CECS 333标准规范下载简介

CECS 333：2012 结构健康监测系统设计标准.pdf

使用环境及使用寿命）要与监测目的和监测要求相匹配，不能采用 性能达不到监测要求的产品，也不宜采用高于监测要求太多的产 品。各种硬件之间也要尽量相互匹配，避免资源浪费。 实际使用过程中部份硬件可能不能正常工作甚至完全损坏

型的设备或多种不同类型的设备，避免出现重要的监测数据质量 不高或丢失的现象。 1.0.6监测系统的硬件特别是传感器及传输线缆应有适当的保 护措施以避免遭到人为或环境的破坏环。除特殊位置的传感器外， 大部分重要的传感器、所有的数据子站和数据总站宜考虑到后期 维护的可行性，方便维护人员检查。 监测系统的使用寿命应以能达到监测目的为标准。施工监测 系统宜贯穿整个施工期间；长期监测系统一般可使用三年以上，并 且宜与施工监测系统（若有）有良好的过渡衔接，

TB／T 3509.1-2018 铁路运输标识 第1部分：货运3.2传感器的布置原则

3.2.3模态保证准则MAC(Modal AssuranceCriterion）是判迷

运动方程写成状态方程的形式后，结构的模态可观性或者是模态 的识别性是由系统可观性矩阵的秩来决定。如果模态矩阵的最大 奇异值比太大，则计算机截断误差会导致可观性矩阵的数值秩小 于其理论秩，而使某些结构模态不可识别。 平均模态动能要求在测点处关心的模态具有相对较大的动 能，从而提高信噪比。结构的模态动能并不是平均地分配到结构 的每个模态中，在结构的各个待选自由度上的分配也不均匀。因 此希望结构测点所包含的结构模态动能能占结构所有自由度中所 包含的模态动能中较大的一部分。因为只有这样，才能得到较好 的测试信号信噪比，也才能得到精度相对较高的模态识别结果。 Fisher信息阵（FisherInformationMatrix）等价于待估参数 舌计误差的最小协方差矩阵，也同时度量了测试响应中所包含信 息的多少。实践中，Fisher信息阵有不同的指标，它们是信息阵的 直，迹和最小的奇异值。信息阵的值和迹越大越好，提高最小奇异 直则能相对增加信息量，也就同时降低了被估参数的不确定性 极大化Fisher信息阵F会得到模态坐标的最佳估计，从而使各目 标模态线性独立。 在实际试验时测试工程师首先应对结构的整个运动状况有 个初步了解，从模态试验中对待识别的模态有个基本印象，也即待 识别的模态要在结构的特征点或者整体上有一定分布，要有定 的可视化程度。 模态的可视化程度准则依赖于测试工程师的直觉，具有一定 程度的主观性。可视化程度是进行测试模态与理论模态比较的前 提，对进行模态校验与验证和结构损伤识别等非常必要。这个准 则不像前面的四个准则那样有具体的数学公式，它依赖于结构的 特点，通常结构的中间或是角落的点对于动态显示结构的模态非 常有益。 表征最小二乘法准则可以评价在总体的测试数据中选出一部 分来近似总体估计的优劣。

3.3传感器的布置方法

（1）模态动能法考虑了结构各待选传感器位置对目标模态的 动力贡献，粗略地计算在相应位置可能的最大模态响应。其优点 在于可能通过选择模态动能较大的点提高结构动态响应信号测量 时的信噪比，这对于结构健康监测中环境噪音较天的特点较为合 适。因此，模态动能法一般用于在较复杂的测点布设中初选传感 器位置，例如有效独立法。 模态动能法考虑了结构各待选传感器位置对目标模态的动力 责献，粗略地计算在相应位置可能的最大模态响应。其优点在于 可能通过选择模态动能较大的点提高结构动态响应信号测量时的 信噪比，这对于结构健康监测中环境噪音较大的特点较为合适 因此，模态动能法一般用于在较复杂的测点布设中初选传感器位 置，例如有效独立法。 （2）特征向量乘积法和模态分量加和法比较符合一般的结构 测试经验，而且计算简单，较受测试工程师青。然而实践表明： 这两种方法虽然有助于避免选择结构各阶模态节点或者模态动能 较小的位置，但是它们只能粗略地算出较好的传感器布设位置，并 不能得出最佳的传感器位置组合。所以特征向量乘积法和模态分 量加和法与模态动能法相似，只能用于初选传感器的位置。 特征向量乘积法和模态分量加和法比较符合一般的结构测试 经验，而且计算简单。然而实践表明，这两种方法虽然有助于避免 选择结构各阶模态节点或者模态动能较小的位置，但是它们只能 租略地算出较好的传感器布设位置，并不能得出最佳的传感器位 置组合。所以特征向量乘积法和模态分量加和法与模态动能法相 以，只能用于初选传感器的位置。原点留数法考虑了结构各待选 测点的可激励程度。因为根据互易性定理，适合作结构激励的点 也一般是结构较容易被激振的点，这些点适合布设传感器

