JSS30A數(shù)顯收斂?jī)x技術(shù)指標(biāo)及原理

時(shí)間：2017/6/26閱讀：1559

JSS30A數(shù)顯收斂?jī)x適用于量測(cè)隧道,巷道,峒室及其它工程圍巖周邊任意方向兩點(diǎn)間的距離微小變化,達(dá)到評(píng)定工程穩(wěn)定性,研究工程圍巖及支護(hù)的變形發(fā)展規(guī)律,確定合理支護(hù)參數(shù)的目的。數(shù)顯收斂?jī)x由連接、測(cè)力、測(cè)距三部分組成，其結(jié)構(gòu)新穎、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高。
數(shù)顯收斂?jī)x量測(cè)數(shù)據(jù)處理-回歸分析
在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，由于測(cè)試條件、人員等因素的影響，給測(cè)試數(shù)據(jù)造成偶然誤差，使散點(diǎn)圖上下波動(dòng)，應(yīng)用中必須進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，以某一函數(shù)式來(lái)表示，進(jìn)而獲得能較準(zhǔn)確反映實(shí)際情況的典型曲線(xiàn)，找出測(cè)試數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的規(guī)律，并推算測(cè)試數(shù)據(jù)的極值，為監(jiān)控設(shè)計(jì)提供重要信息。
一元線(xiàn)性回歸
一元線(xiàn)性回歸是研究被測(cè)物理量隨時(shí)間呈線(xiàn)性變化的規(guī)律，若被測(cè)物理量（位移）為y,觀測(cè)時(shí)間為x，找出一直線(xiàn)函數(shù)式來(lái)表示兩個(gè)變量Y與X的關(guān)系，即：y=a+bx。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)散點(diǎn)一般都不在直線(xiàn)上，要使選擇的直線(xiàn)與實(shí)際散點(diǎn)相差zui小，zui有代表性，故采用zui小二乘法原理來(lái)判別。即使平方和:達(dá)到zui小的回歸線(xiàn)是的。使上述平方和達(dá)到zui小的回歸線(xiàn)的A、B分別為：b=Lxy/Lxx
其中：
一元非線(xiàn)性回歸
在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，兩變量之間多數(shù)不是線(xiàn)性關(guān)系，而是某種曲線(xiàn)關(guān)系，如何選擇適當(dāng)類(lèi)型的曲線(xiàn)，進(jìn)行一元非線(xiàn)性回歸，可按下述步聚進(jìn)行：
①選擇能代表兩變量X與Y之間內(nèi)在關(guān)系的函數(shù)類(lèi)型。在選擇中，主要是從散點(diǎn)圖的分布特征，變化點(diǎn)－是否具有收斂性等特點(diǎn)，進(jìn)行選擇，具體工程應(yīng)用中，選擇何種曲線(xiàn)函數(shù)，不能單純那依靠理論上的推導(dǎo)，還要借鑒以往的經(jīng)驗(yàn)，才能選出滿(mǎn)意的函數(shù)類(lèi)型。
②求出兩不變量x與y相關(guān)函數(shù)中的未知參數(shù)。欲求非線(xiàn)性函數(shù)中的未知參數(shù)，首先是通過(guò)把非線(xiàn)性的函數(shù)轉(zhuǎn)化為線(xiàn)性函數(shù)關(guān)系（Y=A+BX），然后按線(xiàn)性函數(shù)求未知參數(shù)的方法求出未知參數(shù)，再由參數(shù)變換式求得選定的曲線(xiàn)函數(shù)的未知參數(shù)，而得到曲線(xiàn)函數(shù)的回歸方程。
③經(jīng)過(guò)剩余標(biāo)準(zhǔn)離差分析，感到精度不夠理想時(shí)，則可另選擇一種曲線(xiàn)函數(shù)按上述步聚在進(jìn)行重新分析。
算例（以筆架山2＃隧道DK71+334斷面處拱頂位移為例）
1、用指數(shù)函數(shù)進(jìn)行回歸（）：
①求未知參數(shù)a、b將取自然對(duì)數(shù)：Lny=Lna-b/x,令y’=Lny;x’=1/x； a’=Lna;b’=-b則有：y’=a’+b’Lnx
②用一元線(xiàn)性回歸列表計(jì)算方法，求出線(xiàn)性回歸系數(shù)a’、b’。
2、用常對(duì)數(shù)函數(shù)進(jìn)行回歸（）：
①求未知參數(shù)a、b，令y’=y;x’=Lnx
a’=a;b’=b
則有：y’=a’+b’x
②用一元線(xiàn)性回歸列表計(jì)算方法，求出線(xiàn)性回歸系數(shù)a’、b’。
