Estensimetro di superficie Surface Wire Crackmeter

Estensimetro di superficie
Surface Wire Crackmeter
Manuale d’uso/
Instruction manual
(10/03, Rev.2, D241)
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Redatto da / Written by
Approvato DTE / Revised by
INDICE
1. INTRODUZIONE
…………………………………………………………. 1-1
2. DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI
Principio di funzionamento……...…. 2-1
3. MODALITÀ D’INSTALLAZIONE
CONTENTS
1. INTRODUCTION
…………………………………………………………. 1-1
2. INSTRUMENT DESCRIPTION
Working principle………….…………..…. 2-1
3. INSTALLATION PROCEDURE
STESURA CAVI………………………………… 3-3
CABLE INSTALLATION……………………… 3-3
POSA IN OPERA DI EVENTUALI
SCATOLE DI DERIVAZIONE…………….. 3-5
JUNCTION BOX INSTALLATION.….…. 3-5
CABLES WIRING……………..………………. 3-5
CABLAGGIO CAVI……………………………. 3-5
4. ESECUZIONE DELLE MISURE
4. TAKING READINGS
5. DATA PROCESSING
5. ELABORAZIONE DELLE MISURE
6. MAINTENANCE
6. MANUTENZIONE
SERVICE AND REPAIR……………………… 6-1
SERVIZIO E RIPARAZIONE……………… 6-1
Spedizione……………………………………. 6-1
Shipment………………………………………. 6-1
7. APPENDIX
7. APPENDICE
MODULO RILEVAMENTO DATI
ESTENSIMETRO DI SUPERFICIE…….. 7-1
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
SURFACE WIRE CRACKMETER
RECORD FORM……………………………….… 7-1
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I
CAPITOLO 1: INTRODUZIONE
CHAPTER 1: INTRODUCTION
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
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1. INTRODUZIONE
L’estensimetro di superficie viene
utilizzato per il controllo e la misura di
movimenti superficiali in pendii franosi e
versanti in roccia, qualora siano presenti
evidenze di movimento quali fratture o
giunti.
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
1. INTRODUCTION
The surface wire crackmeter is used to
monitor and measure the surface
movements of natural slope with stability
problem, landslide or in any other case
when fractures or joints are present.
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1-1
CAPITOLO 2: DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI
CHAPTER 2: INSTRUMENT DESCRIPTION
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
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2. DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI
2. INSTRUMENT DESCRIPTION
L’estensimetro di superficie si compone
complessivamente dei seguenti elementi:
It is composed
components:
• una scatola stagna contenente un
tensionatore con cavo in acciaio inox che
trascina una puleggia la cui rotazione è
rilevata da un potenziometro;
• waterproof box housing a tensioning
device with a stainless steel cable that is
winded on a pulley axially connected to a
rotary potentiometer;
• il cavo d’acciaio del tensionatore che
può essere prolungato in funzione
dell’installazione e può anche essere in
invar o in kevlar;
• the s.s. cable can be elongated
according
to
the
installation
requirements. To minimize the thermal
effect instead of stainless steel it can be
used kevlar or invar cable;
• un tassello ancoraggio, per il fissaggio
dell’estremità libera del filo;
• un cavo elettrico che realizza il
collegamento dello strumento all’unità di
lettura.
by
the
following
• a cable anchoring;
• electric cable in the required length of
different type function of the electric
signal output.
Scatola stagna
Waterproof box
Tensionatore
Tensioning device
Cavo elettrico
Electric cable
Puleggia
Pulley
Cavo d’acciaio del tensionatore
s.s. cable
Tassello di ancoraggio
Cable anchoring
Fig. 2.1 – Estensimetro di superficie
Fig. 2.1 – Surface wire crackmeter
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
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2-1
2. DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI
Principio di funzionamento
2. INSTRUMENT DESCRIPTION
Working principle
L’estensimetro di superficie viene
utilizzato per misurare lo spostamento
relativo tra due punti di misura posti ai due
lati di una frattura da monitorare.