（5）QR分解法的核心思想在于找到模态矩阵线性独立的行， 这样同时也使MAC矩阵的非对角元得到最小化。一般认为m个 传感器已经足够，多余的（s一m）个传感器益处不多，还会使原先 的m个传感器与后增加的（s一m）个传感器线性相关，会增大 MAC矩阵的非对角元。 （6）特征值灵敏度法比较适合于基于模型修正的结构损伤识 别，但是在应用需要注意损伤因该较小，否则线性化的灵敏度展开 公式并不成立。

4.1.1采集站和中心采集仪应满足数据的幅值、分辨率和容量的

4.1.1采集站和中心采集仪应满足数据的幅值、分辨率和容量的 要求。

采集站与中心信号采集仪相连，传感器与采集站，采集站与中心采 集仪的连接须可靠、稳定。

4.1.3监测系统应做到防雷击、防渗水；机箱应有接地措

4.1.3监测系统应做到防雷击、防渗水；机箱应有接地措施；当所 测光、电等信号微弱以致不易获得时，宜选择能满足采集系统要求 的信号放大器；信号放大前应进行合理滤波以提高信噪比；信号放 大器的安装位置应满足其所需的环境要求，

境、电力、通信路径等要求。建议设置在结构物的计算机或 制中心，并采用稳定的工控机。

与传输系统、损伤识别与安全评定系统、数据管理系统全天候工 作，实现在线监测；二级监测（定期在线连续监测系统）只在规定的 连续时间（如每年1个月）传感器系统、数据采集与传输系统、损伤 识别与安全评定系统、数据管理系统工作，实现在线监测；三级监 测（定期监测系统）不需要监测系统，只在规定的时间采用无损检 测技术获取需要的结构信息，并借以评定结构的安全性。一般而 ，一级监测需要的费用投人最大、二级监测次之、三级监测最少。 4.1.8严格同步要求信号时间的时间差不超过0.1ms，伪同步的

4.1.8严格同步要求信号时间的时间差不超过0.1ms，伪同步的

统误差，应尽可能按其产生的原因和规律加以改正、抵消或削弱； 增加测量次数，减小偶然误差。数据净化，需要结合科学分析和经 验判断并有确切依据，否则应慎重进行，避免损害正常信号。

4.2.3对短时间内频繁发生的异常数据进行报警，要求现场技7

人员查看现场状况、检查传感器的工作状态以及相应传输线路和 数据采集硬件的工作状态，但采集系统仍正常工作。在此过程中 对偶然的，瞬时的异常数据一般不作处理和存储

4.2.4在所有经判断无异常的数据存储之前还需经过数据

准则的判断，满足一定的要求，具有分析价值的数据将被存人数据 车，以减小数据存储量，阈值的设定需视具体情况而定。

4.2.5建议长度单位为米（m），时间单位为秒（s），温度

4.2.5建议长度单位为米（m），时间单位为秒（s），温度单位 氏度（℃）。

4.2.6建议同时输出以“公元1

隔一秒增量为“1”的时间码体系；如有必要则采用更高精度 码精度同时提高，

5.1.1常用的数据传输方式包

件，充分考虑到工程过程中可能遇到的各种问题，灵活选取合适的 方式。 根据工程各阶段施工特点和需要组建临时通信网络的，尽量 选择无线传输方式，便于布设和维护。

5.1.8为保证数据传输线路故障时监测数据的完整性禾

1数据发送端应保存一定时长的监测数据作为备份。具体 时长应大于故障发生后维护人员现场处理的时间。 2设置双卡槽以便在对存储介质数据进行读取时保证连续 观测。 鉴于大型建筑物健康监测关系到生命财产的安全和工程施工 的正常开展，因此作为联系监测现场和远程控制中心的数据通道 要确保高效率无差错的传送。但任何一种通信线路上都不可避免 受到一定程度的干扰，尤其在恶劣的施工环境下。信道噪声所造 成的后果是接收端接收的数据与发送端不一致，即造成传输差错 为避免传输差错，应采取质量控制机制

