BH-98型智能数显滑动式测斜仪

一、用途

BH-98型智能数显滑动式测斜仪是以进口敏感元件为测斜装置。其内部是以伺服（即力平衡式）为基础的测量系统，其特点精度高、稳定性好、分辨率高，广泛用于以观测土石坝、建筑物基坑、堤防、地下建筑工程、岩石边坡港务工程等土体内部的水平位移变化。是需要观测测量工程中必要的精密测量仪器。

二、主要性能技术指标。

测量范围：0～±30°（与地垂线的夹角）
分辩率：0.0004°
系统精度: ∠0.1mm/1000mm
系统总精度：∠±6mm/30m
线性：±0.025%(30°以内)
重复性：±0.025%
导轮间距基准：500mm
测杆尺寸：φ30×660mm
测杆重量：2.35kg
仪表重量：1.5kg（包括可充电电池）
电源消耗;可连续使用20小时
数据储存：48个G
断电数据：保存时间10年
使用环境：-20℃～60℃
抗    渗: 150m(防水防震)
抗    震:20000g(敏感轴方向,其中g为1个单位的重力加速度)

三、工作原理

在岩土工程领域，测斜仪主要用于测量土体运动，诸如：可能产生在不稳固边坡（滑坡）或挖方过程中周围的侧向运动等。也可用来监测堤坝、芯墙的稳定性，打桩或钻孔的布置和偏差，以及在回填、筑堤和地下储罐中土体的沉陷等。
所在这些场合，通常要安装一根测斜管，将其安装在地下的钻孔内或将管浇筑在混凝土的结构中，也可将管埋在筑堤之中。该测斜管有四个槽口，用于固定便携式测斜仪探头的滑轮。探头连在和读数仪相连的电缆的一端，用于观测与测斜相关联的竖直（或水平）倾斜量，并以这种方式测量由土体运动所引起的任何倾斜量的变化。
为了获得安装测斜管的土体周围一个全面的观测报告，必须沿测斜管进行一系列倾斜测量。常规的测斜探头有两组滑轮，距离相隔0.5米，测试前，先把测管标明方向，测杆标明A+、A-，使计算数据一致。将探头放到测斜管底部并开始读数。探头每提升0.5米进行读数，直到到达测斜管的顶部，这组读数被称为A+读数（正测）。把探头从套管中取出，旋转180°重新放入测斜管中，方法同上，又可得到另一组数据A-读数（反侧）。
数据处理时，将上述两组读数（A+、A-）相结合（将一组数据减去另一组数据）以此来消除倾角传感器零飘的影响。测斜仪探头在竖直位置时读数产生零飘偏差，理想的偏差应是零，而实际上在使用探头时，由于传感器的偏差、滑轮的磨损或者因下落以及和测斜管底部相碰太厉害对传感器的冲击所导致有一零飘值。
下次的测斜管观测数据，当与原始的观测数据了解相比较时，就可知测斜管的倾斜量变化和这些变化所引起的位置变化。倾斜量变化分析的*方式是通过计算上部滑轮相对于下部滑轮组所产生的倾角（θ）与观测读数间距（L）的水平偏移。在测斜各位置处两组读数（A+、A-）相减就可以得出Sinθ，把这个值乘以读数间距（L）和相应的系数，就得到一个以工程单位（DGK测斜仪器上显示为mm）输出的水平偏移。
在数据处理的同时，应进行数据可靠性的分析，通常的分析方法是“查和”，即将两组读数（A+、A-）相加，相加后的由倾斜引起的那部分读数被抵消，只留下一个等于测斜仪传感器零偏移两倍的一个值，在软件中表示为“差值”项，当查和值或软件中“差值”项为常量时，说明测量的数据有较高的可靠性，反之，如果差值出现软大的变动或突变，说明测量数据存在问题，这时应首先检查测量过程中下列几个情况：
1、跳过或重复读取下一个读数；
2、读数之间，没有使测斜仪静置足够的时间；
3、探头、电缆或读数装置故障。这也许是由于震动、受潮、电池缺电、探头或电缆的开路或短路造成的。
4、不小心地安放滑轮使得探头滑轮组一次观测与另一次观测不在同一位置。
5、将滑轮正好放置在测斜管接头处，以致读数不稳定或出错。