Surface Wire Crackmeter is used to
monitor the relative displacement between
two points located at the edges of a
fracture.
Una volta scelti i punti di misura, in
corrispondenza di essi, vengono montati
rispettivamente la scatola contenente il
sensore da cui fuoriesce il cavo, e
l’ancoraggio per il fissaggio dell’estremità
opposta del cavo.
Once the measuring points are selected, in
one of them will be installed the transducer
box while in the other the cable anchoring
support.
Il cavo può avere una lunghezza, in
funzione del tipo di materiale di cui è
costituito, fino a 30 m. Esso è mantenuto in
tiro da un tensionatore avente una corsa di
2 m ed una forza di tensionamento fino a 8
kg in modo tale da mantenere la catenaria
del cavo entro valori di qualche centimetro
e quindi da contenere l’errore sulla misura
nel caso di variazione di tensione.
Lo spostamento di uno dei due punti di
misura modifica la lunghezza del filo che fa
ruotare la puleggia sulla quale è avvolto, e
conseguentemente il potenziometro. Ad
uno spostamento di circa 240 mm,
corrisponde un giro del potenziometro. Il
campo di misura del potenziometro
presenta un angolo morto di circa 5° ± 1°,
pertanto se gli spostamenti superano i 240
mm si avrà una zona morta di circa 4-5
mm, dopodichè la misura riprende partendo
di nuovo da un valore elettrico pari a zero
per ogni successivo spostamento di 240
mm, fino allo spostamento massimo di
2000 mm determinato dalla corsa del
tensionatore. Un esempio è mostrato nella
figura seguente (fig. 2.2).
The cable will be pulled up to the anchoring
support and locked to it.
Any movement of the cable will produce a
rotation of the pulley on which is winded
and of the rotary potentiometer producing
and electric output signal strictly
proportional to the displacement.
The cable can have a length up to 30 m
function of the material choice and size.
To keep this cable loaded a tensioning
device (balancer) is used.
The stroke of the balancer is of 2 m and the
loading capacity can be up to 8 kg. The
catenary of the cable has to be minimized
properly selecting the cable and the tension
force.
For length over 10 m we suggest to use a
kevlar rope 2 mm O.D., that presents the
advantage of low weight, high strength and
thermal elongation similar to invar.
Minimizing the cable catenary the error due
to possible variation of the tension load is
reduced.
Movement of one of the measuring point
causes a variation of the cable length
inducing a rotation of the pulley connected
to the potentiometer.
One turn of the potentiometer corresponds
roughly to 240 mm of displacement. The
rotary potentiometer has a dead angle of
5° ± 1° therefore if the displacement is
larger than 240 mm we will have a dead
stroke of about 4-5 mm after which further
displacement will be starting again from the
electric zero.
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2-2
2. DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI
2. INSTRUMENT DESCRIPTION
SEGNALE ELETTRICO IN USCITA
OUTPUT ELECTRIC SIGNAL
MM DI SPOSTAMENTO
DISPLACEMENT IN MM
Fig. 2.2 – Modalità di misura
Fig. 2.2 – Measure modality
Il segnale elettrico in uscita potrà essere in
tensione (mV/V) o in corrente (4-20 mA) in
funzione delle richieste del cliente.
This will be repeated at any complete
pulley rotation up to 2 m displacement
that is the balancer stroke.The figure 2.2
gives a better idea
The output electric signal can be in mV/V
or 4-20mA according to client need.
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2-3
CAPITOLO 3: MODALITÀ D’INSTALLAZIONE
CHAPTER 3: INSTALLATION PROCEDURE
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3. MODALITÀ D’INSTALLAZIONE
L’estensimetro di superficie va
installato, come già detto, ai due lati di una
frattura.
Di seguito viene riportata la procedura per
l’installazione modo:
1 . In presenza di materiale sciolto,
scavare un pozzetto 50× 50×50 cm,
riempirlo con calcestruzzo ed appoggiare su
questo la scatola del trasduttore e fissarla
direttamente con i tasselli ad espansione.