.2.1通信设备之间任何实际应用信息总是伴随着一些控 息的传递，他们按照既定的通信协议工作，将应用信息安全、可 高效地传送到目的地

5.2.2健康监测涉及的传感器种类繁多、数量庞大，此外对于重 点工程或重点时期（台风、洪水）需要进行全天时观测，存在海量数 据的传输问题。若将海量数据整体传输必然导致可靠性下降，为 此可将数据按照采集时间及采用通信线路的实际通信能力，对数 据进行分包处理，以“包”为单位实施传输。在通信中，“包”（Pack

5.2.2健康监测涉及的传感器种类繁多、数量庞大，此

数据库系统的功能和设计原贝

6.1.1结构健康监测数据库系统是一个实时运行，集数据存储、 查询、维护和分析于一体的软件系统，是存储介质、处理对象和管 理系统的集合体。系统由软件、数据库和管理员组成。其软件主 要包括操作系统、应用程序以及数据库管理系统。数据库由数据 库管理系统统一管理，数据的导入、修改和检索均要通过数据库管 理系统进行操作。管理员负责创建、监控和维护整个数据库，使数 据能被授权用户有效使用，

能极技厂 6.1.2数据库设计是建立数据库及其应用系统的核心技术，它是 指利用现有的数据库管理系统，构造最优的数据模式，建立可用的 数据库和应用系统，以便能够更有效地存储、管理和利用数据，满 足用户的应用需求。 （1）可靠性是指数据库软件产品成熟，具有可靠的技术支持， 确保系统稳定运行。 （2）先进性是指数据库软件产品采用最新、最成熟和有生命 力的技术，以保证一定时期内不被淘汰。 （3）开放性是指数据库软件产品容易与其它数据库协作。由 于各种软硬件平台日趋多样化，为了满足各种不同平台系统的要 求，应用软件的设计应遵循开放系统的原则，与平台无关。 （4）可扩展性是指数据库软件产品能满足监测系统扩容的要 求，便于必要时进行数据库升级并能够根据需要扩展新的功能。 （5）标准性是指数据库软件产品遵循公共的国际技术标准 以方便今后的升级维护。 （6）经济性是指数据库软件产品有良好的性价比。

（7）数据共享是指系统所有用可同时访问数据库中的数 据。数据库的设计强调多种应用、多用户共建共用，共享数据服 务。同文件系统相比，由于数据库实现了数据共享，避免了用户各 自建立应用文件而带来的数据余问题，同时数据共享有利于维 护数据的一致性。 （8）数据库存储、管理和操作的对象是海量的数据，进行系统 数据库设计时需要根据传感器数量、采样频率、监测时间等因素估 计数据库的容量，保证数据有效的存储和使用，从整体上考虑系统 设计的合理性

