第一部分  HM-CXZ測斜機總論

• 概述

HM-CXZ測斜機是專門用於巖土地基位移測量的機器。適用於各種巖土地基橫向位移的測量，如水利庫壩、堤防、巖土邊坡、城市建設地基基坑開挖、打樁、鐵路、 公路交通邊坡、煤田、礦井、電力建設以及各種地下結構工程的內部水平位移的測量。測斜對於工程建設的安全施工和長期穩定性檢測都是十分必要的。對於城市建 設，由於深層土體位移可以反映支護結構位移和應力變化，周圍建築設施的安全狀況，即能夠綜合反映基坑形狀而日益受到重視，許多地方已經製訂或正在製訂有關 規范，明確規定：在較大深基坑施工中必須進行深層基坑水平移的監測。

以下章節將對cx系列測斜機系統的組成、工作原理、性能指標、數據處理、使用方法、常見故障、調整方法以及維護保養、保修等事項做較詳細的介紹。

1.2HM系列測斜機各組成部分的功能

1.2.1測頭（探頭）

測頭是測斜機的核心，是測量的敏感部，是測試數據的來源之處。測斜機測試的準確度取決於測頭可能的測試準確度。測斜測頭中，核心部分是加速度傳感器。加速度傳感器也可以稱為角度傳感器。目前應用於測斜機中的傳感器以伺服加速度計的靈敏度和精度最高。

1.2.2測讀機

測讀機是HM系列測斜機數據輸出的二次機表，實現測頭數據的接收、顯示和輸出。HM智能測斜機的測讀機麵板介紹如下：

• 通訊口（USB）：通過專用電纜，將測讀機和計算機連通，借助測斜專用軟件，將測讀機中存放的數據傳送到計算機中，實現數據的輸出。
• 充電口（8字）：通過充電線給測讀機中的可充電電池充電。
• 傳感器口（七芯插座）：傳感器插座是用來將測頭和測讀機聯接，實現傳感器的信號在測讀機上顯示輸出。
• 紐子開關，這是測讀機的電源開關。
• 功能選擇：按動此按健，可以使操縱者選擇屏幕上的測試孔號、測試方向或測試點號。
• ▲、▽這兩個健，用來調整測試孔號、測試方向和測試點號的具體數值。調整范圍是：測試孔號為1-50；測試方向為東、西、北、南；測試點號為1-270。同時按住▲、▽兩個鍵，可使數字快速回零。
• 復位按健是使測讀機處於對信號的測試狀態。
• 調顯按鍵用來將測讀機中已經存放的信號調出，進行顯示。
• 清除按鍵，用來對測讀機存儲器內已有的信號進行清除，按一下後，測讀機屏幕上將提示操縱者是否確實需要清除，以免誤操做，當確實需要清除時，再按一下清零鍵，幾秒鐘後，將完成測讀機的清零命令。
• 存儲按鍵，當測讀機屏幕上顯示的數據，操縱者認為需要存儲時，按動此鍵，測讀機便將此信號存儲到測讀機的存儲器中。
• 電池，此鍵完成測讀機屏幕顯示信號的切換，以便顯示探頭信號或測讀機中的電池信號。
• 背光，此鍵用於外界環境光線暗淡，為方便操縱者觀察到測讀機屏幕的顯示，而設置的。操縱者應當明白，打開背光後，測讀機消耗電流將增加約60mA。

根據HM系列測斜機的不同型號，測讀機分為直讀式和存儲式。直讀式是指測試的數據由測試者通過測讀機的顯示屏直接人工讀取數據，並進行人工處理。存儲式是指現場測試的數據，通過測讀機上的按鍵將數據存儲在測讀機的存儲器中，不需要人工讀數 ，存儲的數據通過電纜送入計算機中，由測斜機專用軟件進行數據的處理，包括各種數據表格和有關的曲線。測讀機使用可充電電池供電，此蓄電池同時也為測頭供電。

1.2.3傳輸電纜

 傳輸電纜是把測頭與測讀機連接起來的傳輸線。由於電纜上有長度標記，因此，既可以將測讀機中的電源傳輸到測頭中的傳感器上。測頭的信號傳輸到測讀機中，也可以從電纜的標志上讀出測孔的深度。

1.2.4充電器

充電器用來給測讀機中的蓄電池充電，以保證測斜機每天至少可以有6個小時的連續工作時間。為瞭第二天的使用，需要重新充電。目前使用的國產電池，一般允許充電500次。

1.2.5通訊電纜

通訊電纜是在數據處理時，將測讀機與計算機相連接，在專用軟件的支持下，實現將測讀機中存儲的數據傳輸到計算機中，從而進行數據的處理。

1.2.6計算機（用戶自備）

計算機用來進行數據的接收、處理。可以對數據進行修改，可以進行單個數據進行修改，也可以對整列數據通增加一個常數，也可以對整列通乘一個常數。數據處理後，可以得到原始數據、處理結果表、深度-位移曲線、位移速度-時間曲線。