Nel caso si sia in presenza di roccia,
spianare la superficie e fissare la piastra
usando direttamente
i tasselli ad
espansione per bloccare la scatola;
2 . lo strumento viene già fornito con il
tensionatore regolato su un valore di
pretensionamento standard. Se però la
tensione risulta insufficiente, aprire il
coperchio e aumentare la tensione
seguendo le istruzioni riportate sul fronte
del tensionatore (fig. 3.1 A);
3 . collegare il cavo elettrico all’unità di
lettura seguendo le istruzioni relative
all’uso dell’unità di lettura scelta (fig. 3.1
B); ruotare la puleggia facendola slittare
rispetto al filo, per portarla nella posizione
di partenza voluta in funzione del campo di
misura desiderato e dei movimenti previsti
(fig. 3.1 C). Per facilitare il lavoro, sulla
puleggia è riportata una tacca che fatta
coincidere con quella di riferimento, indica
grossomodo il valore di zero;
4 . muovere il filo agendo sul riscontro,
per definire il segno del segnale in funzione
del movimento e, usando un metro, fare
una verifica grossolana
del corretto
funzionamento dello strumento (fig. 3.1 D);
5.
chiudere con il coperchio;
6 . riportare sul foglio d’installazione i
valori misurati;
nel caso il cavo d’acciaio del tensionatore
sia esposto ad agenti esterni (neve,
ghiaccio, animali, cadute di rami, massi,
ecc.) si deve coprire il cavo con idonee
protezioni: un tubo metallico tipo conduit ∅
200÷300 mm tagliato a metà può essere
una buona soluzione. Di caso in caso chi
effettua l’installazione si deve preoccupare
di trovare la soluzione più funzionale (fig.
3.1 E).
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3. INSTALLATION PROCEDURE
In the following is presented the procedure
to instal:
1 . If the installation has to be done in
loose material dig a pit 50 x 50 x 50 cm fill
with concrete and put on it the galvanized
steel mounting plate and fixs it with
expansion bolts.
If the installation has to be done in rock,
use expansion bolts to mount the
transducer box directly on the surface .
2 . Instrument is supplied with the
tensioning device turned on a standard
tension value. If the tension is not enought,
open the transducer box cover and increase
2 . the tension load following the
instruction reported on the front of the
balancer (fig. 3.1 A).
3 . Connect the electric cable to the
readout unit according to the instruction
manual of the readout used to adjust the
zero point (fig. 3.1 B). Rotate the pulley,
releasing the tension load on the cable in a
way that the cable will not move (fig. 3.1
C).Allining the mark on the pulleywith
thereference mark we obtein a coarse
indication of the zero point.
4 . Move the cable in and out to define
the sign of the electric signal function of the
displacement and make a rough check of
the system using a meter (fig. 3.1 D).
5. Mount and fix with the bolts the box
cover.
6 . Report on the installation sheet the
measured values.
7 . In case the s.s cable is exposed to
external agents (snow, ice, animals, branch
or gravel fall) it is necessary to cover it with
proper protection (fig. 3.1 E).
For example we suggest a steel conduit
200÷300 mm O.D. cut lengthwise.
Case by case who is taking care of
installation has to find a proper solution for
this aspect.
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3-1
3. MODALITÀ D’INSTALLAZIONE
3. INSTALLATION PROCEDURE
A
B
C
D
E
Fig. 3.1 – Schema di installazione
Fig. 3.1 – Installation scheme
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3-2
3. MODALITÀ D’INSTALLAZIONE
3. INSTALLATION PROCEDURE
STESURA CAVI
CABLE INSTALLATION
La trasmissione del segnale elettrico di
ogni singola strumento avviene tramite il
cavo elettrico ad esso collegato,
normalmente fornito in matasse.
The electric signal of each instrument is
transmitted by means of an electrical cable.