6.2数据库设计基本要求

6.2.1在线实时数据处理分析包括对实时采集的数据

和分析，用户处于在线工作状态。离线数据处理分析则主要是对 某一时段以前的存档数据进行处理和分析。

6.2.3监测设备一般包括对环境信息、荷载信息、结构

和结构形态信息进行监测的传感器以及采集子站和采集总 备，常用的传感器类型详见本标准附录A。故障检测包括定 询检测及报警，用户可根据实际设定检测及报警周期

6.2.4监测信息的自动导人指的是将观测数据通过传

行预处理后导人到数据库中。数据导出的目的是便于为专业 软件工具进行进一步的数据分析，

6.2.5结构模型信息描述了进行评估分析时所需要的

果分析模型有所改进，系统要支持利用新的评估模型进行分 机制。

6.2.6评估分析模块依据监测数据和结构模型对结构

或定性的分析，并依据一定的准则评估结构的性能。评估准则本 身可以添加、修改或删除

6.2.7数据转储主要利用数据库管理系统自身提供的

盘、磁带等二级存储设备

6.2.8用户管理内容涉及以下儿方面

统硬件设备的破环性活动。第二层是指系统信息安全，系统信息 通常受到的威胁包括黑客对数据库入侵，修改或窃取系统内的资 料。因此系统安全既要考对数据库管理系统的安全保护，也要 考虑对数据库管理系统中数据信息的保护（包括以库结构形式存 诸的用户数据信息和以其他形式存储的由数据库管理系统使用的 数据信息）。所以系统安全保护的功能要求从系统安全运行和信 息安全保护两方面综合进行考虑。 （1）网络安全管理与安全保护：主要指系统运行的外部安全 环境，一般包括网络管理软件和安全保护系统。前者用于防止列 部用户入侵系统所在的网络，后者则主要是各种防病毒软件。 （2）数据库容灾备份主要防止系统因一些不可抗因素导致硬 件设备的损坏而采取的备份策略，建议有条件的地方建立异地容 灾备份机制。 （3）敏感信息标记用于标识数据库系统中需要特别保护的数 据或对象，依据使用方式的不同可以标识为公开、秘密、机密和绝 密四个等级。敏感信息的安全设置一般由系统安全员进行设置。 对于支持有效期的各种安全属性，数据库管理系统的安全功能应 限制授权管理员规定有效期的能力。数据库管理系统的安全功能 应支持授权管理员对有效期后所采取的活动做出规定。 （4）用户使用日志审计：一般股由系统审计员进行审计，审计内 容涉及一般信息与敏感信息操作使用的历史，以便追踪信息被破 坏、泄漏的原因。 数据库系统安全管理还应考虑硬件、软件和人员方面的要求 （1）由于数据库存放大量数据，数据库管理系统自身体积大 因此对硬件资源提出了较高要求，主要包括： ①应有足够大的内存来运行操作系统、数据库管理系统核心 模块和应用程序及数据缓冲区。 ②应有大容量的直接存储设备和用作数据备份的存储介质。 ③应有较高的数据传输能力，应尽量降低因安全策略（如加密

传输、事务处理）的实施带来的附加开销，保证系统的可用性。 ④实现某些安全功能（如数据加密/解密）可能需要附加硬件 及对附加硬件的管理。 （2）在软件方面，操作系统及接口的安全应为数据库管理系 统的安全提供支持。 （3）人员管理方面，数据库管理系统应有专门的安全管理机 构和人员设置。

6.2.11数据装载的主要步骤包括：

（1）筛选数据：原始数据可能存在于各个部门中，首先将需要 人库的数据筛选出来。 （2）输入数据：借助系统提供的输人界面，将原始数据输人到 计算机中。 （3）校验数据：系统应采用多种检验技术，保证输入数据的正 确性，防止非法的、不一致的错误数据进入数据库。 （4）转换数据：对于不符合数据库要求的数据，应进行数据格 式转换。 （5）综合数据：对转换好的数据，根据系统的要求进一步综合 成最终数据。

风速和风向属于环境信息，而风压是直接作用在结构上的风 荷载；同样地，环境温度属于环境信息，构件温度与温度作用直接 相关。各类原始信息和附加信息的记录存储依监测内容而异。比 如，风速一般要记录三秒钟极值风速、十分钟平均风速、每小时平 均风速、风玫瑰图、风谱图。地面脉动加速度要记录时程曲线、功 率谱；车辆荷载一般要记录轮轴重量、总重、数量、车辆类型；环境

称，是对数据对象的抽象

6.3.4信息分类是根据信息内容属性，将信息按一定的原则和方 法进行区分和归类，并建立起一定的分类系统和排列顺序，以便管 理和使用信息。信息编码是在信息分类的基础上，将信息对象赋 予有一定规律的、易于计算机和用户识别与处理的符号。 传感器信息宜根据传感器的类型分类并根据所在空间位置或 所属子站编码，比如某加速度计的一个通道的编码可按表1进行 编码，

表1某加速度计通道编码

信息宜根据子站所在空间位置

6.4数据库选型的要求

6.4.1由于监测数据的流量较大，为了保证数据处理和分析的效 率，选择数据库系统时应考虑对海量数据的有效存储管理，并应考 虑系统的扩展性。数据库系统要有较好的数据分布管理策略，如 数据的分片存储、透明访问、分布备份等，必要时要求支持数据网