注：因該函數(shù)無(wú)極限值，需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判別圍巖穩(wěn)定時(shí)間
數(shù)顯收斂?jī)x主要技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量范圍：0.5m～30m數(shù)顯示值：0.5m～30m測(cè)量精度：0.1mm分辨率：0.01mm數(shù)顯示值穩(wěn)定度：24h內(nèi)不大于0.01mm電源：1.55V氧化銀鈕扣電池SR44W1節(jié)外形尺寸：410mm×100mm×35mm重量：0.9kg數(shù)顯收斂?jī)x結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
1.連接轉(zhuǎn)向：連接轉(zhuǎn)向是由微軸承實(shí)現(xiàn)的，可實(shí)現(xiàn)空間的任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)；
2.測(cè)力彈簧：用來(lái)標(biāo)定鋼尺張力，從而提高讀數(shù)的精度；
3.測(cè)距裝置：測(cè)距是由鋼尺與測(cè)微千分尺組成。鋼尺測(cè)大于20mm以上的距離，鋼尺上每隔20mm有一定位孔，螺旋千分尺zui小讀數(shù)0.01mm，測(cè)距＝鋼尺讀數(shù)＋螺旋千分尺讀數(shù)。測(cè)量時(shí)，收斂計(jì)懸掛于兩測(cè)點(diǎn)之間旋進(jìn)千分尺時(shí)，鋼尺張力增加，直至達(dá)到規(guī)定的張力時(shí)，即進(jìn)行讀數(shù)。
數(shù)顯收斂?jī)x使用方法：
1.懸掛儀器及調(diào)整鋼尺張力測(cè)量前先估計(jì)兩測(cè)點(diǎn)的大致距離，將鋼尺固定在所需長(zhǎng)度上（拉出鋼尺將定位孔固定在定位銷(xiāo)內(nèi)），將螺旋千分尺旋到zui大讀數(shù)位置上（25mm），將儀器兩軸孔分別掛于事先埋設(shè)好的圓柱測(cè)點(diǎn)上，一只手托住儀器另一只手旋進(jìn)螺旋千分尺，直致內(nèi)導(dǎo)桿上的刻度線(xiàn)與向套上的刻度線(xiàn)重合時(shí)，即可讀數(shù)。數(shù)顯收斂?jī)x
2.讀數(shù)定位銷(xiāo)處的鋼尺讀數(shù)稱(chēng)為長(zhǎng)度首數(shù)，螺旋千分尺讀數(shù)為尾數(shù)。測(cè)距＝首數(shù)＋尾數(shù)一般應(yīng)重復(fù)操作三次讀取三組數(shù)值，進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算確定測(cè)量值，以減小測(cè)量時(shí)的視覺(jué)誤差。
3.收斂值及收斂速度的計(jì)算
收斂值為兩測(cè)點(diǎn)在某一時(shí)間內(nèi)的距離的變化量。設(shè)T1時(shí)的觀測(cè)值為L(zhǎng)1，T2時(shí)的觀測(cè)值為L(zhǎng)2，則收斂值△L＝L1+L2
收斂速度△V（t）＝△L/△T其中：△T=T2-T1
數(shù)顯收斂?jī)x4．溫度校正計(jì)算
機(jī)械式收斂計(jì)均有溫度誤差，所以每次測(cè)出的讀數(shù)還應(yīng)加上溫度修正值，即
實(shí)際測(cè)量值＝修正后的鋼尺長(zhǎng)度＋千分尺的讀數(shù)
即：L′=Ln[1－a（T0-Tn）]
式中：L′為溫度修正后的鋼尺實(shí)際長(zhǎng)度
Ln為第n次觀測(cè)時(shí)鋼尺的長(zhǎng)度讀數(shù)
a為鋼尺線(xiàn)膨脹系數(shù)，取a＝12×10－6℃
T0為觀測(cè)時(shí)的環(huán)境溫度（℃）
Tn為第n次觀測(cè)時(shí)的環(huán)境溫度（℃）
數(shù)顯收斂?jī)xJSS30A系列收斂計(jì)的保養(yǎng)與維修
1．每次測(cè)量后應(yīng)將千分尺旋回零位；
2．檢查各部件是否歸原位后，將儀器收好裝入儀器箱內(nèi)妥善保管；
3．回家后，擦除儀器表面塵土及其它污染物，儀器表面抹上機(jī)油，內(nèi)導(dǎo)桿內(nèi)加入幾滴機(jī)油裝箱；
4．鋼尺前端折斷后，可用沖頭在鋼尺前端沖一鉚釘孔，在原來(lái)的鉚釘位置上重新鉚接就可繼續(xù)使用
JSS30A型數(shù)顯收斂計(jì)試驗(yàn)說(shuō)明：
一、概術(shù)
