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- 【导读】JSS30A数显收敛仪适用于量测隧道,巷道,峒室及其它工程围岩周边任意方向两点间的距离微小变化,达到评定工程稳定性,研究工程围岩及支护的变形发展规律,确定合理支护参数的目的。数显收...
JSS30A数显收敛仪适用于量测隧道,巷道,峒室及其它工程围岩周边任意方向两点间的距离微小变化,达到评定工程稳定性,研究工程围岩及支护的变形发展规律,确定合理支护参数的目的。数显收敛仪由连接、测力、测距三部分组成,其结构新颖、操作简便、测量精度高。
数显收敛仪量测数据处理-回归分析
在现场测试中,由于测试条件、人员等因素的影响,给测试数据造成偶然误差,使散点图上下波动,应用中必须进行数学处理,以某一函数式来表示,进而获得能较准确反映实际情况的典型曲线,找出测试数据随时间变化的规律,并推算测试数据的极值,为监控设计提供重要信息。
一元线性回归
一元线性回归是研究被测物理量随时间呈线性变化的规律,若被测物理量(位移)为y,观测时间为x,找出一直线函数式来表示两个变量Y与X的关系,即:y=a+bx。实测数据散点一般都不在直线上,要使选择的直线与实际散点相差Z小,Z有代表性,故采用Z小二乘法原理来判别。即使平方和:达到Z小的回归线是Z好的。使上述平方和达到Z小的回归线的A、B分别为:b=Lxy/Lxx
其中:
一元非线性回归
在现场测试中,两变量之间多数不是线性关系,而是某种曲线关系,如何选择适当类型的曲线,进行一元非线性回归,可按下述步聚进行:
①选择能代表两变量X与Y之间内在关系的函数类型。在选择中,主要是从散点图的分布特征,变化点-是否具有收敛性等特点,进行选择,具体工程应用中,选择何种曲线函数,不能单纯那依靠理论上的推导,还要借鉴以往的经验,才能选出满意的函数类型。
②求出两不变量x与y相关函数中的未知参数。欲求非线性函数中的未知参数,首先是通过把非线性的函数转化为线性函数关系(Y=A+BX),然后按线性函数求未知参数的方法求出未知参数,再由参数变换式求得选定的曲线函数的未知参数,而得到曲线函数的回归方程。
③经过剩余标准离差分析,感到精度不够理想时,则可另选择一种曲线函数按上述步聚在进行重新分析。
算例(以笔架山2#隧道DK71+334断面处拱顶位移为例)
1、用指数函数进行回归():
①求未知参数a、b将取自然对数:Lny=Lna-b/x,令y’=Lny;x’=1/x;a’=Lna;b’=-b则有:y’=a’+b’Lnx
②用一元线性回归列表计算方法,求出线性回归系数a’、b’。
2、用常对数函数进行回归():
①求未知参数a、b,令y’=y;x’=Lnx
a’=a;b’=b
则有:y’=a’+b’x
②用一元线性回归列表计算方法,求出线性回归系数a’、b’。
注:因该函数无极限值,需根据经验判别围岩稳定时间
数显收敛仪主要技术指标:测量范围:0.5m~30m数显示值:0.5m~30m测量精度:0.1mm分辨率:0.01mm数显示值稳定度:24h内不大于0.01mm电源:1.55V氧化银钮扣电池SR44W1节外形尺寸:410mm×100mm×35mm重量:0.9kg数显收敛仪结构特点:
1.连接转向:连接转向是由微轴承实现的,可实现空间的任意方向转动;
2.测力弹簧:用来标定钢尺张力,从而提高读数的精度;
3.测距装置:测距是由钢尺与测微千分尺组成。钢尺测大于20mm以上的距离,钢尺上每隔20mm有一定位孔,螺旋千分尺Z小读数0.01mm,测距=钢尺读数+螺旋千分尺读数。测量时,收敛计悬挂于两测点之间旋进千分尺时,钢尺张力增加,直至达到规定的张力时,即进行读数。
数显收敛仪使用方法:
