Thiết bị và dụng cụ đo dùng trong
thí nghiệm & kiểm định công trình
BỘ MÔN THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CÔNG TRÌNH
THS. CHU TIẾN DŨNG
CHƯƠNG 1
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ
MÔMEN
I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI DỤNG CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ ĐO CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ ĐO BIẾN DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ ĐO LỰC, ÁP SUẤT VÀ MÔ MEN
TÓM TẮT NỘI DUNG CỦA CHƯƠNG 1
I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI DỤNG CỤ ĐO
I.1 KHÁI NIỆM :
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ

- Các dụng cụ và thiết bị đo chuyển vị : Dùng để đo các chuyển vị của kết
cấu công trình theo phương thẳng đứng thường gặp như là : độ võng của cấu
kiện chịu uốn, độ lún gối tựa, độ lún của cọc móng,…; cũng có thể là các
chuyển vị ngang như chuyển vị ngang đầu cột,…
-
Các dụng cụ và thiết bị đo biến dạng : Việc đo trực tiếp được giá trị ứng
suất xuất hiện trong vật liệu kết cấu là không thể thực hiện được ( vì ứng
suất là đại lượng có hai thứ nguyên ). Dựa trên cơ sở kết cấu thí nghiệm
làm việc trong giai đoạn đàn hồi, quan hệ ứng suất và biến dạng tuân theo
định luật Hook, do đó bằng cách đo biến dạng của vật liệu sẽ cho phép xác
định giá trị ứng suất tại điểm cần đo.
-
Các dụng cụ và thiết bị đo lực, áp suất và momen : Các dụng cụ và thiết
bị đo này nhằm xác định chính xác giá trị của tải trọng đặt lên kết cấu khi
tiến hành thí nghiệm.
Với mỗi dụng cụ và thiết bị đo, nguyên lý hoạt động của nó được đặc trưng ở
bộ phận chuyển đổi, khuếch đại và chỉ thị đại lượng cần đo. Tuy nhiên, dù
hoạt động theo nguyên lý nào khi sử dụng trong các thí nghiệm thì các dụng
cụ và thiết bị đo phải đáp ứng được một số yêu cầu cơ bản sau đây :
-
Có cấu tạo đơn giản, đảm bảo ổn định trong suốt quả trình thí nghiệm.
-
Có độ chính xác phù hợp với đại lượng cần đo.
-
Có độ ổn định dưới tác động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ
ẩm,…
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT

II. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ ĐO CHUYỂN VỊ
II.1 Đồng hồ đo độ võng ( Võng kế )
a.Sơ đồ cấu tạo và hoạt động
Kim quay trên mặt chia 100 vạch tròn kín đánh số từ 0 đến 99 để ta đọc chữ số
hàng chục và đơn vị. Cửa sổ chữ nhật có thang chia được đánh số từ 0 đến 9.
Mỗi khoảng lại được chia làm 10 vạch nhỏ. Ta đọc chữ số hàng trăm trên
thang chia ở cửa sổ này.
Dây thép (1) treo quả nặng (2) được vắt qua ròng rọc (3). Đầu kia của dây thép
được buộc vào điểm có chuyển vị trên kết cấu. Ròng rọc (3) gắn với bánh răng
(4) có khắc vạch và đánh số chữ số hàng trăm nhìn thấy qua cửa sổ trên mặt
võng kế. Bánh răng (4) làm quay trục răng (5) có gắn kim (6) theo tỉ số truyền
1:10. Kim (6) quay trên mặt chia 100 vạch (7). Cấu tạo này biến chuyển vị
thẳng của kết cấu thành chuyển động quay của kim và được khuyếch đại lên
10 lần. Ta gọi hệ số khuyếch đại của võng kế: Kv = 10.
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ

D©y neo cét ®ì
Dùng võng kế đo chuyển vị ngang
Chèn ảnh vào đây
II.1 Đồng hồ đo chuyển vị ( Indicator )
a.Sơ đồ cấu tạo và hoạt động
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ
MÔMEN
b. Lắp đặt và sử dụng Indicator
Bộ giá để lắp Indicator được chế tạo sẵn. Đế thép có trọng lượng 5-6 Kg để giữ
ổn định. Chuyển động trượt và quay của các cần, các khớp trên bộ giá cho
phép ta thực hiện cả 6 bậc tự do để điều chỉnh indicator đến vị trí mong muốn
cần đo. Sau khi điều chỉnh cần văn chặt các vít hãm để cố định vị trí. Ngoài bộ
giá dùng trọng lượng chân đế để giữ ổn định còn có bộ giá từ(nam châm) với
trọng lượng nhỏ, lực hút vào thép lớn rất thuận tiện cho việc gá lắp Indicator
trong các thí nghiệm kết cấu thép.