四、功能

BH-98型测斜仪适用于测斜探头输出电压为±2.5V测斜探头，内置20Bit超高分辩率数模转换器芯片，仪器配置48GB存贮器及SD卡串接口，随机提供的数据处理软件，供使用微机与其通讯上载数据供进一步的分析处理。
—0000.42mm：当前测斜探头的偏称值，单位mm（以下公式中符号d表示）
—0001.85mv：当前的电压值，单位mv（以下公式中符号U表示。）

五、计算公式及数据原理

1、 电压一位移转换系数
由于输出电压与倾角的正弦成正比。
电压U=KSinθ（θ为测斜倾角，K为测斜探头的灵敏度系数）
测杆轮距     L=500mm
测斜倾角     Sinθ=U/K
偏移量       d=L·Sinθ=(L/K)·U=C·U
C:探头电压一位移转换系数（测斜探头系数）
例如：对于K=2285mv/g的测头
C=L/K=500mm/2285mv=0.22853mm/mv
注：（1）以上系数为轮距=500mm时计算结果。
（2）由于受DGK仪表显示位数的限制，电压一位移转换系数0.22853
累积偏移量
D=∑di=∑c·ui
位移量=累积偏移量-初始偏移量
                            Si=D-D0
2、数据处理
有关“位移”及“差值”的计算公式。测头以其导轮沿着测斜管的导槽沉降或提升。测头的传感器可以测量管在每一深度处的倾角度，输出一个电压信号在测读仪面板上显示出来，测头测出的信号是以测斜导管导槽为方向基准，在某一深度处，测头上下导轮标准间距L上的倾斜角的函数，该信号可换成水平位移。
以伺服加速度探头为例，加速度计敏感轴在水平面时，矢量g在敏感轴上的投影为零，加速度计输出为零，当加速度计敏感轴与水平面存在一个倾角θ时，在加速度计输出一个电压信号。
Uout1=Ko+Kgsinθ                   (1)
式中：K0为加速度计偏值
      K为加速度计灵敏度
      g为重力加速度
为了清除Ko的影响，可以将测头调转180°。在该点进行第二次测量，得
             Uout2=Ko-Kgsinθ                   (2)
（1）—（2）将偏值Ko消去，得差数
Uout1-Uout2=2Kgsinθ                (3)
（1）+（2）将加速度计的倾角投影值抵消，只留下偏值的2倍，称为“差值”，上述方法称为检查测斜数据质量的“差和”方法。
2、参数设置
参数设置仪器出厂时参数由技术人员已设定好不允许擅自更改。
注；下列仅供参考
（1）输入测斜探头系数C，单位mm/mv，需根据测斜探头的率定表，确定并输入此系数，例如：C=0.4mm/mv。
（2）输入校正零点电压，单位mv。
注：BH-98型活动测斜仪与测斜探头初次配合使用时应输入仪器校正零点（校正零点电压由测斜探头率定表给出），更换测斜探头时需修改读数仪的校正零点。
                                                                                                                                                                                                      
注：正测A+、反测A-、平均偏移量、累计偏移量、系统偏差的显示单位均为毫米
（3）列表显示
单击“列表显示”，屏幕出现“选择显示记录”，软件以测孔号组合测量时间区分测量记录，例“#2 5月21日8时10分”，表示2#测孔，5月21日8时10分的测量结果，选中某个记录可进行列表显示，单击选中的某一记录，再单击“列表”。其中*列为测点序列号，表示探头水平移动次数，第二列为距离（测斜探头的位置），第三列“进程A+”为进程偏移量，第四列 “回程A-”为回程偏移量，第五列为平均偏移量，即“进程A+”与“回程A-”的平均值，第六列为累积偏移量，根据3.1节公式：沉降量=累积偏移量-初始偏移量。第七列为系统偏差，即“进程A+”与“回程A-”的差值，相减后倾角均被抵消，只留下一个等于水平测斜仪零偏移两倍的一个值，用来检验测量数据的质量：
 
下列任何一种情况均有可能损害数据的质量：
1）跳过或重复读取一个读数。
2）读数之前，没有使测斜仪静置足够的时间。
3）探头、电缆或读数装置故障。这也许是冲击、受潮、电池缺电、探头或电缆的开路或短路。
4）不小心地安放滑轮使得探头滑轮组一次观测与另一次观测不在同一位置。
5）将滑轮正好放置在测斜管接头处，以致读数不稳定或出错。
住；在测试的过程中出现上面可能导致数据不稳的情况下，必须重新测试。