1.悬挂仪器及调整钢尺张力测量前先估计两测点的大致距离,将钢尺固定在所需长度上(拉出钢尺将定位孔固定在定位销内),将螺旋千分尺旋到Zda读数位置上(25mm),将仪器两轴孔分别挂于事先埋设好的圆柱测点上,一只手托住仪器另一只手旋进螺旋千分尺,直致内导杆上的刻度线与向套上的刻度线重合时,即可读数。数显收敛仪
2.读数定位销处的钢尺读数称为长度首数,螺旋千分尺读数为尾数。测距=首数+尾数一般应重复操作三次读取三组数值,进行加权平均计算确定测量值,以减小测量时的视觉误差。
3.收敛值及收敛速度的计算
收敛值为两测点在某一时间内的距离的变化量。设T1时的观测值为L1,T2时的观测值为L2,则收敛值△L=L1+L2
收敛速度△V(t)=△L/△T其中:△T=T2-T1
数显收敛仪4.温度校正计算
机械式收敛计均有温度误差,所以每次测出的读数还应加上温度修正值,即
实际测量值=修正后的钢尺长度+千分尺的读数
即:L′=Ln[1-a(T0-Tn)]
式中:L′为温度修正后的钢尺实际长度
Ln为第n次观测时钢尺的长度读数
a为钢尺线膨胀系数,取a=12×10-6℃
T0为首次观测时的环境温度(℃)
Tn为第n次观测时的环境温度(℃)
数显收敛仪JSS30A系列收敛计的保养与维修
1.每次测量后应将千分尺旋回零位;
2.检查各部件是否归原位后,将仪器收好装入仪器箱内妥善保管;
3.回家后,擦除仪器表面尘土及其它污染物,仪器表面抹上机油,内导杆内加入几滴机油装箱;
4.钢尺前端折断后,可用冲头在钢尺前端冲一铆钉孔,在原来的铆钉位置上重新铆接就可继续使用
JSS30A型数显收敛计试验说明:
一、概术
JSS30A型数显收敛计(简称收敛计)是新一代电子数字显示收敛计。它用于量测隧道、巷道、峒室及其它工程围岩周边任意方向两点间的距离微小变化,达到评定工程稳定性,研究工程围岩及支护的变形发展规律,确定合理支护参数的目的。收敛量测已公认是地下工程量测项目中必测项目之一。
本收敛计是在原JSS30A型基础上加以改进的新产品,获原煤炭部科
技进步奖,具有结构新颖,操作简便,测量精度高,体积小,重量轻,密封性好等特点,是施式、科研中进行工程量测的理想工具。
二、主要技术性能
1.使用环条件
环境温度:0-40℃
相对湿度:不大于93%±3%
2.基本参数
量测范围(两种规格):0.5m-10m及0.5m-15m(请订货时注明)
分辩率:0.01mm
测量精度:0.01mm
数显示值稳定度:24h内不大于0.01mm
电源:1.55V氧化银钮扣电池SR44W1节
外形尺寸:410mm×100mm×35mm
重量:0.9Kg
三、仪器构造及工作原理
1.主要结构
2.基本工作原理
收敛计是利用机械传递位移的方法,将两个基准点间的相对位移转变为数显位移计的两次读数差。如图1所示,当用挂钩连接两基准点A、B予埋件时,通过调节螺母,改变收敛计机体长度可产生对钢尺的恒定张力,从而保证量测的准确性及可比性机体长度的改变量,由数显电路测出。当A、B两点间随时间发生相对位移时,在不同时间内所测读数的不同,其差值就是A、B两点间的相对位移值。
当两点的相对位移值超过数显位移计有效量程时,可调整尺孔销所插尺孔,仍能继续用数显位移计读数。
四、使用前准备
首次使用收敛计时,应先进行“对零”。请按以下方法顺序操作:
1.打开塑料盖,内部数显位移计结构。
将SR44W型氧化银钮扣电池装入电池盒内,注意电池“+”极向上(电池外壳有字的一面)。
2.顺时针方向旋转调节螺母,至转不动时为上(不要用力太大)。
3.用小型工具向内拨动清零开关簧片3,使之与电路板触点接触,此时显示屏数字会全部清零,或用起子直接向外壳清零孔清零。
4.为保证对零的准确性,可重复对零2-3次。其方法是,对零后将