This cable is normally supplied in rolls.
Sulla parte terminale del cavo elettrico è
fissata una “targhetta” sulla quale sono
riportati i dati identificativi del trasduttore
(fig. 3.2).
The cable end is supplied with an
identification plate which contains the
relevent details of the instrument (fig. 3.2).
Modello strumento
Instrument model
D313SV50
S/N D98376 60 m. MG7
Numero di serie
Serial number
Lunghezza cavo
Cable length
Eventuale codice
di progetto
Possible project
code
Fig. 3.2 – Esempio di targhetta di identificazione del trasduttore
Fig. 3.2 – Example of transducer identification plate
Nel caso di strumenti non provvisti di
targhetta di identificazione o comunque
quando su quest’ultima non è riportato il
codice di progetto è necessario, in fase di
posa in opera, segnare in modo
permanente (ad esempio con un pennarello
indelebile), sull’estremità del cavo un
codice che permetta di identificarli in fase di
lettura ed eventualmente, se prevista, in
fase di centralizzazione.
Una volta che lo strumento è stato posto in
opera, bisogna provvedere alla stesura del
relativo cavo elettrico. Questa fase riveste
un’importanza pari a quella della posa in
opera del trasduttore, infatti l’eventuale
determinazione di abrasioni o tagli sulla
guaina di rivestimento possono, nel tempo,
far insorgere perdite di isolamento con
conseguente instabilità delle misure.
Se
la
stesura
non
viene
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Surface wire crackmeter
eseguita
In the case of instruments not provided
with an indentification plate or in any other
situation where the identification details are
inaccessible, it is vitally important to mark
the cable end in permanent way during
installation (for example with an indelible
marker) so that the identity of the
instrument is clear for reading or for wiring
purposes.
Once the instrument has been installed, the
cable must be installed correctly. This
operation is as critical as the transducer
installation. If the cable sheath is damaged
by abrasion or cutting, loss of insulation will
produce unstable readings.
The instrument cable is supplied as a coil,
and unless the coil is unwound correctly
there is a possibility of cable damage and a
certainty that the cable will become
hopelessly tangled.
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3-3
3. MODALITÀ D’INSTALLAZIONE
correttamente, già dopo qualche metro
iniziano a formarsi delle asole e con il
proseguo delle operazioni, il cavo
incomincia ad aggrovigliarsi. Ciò, oltre a
determinare inevitabili perdite di tempo,
può provocare il danneggiamento del cavo
stesso con le conseguenze descritte sopra.
3. INSTALLATION PROCEDURE
To avoid this, it is advisable to unroll the
cable keeping the arms in the center of the
roll and turning it so that the cable comes
out straight (fig. 3.3).
Per evitare l’inconveniente si consiglia di
non srotolare la matassa appoggiandola per
terra ma di sorreggere la stessa come se
fosse montata su di un rullo, infilando le
braccia all’interno (fig. 3.3).
Fig. 3.3 – Modalità di svolgimento del cavo
Fig. 3.3 – Cable unroll modality
Evitare se possibile, di lasciare tratti di cavo
scoperto
in
modo
da
evitare
danneggiamenti accidentali e prevenire
eventuali atti vandalici.
Nel caso in cui il percorso dei cavi è
previsto interrato è opportuno predisporre
una tubazione flessibile, di diametro
adeguato, con pozzetti rompitratta
ispezionabili, posti almeno ogni 30 metri.
Se il cavo deve essere posizionato su
parete, è preferibile proteggere lo stesso
con una tubazione conduit preventivamente
fissata alla parete tramite collarini in
acciaio. Anche in questo caso vanno
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
Damage to cables of these instruments can
be particularly critical. As such, cables to
the instruments should be protected by an
additional barrier at all times. In the case of
buried cables, we recommend that the
cable is installed within a protective duct
and that inspection covers are installed at a
minimum of every 30 metres.
If the cable is installed on a wall, the cable
should be installed into a conduit fixed to
the wall by steel brackets.