6. 5 系统交互方式

6.5.1监测系统按照应用交互要求自上而下可以分为三个层面： 应用层（或表现层）、逻辑层和模型层（或数据存储层）。表现层主 要是人机交互，体现的是用户与系统之间的互动；逻辑层包括监测 系统与数据库系统之间的交互，体现对采集数据的处理逻辑和建 立于各种数据模型之上的业务逻辑；模型层主要体现于系统建立 的数据模型，包括数据库中存储的各种数据信息模式以及各种分 析、评估模型等。 1人机交瓦要充分考虑用户的使用惯和感受。系统设计 和实现时要界定哪些信息应由用户输人，尽量避免因为人为因素 造成的数据输人错误和操作错误。在出现各种人为输人异常时系 统要具有出错提醒、容错的能力，并建议系统能够给用户提供实时 的智能帮助信息。 此外，为帮助系统进行适当的审计跟踪，建议系统在人机交互 方面对于用卢所操作的一些关键业务点采用日志进行自动记录。 2监测系统与数据库的交互包括监测系统对监测设备数据 军、监测信息数据库、结构模型信息数据库、评估分析信息数据库 和用户数据库等进行数据储存、处理请求和提取：数据库管理系统 利用自身的管理和处理功能为监测系统提供相应的信息服务。为 确保采集数据正确送达并储存，数据传输系统和数据库系统之间 需要采用一定的数据报文协议进行通信，协议要包含传感器自身 的标识信息、监测数据信息、校验信息和应答信息等。如果采集的 信息不能够正确送达，监测系统根据接收的内容可以要求数据传 输系统再次发送之前缓存的信息，正确接收后，监测系统要向数据 传专输系统发送应答信息。 3分布式数据库之间的协作交互要求系统实现时充分利用 商业数据库管理系统所支持的分布式数据管理能力，实现系统数

据存储的用户透明性、系统业务的协作性。

6.6数据库的运行管理

6.6.2功能测试包括：实际运行应用程序，执行各类数据库操作，

7.1.1结构模态测试的基本要求包括对设备的要求和测试要求

设备要求： 动力检测试验设备一般包括激振设备，振动控制设备，测量和 仪器，数据处理设备；若量程设置过大，测试信号过低，信噪比 低：反之，若量程设置过小，则容易过载。体积小，重量轻的激 可以减小对被测试系统的影响。 2测试要求： 1）模型测试的结构模型可参考现行行业标准《建筑抗震试 验方法规程》JG101中的相关要求制作。 2）如果激振点正好选在结构某阶模态的节点上，则该阶模 态不能被激发出来。即使激振点在节点附近，该阶模态 的振动信号也很弱。如果激振点正好落在某阶模态的 反节点附近，则激振力能有效激起该阶模态，但是由于 反节点的振动幅值最大，可能超出测量仪器量程范围， 并需要较大预应力才能使推力杆与力传感器（或结构） 不脱离，这将增大预压力和传感器附加质量对结构的影 响。 3）激振点的选取可由两种方法确定；根据经验确定，如果 结构有自由端，激振点宜选在自由端附近，如果结构对 称，不宜选在结构对称面上；根据试验确定，在通过经验 初步确定的基础上，可选定儿个激振点进行激励试验 测量若十个频响函数，观察由哪儿个激振点激励所得到 的频响函数不丢失重要模态，则此点为最佳激振点。

7.1.2大跨桥梁、大型建筑等土木工程结构，通常以

人工激励，可以采用随机振动识别理论，通过测量“环境激励”下的 输出响应来识别结构的模态参数。 环境激励下的工程结构模态参数识别方法可以分为三大类： 1时域识别方法。可以克服频域法的一些缺陷，特别是对大 型复杂结构受到风、浪及大地脉动的作用，它们在工作中承受的荷 载很难测量，但响应信号很容易测得，直接利用响应的时域信号进 行参数识别无疑是很有意义的。时域法是将振动信号直接进行识 别，最基本、最常用的有Ibrahim时域法、最小二乘复指数法 （ISCE法）、多参考点复指数法（PRCE法）、特征系统实现法 （ERA法）、ARMA时序分析法、随机子空间识别法（SSI）。 时域参数法的主要优点是可以只使用实测响应信号，无需傅 里叶变换，因而可以利用时域方法对连续工作的结构进行“在线” 参数识别，这种在运營状态下识别的参数真正反映了结构的实际 动态特性。由于时域法参数识别技术只需要响应的时域信号，从 而减少了激励设备，大大节省了测试时间与费用，这些都是频域法 所不具有的优点。但同时由于不使用平均技术，因而分析信号中 包含噪声干扰，所识别的模态中除系统模态外，还包含噪声模态 如何区分和剔除噪声模态，一直是时域法中的重要课题。 2频域识别方法。可分为单模态识别法、多模态识别法、分 区模态识别法和频域总体识别法。对小阻尼且各阶模态耦合较小 的系统，用单模态识别法可达到满意的识别精度。而对模态耦合 较大的系统，应用多模态识别法。频域法的最大优点是利用频域 平均技术，最大限度地抑制了噪声影响，使模态定阶问题容易解 决，但也存在若干不足。 3时频域识别方法。 实际工程中的很多环境激励是非平稳的随机过程，处理这种 非平稳的时变信号需要能同时在时、频两域进行局部分析的方法 和技术。联合时频域方法既有频域法的优点又有时域法的优点：

