應變是指結構在外力作用下的相對變形，是掌握結構力學性能及判斷結構承載力的重要指標，在土木工程、機械制造、航空航天等多種學科的力學性能測試中廣泛應用。在橋梁工程領域，爲了掌握新建橋梁或者運營橋梁的實際承載力，判斷其是否達到設計荷載或目標荷載要求，通常需要采用荷載試驗的方法，對橋梁的承載力進行鑒定。此時，應變測試就是一項主要測試內容。橋梁荷載試驗中的應變測試一般是通過在橋梁控制截面安裝應變傳感器(多采用電阻應變片)，然後通過對比加載前後的應變變化，獲得結構承受活荷載的能力。再通過試驗荷載與設計(目標)荷載的對比，反映橋梁承載力的狀況。由于電阻應變片一般需要直接粘貼在構件被檢測部位，常需高空操作,操作不便且效率低下。野外測試中，隨著橋梁跨徑的增大，試驗加載車輛數量的增多，導致加載曆程時間較長，應變片受環境影響很大，經常出現數值漂移過大的問題。由于應變測量數值不穩定，經常導致結果不可用。

因此，如何減小應變測試中的各種幹擾因素，提高檢測效率和測量數據的可信度，降低檢測成本，是長期以來技術人員一直努力探索的問題。本文在傳統應變測試方法的基礎上，提出了一種基于雙懸臂梁工作特性的可裝配式應變測量傳感器，大幅提高了現場檢測的工作效率和應變測量數據的可靠性。

常用應變測試技術的分析與比較

常用應變測試技術主要包括機械式、電阻式、振旋式、光纖式四種應變測量方法。

機械式應變測量裝置一般將千分表與百分表等與頂杆等連接構造組合在一起，爲一種組合式應變測量裝置。該方法雖然讀數直觀、構造簡便，但其讀數耗時耗力，且精度較低，一般僅用在實驗室測試中。

振弦式應變測量方法是基于張緊弦振動頻率與張力之間的關系而進行的結構應變測試方法。該測量方法具有結構簡單、安裝方便、抗幹擾能力強、信號失真小等優點。基于該原理研發的應變計、錨索計等，廣泛應用在橋梁施工監控與健康監測的應變、力值測試。根據其測量方法可知，張緊的鋼弦需要可靠固定在外部結構（鋼殼）上，當鋼殼産生應變，才能帶動並引起鋼弦振動頻率變化。因此，必須保證鋼殼與被測結構的可靠錨固。對于大多混凝土和鋼結構橋梁，荷載試驗均采用粘貼工藝，而振弦式傳感器鋼殼軸向剛度極大，當采用粘貼工藝時，不能保證傳感器與被測結構的協同變形，導致數據偏小失真。因此，除非采用焊接或錨栓等可靠錨固措施，否則該類傳感器則不建議應用在橋梁荷載試驗中。

光纖式應變測量方法具有抗電磁幹擾能力強、傳輸距離遠、溫度適應性好、靈敏度高、信號失真小等諸多優點，理論上其穩定性要顯著高于前兩種方法。但由于其價格較高，光纖傳感器的使用、安裝及傳輸較爲複雜，一般僅用于橋梁長期監測中，並不適合與橋梁荷載試驗這種相對應變的快速測試中。

電阻式應變測量方法因其靈敏度高、易于實現數字化及自動化、測試費用低等優點得到了廣泛使用。橋梁荷載試驗中經常采用電阻應變片進行單向應變和平面應變測試。由于實驗中測點衆多，通常采用半橋連接方法，即采用溫度的公共補償方式。因野外試驗環境惡劣，受溫度、濕度以及其他自然因素和人爲因素影響大；隨著橋梁跨徑增大，需要的試驗加載車輛也增多，車輛加載、卸載曆程隨之也較長，會使應變數據出現較大的漂移，掩蓋了應變真值，導致測試結果無法使用。因此，如何提高電阻式應變測試方法的穩定性和抗幹擾能力，是該方法改進和進一步推廣應用的前提。電阻應變片構造如圖4所示。

綜合以上分析並結合橋梁荷載試驗的特點和要求，機械式、振弦式、光纖光柵式應變傳感器（裝置）等均不適合荷載試驗應用。電阻式應變測量具有精度高、靈敏度高、使用方便的優點，但是重點需要克服其穩定性差、受環境影響大的缺點。因此，本文基于電阻式測量原理，提出一種新的應變測試技術，研發出了多用途應變測量傳感器。基于特殊的技術措施，攻克了電阻應變片測量中的缺陷，可適應各種不同應變量程需求，滿足橋梁及其他結構野外測試的要求。