1.2.7測斜管（用戶自購）

測 斜管用來將測頭按一定的方向導入被測巖土體的預測深度處，兩段測斜管的連接處應對準導槽，使測頭的導入平穩自然。測斜管的質量直接影響到測試的精度。目前 國內的測斜管有兩種：塑料管和鋁合金管，鋁合金管質量好，導槽規矩，扭曲相對小，同樣的測斜機，工地實際測試精度高，但價格要相對地貴，塑料管與鋁合金管 相比，恰好相反。

1.3性能指標

1.3.1測頭

   a. 傳感器靈敏度：0.02 mm/8〃

   b. 標度因數 ：2.5±0.01v/g

   c. 導輪間距：500 mm

   d. 測頭尺寸：Φ32 mm×660 mm

1.3.2測讀機

a. 數據顯示 4 1/2位液晶顯示數據

b. 內部電源：1.2v×4可充電電池；容量7Ah

c.充電電源：交流220v，50Hz輸出直流7伏

d.測讀機尺寸：680 mm×109 mm×250 mm

1.3.3工作時間

當給蓄電池充滿電之後（註意：對於新電池，首次使用時，應反復放電二、三次，才能使蓄電池充滿），可以使測斜機連續工作6小時以上。

1.3.4測量范圍

測斜機測量范圍：±50度。

1.3.5綜合誤差

每25米深度的測量誤差不超過±4 mm。

1.3.6絕緣度：電纜各芯線之間和各芯線與外殼之間的絕緣度應不低於50ΜΩ,否責會出出信號不穩定。

1.3.7工作溫度：﹣10℃至50℃。

耐水壓：7.845*105pa至9.806*105pa（相當水深80m至100m的壓力）

• 工作原理及簡要說明

2.1測頭

測 頭是測斜機的核心，是測試信號的來源處，測頭中采用石英撓性伺服加速度計作為傳感器，當測頭處於豎直狀態時，傳感器的敏感軸處於零位，此時的輸出信號值稱 為零偏，一般情況下，零偏總是存在的：為瞭消除零偏的影響，采取正反兩次測試，取其代數和，作為一個方向上的測試結果。現在采取如下直角座標系

在實際測試時，為瞭適應一般的習慣，根據測頭的規定，建議用戶將測頭高輪對準南或東，作為測試的正方向。

     當測頭的敏感軸與基準軸（地球的重力軸）有一個角度時，測頭中的加速度計即有一個輸出值，以下式表示：

U1﹦A﹢KGsinθ………………1-2.1

式中：A ---加速度計的偏值（零偏）

      K ---加速度計的標度因數

      G ---地球重力加速度

      θ---傾角

為瞭消除加速度計零偏的影響，在測試時一般都采用正反兩次測試，比如在東西方向上進行測試，可以先測試東方向上的數據，記作U1式1-2.1，再時行西方向上的測試，計作U2式1-2.2

U2﹦A﹢KGsinθ………………1-2.2

將式1-2.1減去1-2.2得到式1-2.3

U1﹣U2﹦2KGsinθ………………1-2.2

從圖2.2可以看出sinθ﹦△11/L 1-2.4

式中L……導輪輪距500mm

• 1……水平位移mm  KG=2500mv/g

θ---傾斜角

從1-2.4式可以得到

• 1﹦（U1﹣U2）L/2KG………1-2.5

對於一個測孔，在確定的方向上，各點測試位移的總和為

• 總﹦Σ△1。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1-2.6

計算示例見表1-2.1

2.2測讀機

HM-CXZ測讀機是存儲式測讀機，是測斜機的二次機表。存儲量50個測孔、4個測試方向、每個孔深135米的信號。顯示輸出測試數據、為測頭提供電源、通過通信電纜、將測試數居傳送到計算機中，從而計算機中按程序進行數據處理。

組成有液晶顯示器，單片機、存儲器、操作控製電路、可充電電池、電源轉換器、補償電路等。

測讀機的組成和各部分的功能詳見1.2.2節

使用方法：打開電源開關，開機後，按測試鍵，測讀機進入工作狀態。按功能鍵，麵板上的箭頭將順序指向孔號、方向或測試點號。每次進行測試前，都必須對測孔號、方向和測試點號進行選擇，這樣將要存儲的數據才能存入指定的位置。