JSS30A型數(shù)顯收斂計(jì)（簡(jiǎn)稱(chēng)收斂計(jì)）是新一代電子數(shù)字顯示收斂計(jì)。它用于量測(cè)隧道、巷道、峒室及其它工程圍巖周邊任意方向兩點(diǎn)間的距離微小變化，達(dá)到評(píng)定工程穩(wěn)定性，研究工程圍巖及支護(hù)的變形發(fā)展規(guī)律，確定合理支護(hù)參數(shù)的目的。收斂量測(cè)已*是地下工程量測(cè)項(xiàng)目中必測(cè)項(xiàng)目之一。
本收斂計(jì)是在原JSS30A型基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的新產(chǎn)品，獲原煤炭部科
技進(jìn)步獎(jiǎng)，具有結(jié)構(gòu)新穎，操作簡(jiǎn)便，測(cè)量精度高，體積小，重量輕，密封性好等特點(diǎn)，是施式、科研中進(jìn)行工程量測(cè)的理想工具。
二、主要技術(shù)性能
1.使用環(huán)條件
環(huán)境溫度：0-40℃
相對(duì)濕度：不大于93%±3%
2.基本參數(shù)
量測(cè)范圍（兩種規(guī)格）：0.5m-10m及0.5m-15m（請(qǐng)訂貨時(shí)注明）
分辯率：0.01mm
測(cè)量精度：0.01mm
數(shù)顯示值穩(wěn)定度：24h內(nèi)不大于0.01mm
電源：1.55V氧化銀鈕扣電池SR44W1節(jié)
外形尺寸：410mm×100mm×35mm
重量：0.9Kg
三、儀器構(gòu)造及工作原理
1.主要結(jié)構(gòu)
2.基本工作原理
收斂計(jì)是利用機(jī)械傳遞位移的方法，將兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)間的相對(duì)位移轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)顯位移計(jì)的兩次讀數(shù)差。如圖1所示，當(dāng)用掛鉤連接兩基準(zhǔn)點(diǎn)A、B予埋件時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)螺母，改變收斂計(jì)機(jī)體長(zhǎng)度可產(chǎn)生對(duì)鋼尺的恒定張力，從而保證量測(cè)的準(zhǔn)確性及可比性機(jī)體長(zhǎng)度的改變量，由數(shù)顯電路測(cè)出。當(dāng)A、B兩點(diǎn)間隨時(shí)間發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，在不同時(shí)間內(nèi)所測(cè)讀數(shù)的不同，其差值就是A、B兩點(diǎn)間的相對(duì)位移值。
當(dāng)兩點(diǎn)的相對(duì)位移值超過(guò)數(shù)顯位移計(jì)有效量程時(shí)，可調(diào)整尺孔銷(xiāo)所插尺孔，仍能繼續(xù)用數(shù)顯位移計(jì)讀數(shù)。
四、使用前準(zhǔn)備
使用收斂計(jì)時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行“對(duì)零”。請(qǐng)按以下方法順序操作：
1.打開(kāi)塑料蓋，內(nèi)部數(shù)顯位移計(jì)結(jié)構(gòu)。
將SR44W型氧化銀鈕扣電池裝入電池盒內(nèi)，注意電池“+”極向上（電池外殼有字的一面）。
2.順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母，至轉(zhuǎn)不動(dòng)時(shí)為上（不要用力太大）。
3.用小型工具向內(nèi)撥動(dòng)清零開(kāi)關(guān)簧片3,使之與電路板觸點(diǎn)接觸，此時(shí)顯示屏數(shù)字會(huì)全部清零，或用起子直接向外殼清零孔清零。
4.為保證對(duì)零的準(zhǔn)確性，可重復(fù)對(duì)零2-3次。其方法是，對(duì)零后將
調(diào)節(jié)螺母反時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)幾圈，再按2及3條方法進(jìn)行，當(dāng)幾次對(duì)零，顯示均為零后可將塑料蓋好。
注：每次更換電池后都要重新對(duì)零。
五測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)
將測(cè)點(diǎn)用水泥砂漿牢固的固定在選定的位置上，測(cè)點(diǎn)牢固后即可量測(cè)。如為了圍巖破碎松軟，應(yīng)適當(dāng)增加測(cè)點(diǎn)固定段長(zhǎng)度。
若要及早測(cè)取初讀數(shù)，可使用快凝水泥、樹(shù)脂藥卷或樹(shù)脂膠泥等速凝材料固定測(cè)點(diǎn)。
六、使用方法
1.檢查予埋沒(méi)點(diǎn)有無(wú)損壞、松動(dòng)并將測(cè)點(diǎn)灰塵擦凈。