Furthermore, inspection boxes should be
placed at least every 30 metres or where
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3-4
3. MODALITÀ D’INSTALLAZIONE
previste delle scatole rompitratta almeno
ogni
30
metri
e
comunque
in
corrispondenza di percorsi curvilinei con
angoli prossimi a 90 gradi.
In caso di percorso aereo va teso un
cavetto di acciaio: questo dovrà essere
messo in tensione tramite tenditori posti
sulle estremità. Per fissare i cavi elettrici si
possono utilizzare delle fascette in
materiale plastico o altri opportuni sistemi.
POSA IN OPERA DI EVENTUALI
SCATOLE DI DERIVAZIONE
Terminata la stesura dei cavi si deve
provvedere al fissaggio delle scatole di
derivazione o pannelli di misura. Le
cassette possono essere posizionate a
parete, utilizzando normali tasselli con viti
in acciaio inox, oppure su appositi supporti
da realizzare in cantiere a seconda delle
esigenze.
CABLAGGIO CAVI
Tagliare i cavi in modo che abbiano una
lunghezza sufficiente a consentire un
corretto posizionamento (sia estetico che
funzionale). Prima di accorciare i cavi
trascrivere il codice di progetto in una
posizione che consenta di individuarli anche
dopo la fase di cablaggio.
Sguainare il cavo per una lunghezza
opportuna (tale lunghezza dipende dalle
dimensioni della scatola di derivazione o
pannello di misura utilizzato) in modo che
rimangano esposti i conduttori, spellare la
parte terminale dei conduttori per circa 10
mm (eventualmente stagnare con
saldatore), infilare l’estremità del cavo
all’interno del pressacavo e serrare.
3. INSTALLATION PROCEDURE
there are sharp changes in direction. This
will facilitate insertion of the cable into the
conduit.
If the cables have to be suspended between
structures, a steel wire support is required.
This steel wire should be tensioned by
turnbukles mounted at each end.
The electric cable can then be then secured
to the wire by plastic cable ties.
JUNCTION BOX INSTALLATION
Once the cable installation has been
completed, it will then be possible to install
junction boxes or terminal units. The boxes
can be fixed in place using standard anchor
bolts or on purpose made support brackets
made on site according to requirements.
CABLES WIRING
Cut the cable in such a way to have
enough length to obtain a correct
installation (functional and aesthetic).
Before cutting the cable, take note of the
instrument code so that it will be possible
to identify the instrument after cable
cutting.
Cut the sheath to the required length
(according to the box size) so that the
leads are free. Strip back the conductor
insulation of the wire by about 10 mm. If
possible tin the exposed conductor with
solder. Insert the cable end through the
gland and tighten the gland nut.
Before inserting the leads and locking the
screws of the wiring terminals, check that
the instrument is working correctly by
taking a reading with a manual read out
unit (fig. 3.4).
Prima di inserire ed avvitare i conduttori
nella morsettiera è opportuno eseguire un
controllo degli strumenti, tramite una
centralina di lettura manuale, per
verificarne la funzionalità (fig. 3.4).
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3-5
3. MODALITÀ D’INSTALLAZIONE
3. INSTALLATION PROCEDURE
1
cavo/cable
WE106000
cavo/cable
WE104VWS/K
2
Rosso/Red
Rosso/Red
3
Trasduttore
in tensione
0 ÷ 2000 mV
Nero/Black
Nero/Black
4
Transducer in
tension
0 ÷ 2000 mV
Bianco/White
Giallo/Yellow
+ Vcc
Gnd
+ CH1
- CH1
5
Bianco/White
6
Verde/Green
7
Shield
8
Calza/Shield
+Loop
1
2
Rosso/Red
-Loop
3
4
Trasduttore
in corrente
4 –20 mA
Nero/Black
5
6
Transducer in
current
4-20 mA
7
8
Calza/Shield
Fig. 3.4 – Schema per il cablaggio cavi
Fig. 3.4 – Cables wiring scheme
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3-6
CAPITOLO 4: ESECUZIONE DELLE MISURE
CHAPTER 4: TAKING MEASUREMENTS
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4. ESECUZIONE DELLE MISURE
Per gli strumenti elettrici, se il cavo
di collegamento termina con un connettore,
sarà sufficiente collegarlo a quello sulla
centralina. Accendere la centralina,
attendere per qualche istante la
stabilizzazione del valore e riportarlo sul
foglio delle misure. Qualora la centralina sia
del tipo datalogger (tipo la C800U) è
consigliabile consultare il relativo manuale
d’uso.