调节螺母反时针方向回转几圈,再按2及3条方法进行,当几次对零,显示均为零后可将塑料盖好。
注:每次更换电池后都要重新对零。
五测点的埋设
将测点用水泥砂浆牢固的固定在选定的位置上,测点牢固后即可量测。如为了围岩破碎松软,应适当增加测点固定段长度。
若要及早测取初读数,可使用快凝水泥、树脂药卷或树脂胶泥等速凝材料固定测点。
六、使用方法
1.检查予埋没点有无损坏、松动并将测点灰尘擦净。
2.打开收敛计钢尺摇把,拉出尺头挂钩放入测点孔内,将收敛计拉至另一端测点,并把尺架挂钩挂入测点孔内,选择合适的尺孔,将尺孔销插入,用尺卡将尺与联尺架固定。
3.调整调节螺母,仔细观察,使塑料窗口上的刻线对在张力窗口内标尺上的两条白线之间(每次应一致,)
4.记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数。为提高量测精度,每条基线应重复测三次取平均值。当三次读数极差大于0.5mm时,应重新测试。
5.测试过程中,若数显读数已超过25mm,则应将钢尺收拢(换尺孔)25mm重新测试,两组平均值相减,即为两尺孔的实际间距,以消除钢尺冲孔距离不精确造成的测量误差。
6.一条基线测完后,应及时逆时针转动调节螺母,摘下收敛计,打开尺卡收拢钢带尺,为下一次使用作好准备。
七、收敛值计算
基线两点间收敛值(S)按下式计算:
S=(Do+Lo)-(Dn+Ln)
式中:Do---首次数显读数,(mm);
Lo---首次钢尺长度,(mm);
Dn---第n次数显读数,(mm);
Ln---第n次钢尺长度,(mm)。
如第n次测量与首次量测的环境温度相差较大时,要进行温度修正。
公式如下:
Ln’=Ln-a(Tn-To)Ln
式中:Ln’---温度修正后钢带尺长度,(mm);
a---钢带尺线膨胀系数,取a=12×10-5℃
Tn---第n次观测时的环境温度,(℃)
T0---首次观测时的环境温度,(℃)。
钢尺温度修正后收敛值(S’)按下式计算:
S’=(Do+Lo)-(Dn+Ln’)
基线缩短,S或S’为正值,反之为负。
八、维护扩注意事项
1.调节螺母逆时针转动Zda范围,千万注意不得露出螺纹。
2.数显电路本身具有自动断电功能,以提高电池使用寿命。当显示值固定不变7分钟后,显示屏自动断电。转动调节螺母,数值自动出现。
3.收敛计使用一段时间后应进行对零校正,验检数显读数是否为零值,如有偏差可打开塑料盖,按第四项进行修正,反之可继续使用。
4.收敛计量测完成后,应用棉纱擦除灰尘并应定期对钢尺擦涂机油,以防生锈。
5.使用过程中,应尽量避免泥水浸入收敛计及钢尺,并正确使用收敛计各转动部件,保证钢尺平直,不得扭曲。
6.测温用的水银温度计应使用分值为0.1℃的,不得用分值大于该值的其它温度计。
7.在煤矿井下使用时误码切记不得在井下更换电池。除本说明书规定的电池以外不得采用其它型号电池代替。
8.当发现显示字符暗淡,不稳定或无显示时,应及时更换电池。收敛计长期不用时,应将电池取出。
9.更换钢尺方法是,先将钢尺摇把对面一侧的尺架板卸下,再将新钢尺套入尺心轴,并盖好尺架板。
10.收敛计是一种精密量测仪器,不得随意拆卸、更换零件,如出现故障无法排除时,请与生产厂家联系解决。仪器网-专业分析仪器服务平台,实验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣传媒体。
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- 2004-08-24 09:23:03
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