Đo biên độ dao động ở các kết cấu kết cấu chịu tải trọng động với tần số thấp
Tóm lại : Indicator được dùng trong lĩnh vực thí nghiệm và kiểm định công trình như
một đồng hồ đo van năng.
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ
MÔMEN
c. Chọn và bố trí các dụng cụ đo chuyển vị
Một kết cấu đơn giản chịu uốn tối thiểu cần dùng 3 dụng cụ đo. Hai Indicator IA
và IB đo độ lún gối A và B, một võng kế V đo độ võng tại tiết diện giữa là vị trí
có chuyển vị lớn nhất.
I
I
f
f
f
f

f
f
f
f
f f f f f f f f
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ
MÔMEN
d. Indicator điện tử
Ngoài các Indicator cơ học ở trên, trong thực tế còn có các Indicator điện tử
hiển thị số đo bằng bảng điện tử chỉ thị số.
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ

CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ
MÔMEN
∆
N
∆
∆
r
n
r
L
∆
L
Trên khung Tenzomet có lưỡi dao cố định (1). Lưỡi dao di động (2) hình quả
trám có mang đòn (3). Đòn (3) đẩy kim (4) quay trên bảng chia (5) có 50 vạch.
Độ khuyếch đại của hệ thống đòn bảy:

IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ
MÔMEN
Giá trị 1 vạch trên bảng chia :
mm
K
T
001,0
1
1
==
δ
Hiệu số Δn giữa lần đọc sau và lần đọc trước cho ta giá trị biến dạng:
T
K
nnl
1

1
∆=∆=∆
δ
b.Cách gá lắp và điều chỉnh.
- Khi gá lắp Tenzomet vào vị trí đo, trục của Tenzomet ( trùng với chuẩn đo) phải
trùng với phương biến dạng.
- Bề mặt vật liệu ở vị trí Tenzomet phải phẳng, nhẵn và đủ cứng để các lưỡi dao
không bị trượt khi vật liệu kết cấu biến dạng. Các lớp sơn, mạ trên bề mặt của
kết cấu thép cần cạo bỏ và đánh ráp cho phẳng, nhẵn. Bề mặt bê tông hay lớp
vữa ngoài nếu đã bị phong hoá cần đục tẩy và mài nhẵn. Có thể dùng xi măng
nguyên chất để đánh nhẵn bề mặt hoặc keo dán để phủ tạo lớp mặt nhẵn, cứng.

TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ
MÔMEN
III.2 Tenzomet điện trở
Tenzomet điện trở có các đặc điểm chính sau:
- Có độ nhạy cao (đo được biến dạng nhỏ đến 10-6 ).
- Đo biến dạng ở các trạng thái tĩnh, động.
- Đo được biến dạng theo nhiều phương ở một vùng vật liệu nhỏ. Vì vậy có thể
xác định được ứng suất ở những vùng vật liệu có trạng thái ứng suất biến dạng
phức tạp, cục bộ.
- Đo biến dạng từ khoảng cách xa với số lượng điểm đo lớn trong một khoảng thời
gian ngắn. Có thể bán tự động, tự động xử lý số liệu và hiện thị kết quả bằng các
phần mềm máy tính.
- Cho phép đo nhiều tham số cơ học khác nhau như đo lực, đo áp suất, đo trọng
lượng, đo chuyển vị…
- Một nhược điểm của Tenzomet điện trở là chịu nhiều ảnh hưởng của môi trường
( như nhiệt độ, độ ẩm…). Trong điều kiện khí hậu như nước ta thì việc bảo quản
thiết bị và sử dụng nó cũng gặp một số khó khăn nhất là với các thí nghiệm kiểm
định ngoài hiện trường.

đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ
MÔMEN
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,

Để đo sự thay đổi ΔR, người ta dùng cầu điện trở Wheatstone (hình vẽ).
U
I
4
Điều kiện để cầu cân bằng (dòng điện kế Ig =
0) là:
R1 / R2 = R4 / R3 hay là R1R3 = R2R4
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ
MÔMEN
U
I
∆
4
R R
a

đòn ta đã tăng độ nhạy lên 2,5 lần.
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO
CHUYỂN VỊ
III. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO BIẾN
DẠNG
IV. DỤNG CỤ VÀ
THIẾT BỊ ĐO LỰC,
ÁP SUẤT VÀ
MÔMEN
b. Comparator – Dụng cụ đo biến dạng cầm tay
L
L
Comparator Thanh chuẩn
CHƯƠNG 1
Thiết bị và dụng cụ
đo dùng trong
TN&KĐCT
I. KHÁI NIỆM VÀ
PHÂN LOẠI DỤNG
CỤ ĐO
II. DỤNG CỤ VÀ

C1
- ∆ = l
KC2
– l
C1
∆l = ∆l
2
- ∆l
1
= l
KC2
– l
C1
– l
KC1
+ l
C1
= l
KC2
– l
KC1
c. Extenzomet
Đây là dụng cụ đo biến dạng chuyên dùng để đo biến dạng của các loại thép có
đường kính nhỏ, dây cáp, tấm vỏ mỏng.
Về nguyên lý Extenzomet như một bộ gồm 2 Comparator được một bộ kẹp chung
để gá lắp lên mẫu cần đo biến dạng. Chân cố định có thể thay đổi vị trí để thay đổi
chuẩn đo.