Se invece non vi è un connettore, il sensore
potrà fornire un segnale in corrente (4-20
mA) od in tensione (2 V al fondo scala).
Nel primo caso si avranno 2 conduttori di
color rosso e nero, che dovranno essere
collegati mediante i coccodrilli di analogo
colore del cavo volante alla centralina.
Nel caso di uscita in tensione il cavo avrà 6
conduttori di cui solo 4 verranno usati.
Collegare i fili ai coccodrilli del cavo volante
di analogo colore e procedere al solito
modo (fig. 3.10).
Se la misura risulta anomala, rifarla alcune
volte per controllarne la bontà.
MISURE AUTOMATICHE
Qualora gli strumenti vengano collegati
ad un sistema di acquisizione dati, il
cablaggio dovrà essere eseguito secondo lo
schema di collegamento fornito con
l’acquisitore. Si consiglia comunque di
prevedere la possibilità di eseguire le
misure manuali di controllo installando,
durante la realizzazione dell’impianto,
pannelli di misura e centralizzazione. In
considerazione della complessità del
discorso si consiglia di contattare Sisgeo
per progettare il sistema più idoneo.
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4. TAKING READINGS
For electric instrument, if the cable
end with a connector, insert it in the mating
on the read out unit.
Switch on the unit, wait some time for
warm up, take the reading and report on
the form. If the read out has datalogging
capacity as our C800U it is advisable to
look the pertinent manual.
Otherwise if no connector is installed, we
can have two possibility: a 4-20 mA or a
tension (2 V f.s.) output.
In the first case we will have two
conductors black and red that will be
connected to the same colours clips of the
flying cable provided with the read out unit.
If the transducer provide a tension output
the cable will have 6 leads and only 4 will
be used. Connect the clips of the same
colour and take the reading (fig. 3.10).
If the reading is anomalous take other
readings to be sure of the quality.
AUTOMATIC READINGS
If the instruments are connected to a
data acquisition system wirings have to be
made according the scheme supplied.
It is anyway advisable to foresee the
possibility to take manual check readings
installing some measuring panels.
Considering the complexity of the
solutions it is suggested to contact Sisgeo
to design the proper system.
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4-1
CAPITOLO 5: ELABORAZIONE DELLE MISURE
CHAPTER 5: DATA PROCESSING
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5. ELABORAZIONE DELLE MISURE
L’elaborazione dei dati comprende la
conversione da grandezze elettriche ad
unità ingegneristiche attraverso il fattore
di sensibilità che viene riportato sul
certificato di calibrazione (fig. 5.1).
Per i trasduttori elettrici, il fattore di
sensibilità è un numero con cui dividere il
valore elettrico misurato, per ottenere il
valore in unità ingegneristiche.
D = L/S
5. DATA PROCESSING
Data processing include the conversion
from electric to engineering units by mean
of a sensitivity factor reported on the
calibration certificate (fig. 5.2).
For electric transducer the sensitivity
factor is a number by which divide the
electric value, to obtain the engineering
unit.
D = L/S
Where:
Dove:
D = displacement value in engineering unit;
D = spostamento in unità ingegneristiche;
L = lettura elettrica;
S = sensitivity factor.
S = fattore di sensibilità.