参考的结构模态参数识别方法及特

7.2.1本条内容定义了结构损伤识别的目标。可供利用的结构 应数据，包括静力响应数据和动力响应数据，然而由于结构静力 加载十分不便，并且响应测量一般要求在工作状态下进行，因而在 实际工作中，往往较多米用动力响应数据。 本条内容定义了结构损伤识别的4个层次，即损伤判断、损伤 定位、损伤定量、损伤评估，并针对不同情况提出了具体的要求 其中损伤定位可给出损伤位置的儿何坐标，也可给出损伤单元或 者构件的编号

7.2.2静力参数法通常在单元层次上，利用参数的残差分析来识

结构的模态参数（固有频率、振型等）反应了结构固有的动力 特性，是结构物理参数的函数。结构发生损伤后，结构的刚度（或 质量）将发生改变，从而使结构的模态参数发生相应变化，因而可 以根据结构动力参数的变化来辨识结构的损伤。典型的动力参数 法是将观察到的动力参数改变与基准参数比较，并选择其中最有 可能的改变来判断结构的真实状况。 常见的结构动力参数的计算方法如表3所示

表3常见动力参数的计算方法

模型修正是利用结构实测数据（一般是模态参数）来修正结构 的初始理论模型，使修正后的结构模型的响应与结构的实测响应 相一致。而用模型修正法进行损伤识别时，应把有限元基准模型 作为结构的初始理论模型，把损伤后的结构响应作为结构实测数 据修正后的结构模型与初始基准模型的差异即反映为结构的损 伤。 若有高精度的有限元基准模型可供利用时，可采用模型修正 的方法进行结构物理参数辨识进而实现结构损伤识别的目的。模 型修正法进行损伤识别是根据实测数据修正现有模型，修正后模 型与原模型的差异即为结构损伤，因此在用模型修正方法进行损 伤识别前，应具备与损伤前实测数据吻合的高精度有限元基准模 型。模型修正方法已经较为成熟，可根据实际需要选用适当的方 法。 神经网络是一一种基于数据的非参数化非线性建模方法，其用 于损伤识别的基本步骤，是构建结构的损伤数据集合，对神经网络 进行训练，校验神经网络的有效性，利用训练得到的神经网络模型 进行损伤识别。结构的损伤数据应根据用途划分为训练集、校验 集、测试集。为了得到较好的结果，训练集一般应进行归一化。 神经网络近年来在结构损伤识别中得到了广泛应用。常用的 神经网络模型有：BP神经网络、RBF神经网络，概率神经网络、自 组织神经网络和模糊神经网络等，其中，最为常见的神经网络模型 为BP神经网络和RBF神经网络。神经网络的拓扑结构应根据 所解决的问题来选择，也可采用试错法或遗传算法以及其他优化

事联及并联和混联体系法：当结构体系中任意杆件失效时，即 引起结构体系失效，称为“串联体系”；结构休系中的若十构件失 效，才会引起结构失效，称为“并联体系”；结构体系的失效模式由 系列并联体系所组成的串联体系，即为“混联体系”。 概率网络估算技术法是把结构体系所具有的失效模式，根据 其间的相关分析分成若十组，每组中的失效模式间其有很高的相 关性，然后选取各组中失效概率最大的失效模式作为各组的代表： 称为该体系的主要失效模式。 分枝界限法是通过分枝界限的途径，从众多的失效模式中，找 出主要失效模式，计算结构体系可靠度的方法。分枝界限法包括 分枝和界限两个步骤。

A.3.31VDT的优点在于：①无摩擦测量；②无限的机

ILVDT的主要限制是：①为得到线性性能DB3307／T 060-2018 城镇道路清扫保洁作业规范.pdf，传感器的外 行程长；②输出信号对输入被测量存在定的非线性；③价 寸昂贵。

