矩形对中传感器时，需要从夹头完全卸下对中传感器。 i）对中传感器围绕其纵轴旋转180°，使应变计1是在朝向试验机的背面方向（即180°方向位置 见图4），夹持对中传感器两端。对于纯扭转系统，记录各应变计读数，然后到步骤k）。 j) 使用相同于在0°方向所施加过名义应力（或平均轴向应变值），重复步骤g）。 k) 从上夹头取出对中传感器，记录各应变计读数。所有应变计读数应在一3ue～3μe范围内 如果超出，应查找其原因并报告。从下夹头取出对中传感器。 1) 在纯扭转或拉扭试验系统，驱动夹头的旋转轴有可能不与被夹持对中传感器的加载轴精确 致。在拉扭或压扭疲劳试验，对中失准会引起螺旋形的类螺旋运动。为了避免这种偏离轴向 性，可进行如下操作： 1）进行步骤a)～步骤k)； 2）对中传感器一端不夹持和用扭转状态中检验过的试验机，旋转驱动夹头180°（或者可获得 的最大角度，如果后者小于180°） 3）重复步骤d)～k)。 m）如步骤a)不做，进行步骤d)～步骤k)至少两次（即要求共三次重复测量）。 n）进行在5.7.4给出的对中传感器的弹性模量检查。 o）计算ebmxme和βmc，零力点除外（见6.2～6.4或对于三应变计结构，见附录D)。 D）按照6.5确定试验机加载同轴度级别

中传感器围绕其纵轴旋转180°使应变计1是在朝向试验机的背面方向（即180°方向位置， 图4），夹持对中传感器两端。对于纯扭转系统，记录各应变计读数，然后到步骤k）。 用相同于在0°方向所施加过名义应力（或平均轴向应变值），重复步骤g）。 上夹头取出对中传感器，记录各应变计读数。所有应变计读数应在一3ue～3μe范围内， 果超出，应查找其原因并报告。从下夹头取出对中传感器。 纯扭转或拉扭试验系统，驱动夹头的旋转轴有可能不与被夹持对中传感器的加载轴精确一 。在拉扭或压扭疲劳试验，对中失准会引起螺旋形的类螺旋运动。为了避免这种偏离轴向 ，可进行如下操作：

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报告应包括下列内容： a）标准编号； b）试验机加载同轴度级别； c)方 施加的力和相应的应变计读数列表； d）加载同轴度计算结果； e1 评定的测量不确定度（即U，见附录B)； f) 按照7.2n）测定的对中传感器的割线模量或杨氏模量； g）Eb.mxmc随e。的变化图； h）识别编号（如相关）和试验系统类型； i）加载链说明； 2 对中传感器编号，对中传感器的简单说明，包括其材料，主要尺寸和类型，以及编号和位置 k）)/ 应变测量设备的类型和识别号，测量不确定度和校准日期（如可适用的）； D 试验机侧向刚度，如知道； m）操作者姓名和检验日期

报告应包括下列内容： a）标准编号； b）试验机加载同轴度级别； ? 施加的力和相应的应变计读数列表； 加载同轴度计算结果； 评定的测量不确定度（即U，见附录B）； 按照7.2n）测定的对中传感器的割线模量或杨氏模量； g）Eb.mxme随e。的变化图； h）识别编号（如相关）和试验系统类型； i）‘加载链说明； ) 对中传感器缩号，对中传感器的简单说明，包括其材料，主要尺寸和类型，以及编号和位置； 应变测量设备的类型和识别号，测量不确定度和校准日期（如可适用的）； 1) 试验机侧向刚度，如知道； m）操作者姓名和检验日期

与本标准规定程序的任何偏离。

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A.1在理想的对中情况中，上下两夹头的中心线和载荷链（包括试样）上的所有其他部件的中心线都是

图A.1与弯矩分布相关的基本弯曲机

D）由于侧向偏置引起的S弯曲

附录 （规范性附录） 加载同轴度测量不确定度评定

B.1.1新试验系统交付使用后、在安装新夹头后或系统的加载同轴度性能检查后，至少要按照下列推 荐程序进行一次测量不确定的评定。下列的不确定度评定程序符合文献8的方法，此处使用的不确定 变术语参考该文献，

3.1.3根据式（7）和（10）以及7.2给定程序，影响eb，mxme的主要不确定因素如下： a）定位和夹持对中传感器使其纵轴线总是在相对于试验机轴线的相同精确位置上的重复性； b）对中传感器定位的角度偏差； c）应变计和应变测量设备的不确定度。 加载同轴度测量的经验表明，随机来源最重要。在分析中可以引人系统效应（如果未被修正），但它 们相对较小，因此在下列的计算中将其略去

