应变计测量值负向偏差的成因分析与修正方法

振弦式应变计监测数据出现负值(即显示压缩应变)时，需系统鉴别成因。该现象可能源于真实力学响应、温度干扰或设备异常，需结合工况与仪器特性综合判断。

温度干扰是首要排查因素。振弦式应变计内置温度传感器，当环境温度下降时，结构物冷缩效应会产生虚假压缩应变。其数值可依据温度修正系数b(通常≈13με/℃)估算：若温度降低10℃，可能引入130με负向偏差。此时需验证公式计算的合理性：

εm=k?(F?F0)+(b?α)?(T?T0)εm=k?(F?F0)+(b?α)?(T?T0)

式中混凝土线膨胀系数α取8~12με/℃。当(b-α)为正值且温差显著时，低温直接导致读数负偏。

基准值设定错误可能造成系统性偏差。若初始基准值F?采集时结构已存在拉应力(如混凝土水化热未消散)，后续测值将整体偏负。典型案例显示：某桥梁监测因在浇筑后7天过早设定F?，导致长期数据比实际低150~200με。规范要求基准值应在施工荷载稳定且温度平稳时采集，混凝土结构建议龄期≥28天。

硬件故障需针对性检测。按以下步骤排查：

电缆短路：万用表检测红黑芯线电阻(正常300Ω±10%)，若阻值趋近零则存在短路，导致频率信号异常降低;

温度传感器失效：绿白芯线在25℃时电阻应为3kΩ±5%，异常值使温度补偿失效;

局部渗水：100V兆欧表测量芯线与外壳绝缘电阻<50MΩ时，水汽侵入会干扰信号传输。

修正流程遵循三阶原则：

温度复核：对比现场实测温度与仪器读数，偏差>1℃时重新标定传感器;

基准值重置：卸载结构荷载后，选取连续3日温度波动<2℃时段重测F?;

力学模型校准：当确认负值为真实压缩应变时，按弹性模量换算应力：

σ=εm?Eσ=εm?E其中混凝土弹模E取设计值(如C30混凝土E=30GPa)。

某大坝监测案例中，泄洪孔周边应变计持续显示-350με，经排查为电缆接头渗水导致绝缘电阻降至8MΩ。更换接头并重置基准值后，数据恢复至-85με(与实际水压荷载吻合)。此案例表明：90%的异常负值可通过“温度校准-电气检测-基准重置”流程解决，仅少数需返厂维修。

工程实践中，预防优于修正。建议在高温季节安装仪器以预留冷缩余量，并定期检测绝缘性能。对于关键结构部位，宜布设无应力计作为数据参照，提升监测系统鲁棒性。