2.打開(kāi)收斂計(jì)鋼尺搖把，拉出尺頭掛鉤放入測(cè)點(diǎn)孔內(nèi)，將收斂計(jì)拉至另一端測(cè)點(diǎn)，并把尺架掛鉤掛入測(cè)點(diǎn)孔內(nèi)，選擇合適的尺孔，將尺孔銷(xiāo)插入，用尺卡將尺與聯(lián)尺架固定。
3.調(diào)整調(diào)節(jié)螺母，仔細(xì)觀察，使塑料窗口上的刻線(xiàn)對(duì)在張力窗口內(nèi)標(biāo)尺上的兩條白線(xiàn)之間（每次應(yīng)一致，）
4.記下鋼尺在聯(lián)尺架端時(shí)的基線(xiàn)長(zhǎng)度與數(shù)顯讀數(shù)。為提高量測(cè)精度，每條基線(xiàn)應(yīng)重復(fù)測(cè)三次取平均值。當(dāng)三次讀數(shù)極差大于0.5mm時(shí)，應(yīng)重新測(cè)試。
5.測(cè)試過(guò)程中，若數(shù)顯讀數(shù)已超過(guò)25mm，則應(yīng)將鋼尺收攏（換尺孔）25mm重新測(cè)試，兩組平均值相減，即為兩尺孔的實(shí)際間距，以消除鋼尺沖孔距離不造成的測(cè)量誤差。
6.一條基線(xiàn)測(cè)完后，應(yīng)及時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母，摘下收斂計(jì)，打開(kāi)尺卡收攏鋼帶尺，為下一次使用作好準(zhǔn)備。
七、收斂值計(jì)算
基線(xiàn)兩點(diǎn)間收斂值（S）按下式計(jì)算：
S=（Do+Lo）-（Dn+Ln）
式中：Do---數(shù)顯讀數(shù)，（mm）;
Lo---鋼尺長(zhǎng)度，（mm）;
Dn---第n次數(shù)顯讀數(shù)，（mm）;
Ln---第n次鋼尺長(zhǎng)度，（mm）。
如第n次測(cè)量與量測(cè)的環(huán)境溫度相差較大時(shí)，要進(jìn)行溫度修正。
公式如下：
Ln’=Ln-a（Tn-To）Ln
式中：Ln’---溫度修正后鋼帶尺長(zhǎng)度，（mm）;
a---鋼帶尺線(xiàn)膨脹系數(shù)，取a=12×10-5℃
Tn---第n次觀測(cè)時(shí)的環(huán)境溫度，（℃）
T0---觀測(cè)時(shí)的環(huán)境溫度，（℃）。
鋼尺溫度修正后收斂值（S’）按下式計(jì)算：
S’=（Do+Lo）-（Dn+Ln’）
基線(xiàn)縮短，S或S’為正值，反之為負(fù)。
八、維護(hù)擴(kuò)注意事項(xiàng)
1.調(diào)節(jié)螺母逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)zui大范圍，千萬(wàn)注意不得露出螺紋。
2.數(shù)顯電路本身具有自動(dòng)斷電功能，以提高電池使用壽命。當(dāng)顯示值固定不變7分鐘后，顯示屏自動(dòng)斷電。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母，數(shù)值自動(dòng)出現(xiàn)。
3.收斂計(jì)使用一段時(shí)間后應(yīng)進(jìn)行對(duì)零校正，驗(yàn)檢數(shù)顯讀數(shù)是否為零值，如有偏差可打開(kāi)塑料蓋，按第四項(xiàng)進(jìn)行修正，反之可繼續(xù)使用。
4.收斂計(jì)量測(cè)完成后，應(yīng)用棉紗擦除灰塵并應(yīng)定期對(duì)鋼尺擦涂機(jī)油，以防生銹。
5.使用過(guò)程中，應(yīng)盡量避免泥水浸入收斂計(jì)及鋼尺，并正確使用收斂計(jì)各轉(zhuǎn)動(dòng)部件，保證鋼尺平直，不得扭曲。
6.測(cè)溫用的水銀溫度計(jì)應(yīng)使用分值為0.1℃的，不得用分值大于該值的其它溫度計(jì)。
7.在煤礦井下使用時(shí)誤碼切記不得在井下更換電池。除本說(shuō)明書(shū)規(guī)定的電池以外不得采用其它型號(hào)電池代替。
8.當(dāng)發(fā)現(xiàn)顯示字符暗淡，不穩(wěn)定或無(wú)顯示時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換電池。收斂計(jì)長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)將電池取出。
9.更換鋼尺方法是，先將鋼尺搖把對(duì)面一側(cè)的尺架板卸下，再將新鋼尺套入尺心軸，并蓋好尺架板。
10.收斂計(jì)是一種精密量測(cè)儀器，不得隨意拆卸、更換零件，如出現(xiàn)故障無(wú)法排除時(shí)，請(qǐng)與生產(chǎn)廠家解決。

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