数显收敛计使用说明.doc

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JSS30A型数显收敛计

.

.一：

概述

   .

    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。

收敛量测已公认是地下工程量测项目中必测项目之一。

本收敛计国内首创电子数显测微,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。

另外整体密封性好,适用于恶劣环境，外壳采用防锈铝合金材料,耐腐蚀,机械强度高。

是施工、科研中进行工程量测的理想工具。

.二：

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，通过调整调节螺母，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。

当两点间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。

.三：

主要技术性能

.使用环境条件

        环境温度：

0～40℃

       相对湿度：

不大于93%±3%

.技术指标

   量测范围：

0.5m～10m及0.5m～15m（请订货时注明）

   分辩率：

0.01mm

   测量精度：

0.06mm

   数显稳定度：

24h内不大于0.01mm

   电源：

1.55V氧化银钮扣电池SR44w1节。

   外型尺寸：

410mm×100mm×35mm

   重量：

0.9kg

.四：

仪器构成

..

.         收敛计主要由

（1）钩、

（2）尺架、（3）调节螺母、（4）外壳、（5）塑料盖、（6）显示窗口、（7）张力窗口、（8）联尺架、（9）尺卡、（10）尺孔销、（11）带孔钢尺等部件组成.

.        

JSS30A型数显隧道收敛仪 

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

重量：

0.9kg

特点：

结构新颖、操作简便、测量精度高、体积小、重量轻、密封性好；

收敛仪

施工期间，监测人员在每次监测后，及时根据监测数据绘制拱顶下沉、水平收敛位移随时间及工作面距离变化的时态曲线，了解其变化趋势。

在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值和变化速率，综合判断围岩和支护结构的稳定性，并根据变形的等级管理标准及时反馈施工，作出结构安全性、经济性评价，提出合理化建议。

1、可采用的回归函数有：

U= A +Blnt或 （U= A + Blg（1+t））

U=t/（A+ Bt） 

          U=Ae-B/t 

          U=A（e-Bt-e-Bt0）  

          U=Alg〔（B+t）/（B+t0）〕

式中：

 U —— 变形值

       A、B —— 回归系数

       t、t0 —— 测点的观测时间（day）

2、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。

2．1一元线性回归

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最小，最有代表性，故采用最小二乘法原理来判别。

即使平方和:

达到最小的回归线是最好的。

使上述平方和达到最小的回归线的A、B分别为：

b=Lxy/Lxx

其中：

2．2 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。

2．3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’。

具体算法见表1、见表2、见表3

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’。

具体算法见表1、见表4、见表5

注：

因该函数无极限值，需根据经验判别围岩稳定时间。

JSS30A系列收敛计是用于测量和监控隧道变形的主要仪器,由连接、测力、测距三部分组成，目前我公司主要生产ZW15、ZW20、ZW30三种收敛计。

JSS30A系列收敛计的结构特点：

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，螺旋千分尺最小读数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。

1.55V氧化银钮扣电池SR44W1节