由于土木工程检测涉及内容多,检测仪器也是多种多样,随着现代科学技术的迅猛发展及生产水平的提高,各种检测技术在土木工程领域的应用也越来越广泛,检测技术水平的高低也逐渐成为衡量国家科技现代化程度及水平的重要标志之一,土木工程检测技术的作用主要体现在4个方面:(1)工程材料及现场试验性能参数的测量及分析;(2)反映土木工程信息变化的各种参数的测定;(3)工程检测参数的自动化反馈;(4)土木工程现场的实时检测及监控。
用于土木工程检测或测试的仪器主要性能指标有精确度、稳定性、测量范围(量程)、分辨率和传速特性等。这些指标关系到工程检测仪器的选择及工程质量检測的好坏。
1.仪器检测的精度和误差
精度是指检测系统检测到的工程指标与被测量的真实值之间的接近程度,而误差则是两个数值之间的背离程度。通常,工程检測仪器系统的精度越高,其误差超低,反之,精度越低,则误差越大。在实际的工程检测中,常用系统相对误差和引用误差的大小来表示其精度的高低.
绝对误差越小,则说明测量结果越接近被测量的真值。实际上,真值是难于确切测量的,因此,常用更高精度的仪器测得的值凰代替真值(叫约定真值)。在使用引用误差表示检测仪器的精度时,,应尽量避免仪器在靠近测量下限的1乃量程内工作,以免产生较大的相对误差。
相对误差可用来比较同一仪器不同测量结果的准确程度,但不能用来衡量不同仪表的质量好坏,或不能用来衡量同一仪表在不同量程时的质量。因为对同一仪表在整个量程内,其相对误差是一个变值,随着被测量量程的减少,相对误差是增大的,则精度随之降低。当被测量值接近到量程起始零点时,相对误差趋于无限大。实际中,常以引用误差来区分仪表的精度等级。可uJ茹令而她銜置测量精度。
2.稳定性
仪器示值的稳定性有两种指标,一是时间上稳定性,以稳定度表示;二是仪器外部环境和工作条件变化所引起的示值不稳定性,以各种影响系数表示。
(1) 稳定性,它是由于仪器中随机性变动、周期性变动、漂移等引起的示值变化,一般用精密度的数值和时间长短同时表示。
(2) 环境影响,是指仪器工作场所的环境条件,诸如室潟、女气乐、振动等外部状杰以及电源电压、频率和腐蚀气体等因素对仪器精度的影响,统称环境影响,用影响系数表示。
3.测量范围(量程)
系统在正常工作时所能测量的最大量值范围,称为测量范围,或称量程。在动态测量时,通需同时考虑仪器的工作频率范围.
4.分辨率
分辨率是指系统可能检测到的被测量的最小变化值,也叫灵敏阈。若某一位移测试系统的分辨率是0.5p.m,则当被测的位移小于0.5弘m时,该位移测试系统将没有反应。通常要求测定仪器在零点和90%满量程点的分辨率,一般来说,分辨率的数值越小越好。
5.传递特性
传递特性是表示测量系统输入与输出对应关系的性能。了解测量系统的传递特性对于提高测量的精确性和正确选用系统或校准系统特性是十分重要的。
对不随时间变化(或变化很慢而可以忽略)的量的测量叫静态测量,对随时间而变化的量的测量叫做动态测量。与此相应,测试系统的传递特性分为静态传递特性和动态传递特性。描述测试系统静态测量时输入输出函数关系的方程、图形、参数称为测试系统的静态传递特性。描述测试系统动态测量时的输人输出函数关系的方程、图形、参数称为测试系统的动态传通特性。作为静态测量的系统,可以不考虑动态传递特性;而作为动态测量的系统,则既要考虑动态传递特性,又要考虑静态传递特性;因为测试系统的精度很大程度上与其静态传递特性有关。