B.2标准不确定度u的评定程序

下列程序说明如何估计eb，maxme的标准不确定度。得到的结果可能反映列于表B.1.3全部随机的综 合影响。 所有重复性试验，都必须在名义上等同的试验条件下进行下列程序。因此，全部试验轮次在相同试 验系统、相同对中传感器、相同的试验操作者、连续的顺序、尽可能短的时间完成和不因任何试验机对中 调整或其他试验所中断的条件下进行： a)进行7.2 c)～7.2 k); b）重复7.2c)～7.2k)尽可能多次； c）计算Eb，mxme的平均值和标准偏差。 在试验轮次之间对中传感器应完全从夹头上卸下，以致使每一轮次试验尽可能代表新的试验，

B.3扩展不确定度U的评定

这是A类不确定度。在95%置信水平计算扩展不确定度，按照式（B.1)计算：

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B.4报告不确定度估计

在上述的加载同轴度试验结果的95%置信区间（称为完整的试验结果）可以表达为式（B.2）：

Eb.m.me Ugs

式中： Eb,max, Eb.max,me的平均值。 一般，用与测量结果相同的单位和相同有效数位报告扩展不确定度。不确定度估计应与做此估计 的平均值一道阐明与包含因子相联系的置信水 文件的提供应足以允许计算的复制

bmax,me的平均值。 一般，用与测量结果相同的单位和相同有效数位报告扩展不确定度。不确定度估计应与做此 均值一道阐明与包含因子相联系的置信水平。文件的提供应足以允许计算的复制。

B.5.1最大允许的扩展不确定度Ugs应如表B.2所示

B.5.1最大允许的扩展不确定度Ugs应如表B.2所示。

表B.2最大允许的扩展不确定度U

5.2不应使用测量不确定度确定加载同轴度级

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C.1试验机机架和载荷链的轴向和侧向刚度是试验机的设计和研发参数。试验机机架和载荷链侧向

C.1试验机机架和载荷链的轴问和侧问刚度是试验机的设计和研发参数。试验机机架和载荷链侧问 刚度的资料应由试验机制造厂/供应商提供。 警告：在下列的方法中，应注意不能超过试验机载荷传感器和载荷链中的其他装置，如称之为“对中 周整装置”的侧向力或力矩的能力，这种对中调整装置用于调整轴向偏置和（或）角度偏置。因此建设， 推荐的这一装置仅由试验机制造厂进行设计和使用。 C.2图C.1示意性地说明评估试验机侧向刚度的方法。此方法是用两个短而坚实的拉杆（PRES)代替 试样。施加侧向力的螺杆穿入左边的PRE，而自由通过右边PRE。在螺杆头和右边PRE之间的弹簧 变形能测定作用力。通过两个PRES之间间隔距离的变化，可以测定试验机，包括机架、作动器和载荷 链的侧尚刚度。 应注意，结果的试验机刚度，有时候是低于实际值，因为装置自身挠曲影响

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每组四个应变计被替代为三个应变计的三应变计结构，在工业上用于测量圆柱形试样由手对中失 准引起的弯曲汀。考虑某些安装元件[应变计和（或)有关调整和读出系统的价格]时，这种方法的耗费 明显地小于四应变计方法的。这种方法也能用于其横截面直径小于5mm的圆柱形对中传感器。缺点 是，如果三应变计结构的其中一个应变计出了故障，识别这一故障比四应变计结构的更为困难，甚至不 可能。带有错误的读数会被错误地作为对中传感器的附加弯曲。而且，相比三应变计结构，四应变结构 得到的平均轴向应变更为准确，因为在四应变计结构中使用了较多应变计。这些理由，在本标准采用四 应变计结构为标准结构。 在三以及四应变计结构中，在一个或多个应变计中的明显故障，可以通过进行5.7的检查能减轻 改善。

D.2应变计的编号和定位

安置六应变计（安置两组三个应变计），应编号和定位应变计以使它们围绕对中传感器圆周等间隔 120°分布（见图D.1），其他要求应用5.6

对于每组应变计，平均轴向应变为：

(e1+E2+E3）/3 Eb=E1Eo (D.2) Eb2=E2 ·D.3) Eh=E3E

应变计1初始定位在试验机的正前方向上水利施工组织设计 ，由于试验机对中失准引起该应变计1测量点 分量为：

Ebl.0和eb1.180*——应变计1位于0°方向和180°测量方向上测定的弯曲应变 式(D.5)适用于其他应变计测量点，以测定eb2mc和eb3.mc 由于试验机引起的最大弯曲应变分量按式(D.6)计算[5]，

最大弯曲应变试验机分量方位角0按式（D.7)计算L5

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9mc Xarccos Ebl,me Eh2.mcEh3.mc

桥梁标准规范范本由于试验机引起的最大弯曲应变分量的百分比弯曲βm按照式（8)计算。