感器的输出信号是一个真正的绝对值，而不是比例的或放大处理 的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，更无需定期标定。 磁致伸缩位移传感器特点：①内部非接触式测量；②性能价格 比高；③多种输出方式可供选择；④防浪涌、防射频干扰；5不需定 期标定和维护；③安装方便；②高精度、高稳定性、高可靠性；使

用寿命长；③具有输入电源反向极性保护功能；结构精巧、环境 适应性强。它的缺点是不适于小位移的测量需求。 A.3.5GPS动态差分载波相位方法的优点是：①各测站间无需 通视，是相互独立的观测值；②可以全天候作业；③定位精度较高。 实时定位精度平面可达10mm，高程可达20mm；④能同时测定点 的动静态三维绝对坐标，无漂移现象；5操作方便，易于建成无人 值守的自动监测系统

A.4.1压阻式加速度传感器的原理为压阻效应，即半导体材料 受到应力作用时，其电阻率会发生变化，因此传感器可通过此原理 来感测位移的变化。压阻式加速度传感器结构简单，外形小巧，性 能优越，无其可测量低频加速度。压阻式加速度传感器产生误差 的主要原因是温度。由于传感器中扩散电阻的温度系数较大，电 阻值随温度变化而变化，引起传感器的零位漂移和灵敏度漂移。 零位温度的漂移一般可用串联电阻的方法进行补偿；灵敏度则随 温度变化：当温度升高时，压阻系数减小，感测器的灵敏度也随之 减小；反之则灵敏度随温度减小而增大。 压电式加速度传感器基于压电陶瓷等非晶方性结构材料对高 频微小机械振动的优良响应特性，具有不受温度变化影响、防水性 佳、电磁十扰保护和绝缘处理性强等技术特性。 电容式加速度传感器可将非电量的变化转换为电容量变化。 传感器具有结构简单、分辨能力高、可非接触测量、耐冲击、可微型 化的优点。但它在使用时受温度波动影响，因此应能对其温度效 应进行温度补偿。

选择最合适的加速度传感器。通常选择加速度传感器考虑的最主 要因素是：质量、频率响应和灵敏度。 1质量：

传感器作为被测物体的附加质量，会影响其运动状态。要求 传感器的质量ma远小于被测物体安装点的动态质量㎡。 由于传感器质量影响，会使被测构件的振动加速度a降低SY／T 4212-2017标准下载，其 降低的加速度△a=aLl一m/（ma十m）」。 2频率响应： 低频响应特性：加速度传感器的下限频率为一10%频响。当 测试信号频率在5Hz以下时，应选择诸如隔离剪切结构等隔离基 座应变、热释电效应等环境干扰性能好的加速度传感器。应变类 加速度传感器具有响应静态信号的特性。 高频响应特性，可按式（1）进行计算：

式中：f。一谐振频率； K一一敏感结构的组合刚度； M一质量块大小。 在敏感结构的组合刚度一定的前提下，质量块越大，谐振频率 越低。大的质量块将产生高机械增益，传感器的灵敏度高、噪声 低、频率范围窄。相反，小质量块将产生低机械增敏，传感器灵敏 度低，输出小，但频率范围宽。 传感器的安装方式也会影响传感器的频率响应（不影响振 幅），安装面要平整、光洁，安装选择应根据方便、安全的原则。以 下为同一只压电加速度传感器不同安装方式的使用频率：螺钉刚 性连接（士10%误差）10kHz；环氧胶或502粘接安装6kHz：磁力 吸座安装2kHz；双面胶安装1kHz。 3灵敏度： 在电路不放大的基础上，质量块越大，传感器的灵敏度越高， 系统的信噪比越高，抗干扰能力和分辨率也越强。灵敏度的选择 受重量、频率响应和量程的制约。一一般来讲，在满足频响、重量和 量程的要求下，应尽量选择高灵敏度的传感器，这样可降低信号调

理器的增益，提高系统的信噪比。 A.4.3内部结构有压缩和剪切两大类，常见的有中心压缩、平面 剪切、三角剪切、环型剪切。中心压缩型频响高于剪切型，剪切型 对环境适应性好于心压缩型。如压电式加速度传感器配用积分 型电荷放大器测量速度、位移时，最好选用剪切型产品，这样所获 得的信号波动小，稳定性好