Se però si vogliono ottenere precisioni di
misura più elevate, invece di usare come
fattore di sensibilità il numero S, ottenuto
attraverso un’interpolazione lineare dei dati
di taratura si potranno elaborare i dati per
trovare la curva di interpolazione ottenendo
un’equazione del tipo:
i
fattori
di
Sul certificato di taratura, vengono riportati
anche i valori A, B, C. Per semplicità di
trattazione, nel seguito ci riferiremo
principalmente al fattore di sensibilità S, e
svilupperemo la spiegazione riferendoci a
misure effettuate usando centralina base
tipo C6003, C6004 che non hanno capacità
di calcolo o di memorizzazione. Usando
centraline tipo datalogger (ad esempio la
C800U), quanto descritto viene già in parte
fatto dalla centralina come meglio si può
vedere consultando il relativo manuale.
La prima misura viene chiamata lettura
iniziale o lettura di zero L 0, mentre la
misura effettuata in qualsiasi momento
dopo l’installazione viene chiamata lettura
di esercizio L.
Ognuna di queste misure deve essere
convertita in spostamento D secondo la
seguente espressione:
D = (L – l0)/ S
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If more accurate reading is needed, instead
of using the number S that is obtained by a
linear interpolation of the calibration data,
it is possible to process the same
calibration data with a polynomial
interpolation obtaining:
D = (L2 x A) + (L x B) + C
Where A, B, C are the sensitivity
polynomial factors.
D = (L2 x A) + (L x B) + C
Dove A, B, C sono
conversione polinomiali.
L = electric reading;
On the calibration certificate, they are
always reported.
For a more simple speech, in the following
we will refer to the sensitivity factor S (also
said “linear sensitivity factor”), and to the
use of the basic read out type C6003 and
C6004 that have no recording and
processing capabilities.
Using datalogger as the C800U read out
unit, most of the operation are just done
automatically as you can better see on the
specific manual.
The first reading is appelled initial reading
or zero reading L0, reading taken at any
time after installation is appelled
performance reading L .
Each of them to be converted in a
displacement D value has to be computed
as follow:
D =(L– l0)/ S
Where:
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5-1
5. ELABORAZIONE DELLE MISURE
5. DATA PROCESSING
Dove:
L = performance reading;
L = lettura di esercizio;
l0 = minimum reading obtained from the
instrument rotating the pulley.
l0 = lettura minima rilevabile
strumento ruotando la puleggia.
dallo
Il valore l 0 è importante sia rilevato
accuratamente prima dell’installazione
perché è un buon indicatore della salute
dello strumento. Infatti, il valore l0 non
dovrà essere molto lontano da quello
riportato sul certificato, ma raramente sarà
lo stesso.
Inoltre siccome dovrà essere sottratto da
tutte le misure, è consigliabile rilevarlo
accuratamente magari anche più di una
volta per verificarne la ripetibilità.
Nel caso dell’estensimetro di superficie
si dovrà anche considerare la variazione di
lunghezza dovuta alla temperatura.
Pertanto:
It is very important to take a very accurate
l0 value before installation because it is a
good indicator of the working capability of
the instrument. The l0 has to be similar to
the value reported on the certificate, but
rarely will be the same.
Moreover as l0 has to be subtracted from all
the readings, it is advisable to take it very
accurately more than one time to verify the
repeteability.
The wire length variation due to
temperature have to be taken into account
change.
Therefore:
D = (L - l0)/S ± ∆A
Where:
D = (L - l0)/S ± ∆A
∆A =
wire length variation function of
temperature variation.
dove:
∆A =
variazione di lunghezza del
cavetto, funzione della variazione di
temperatura.
Per il calcolo di ∆A è necessario conoscere il
coefficiente di dilatazione lineare λ del
materiale che costituisce il filo. Tale
coefficiente
indica
l’allungamento
percentuale o l’accorciamento percentuale
(se ha il segno – come il kevlar) di un
materiale rispetto all’aumento di un grado
centigrado della temperatura. Nella tabella
seguente sono riportati i valori dei
coefficienti di dilatazione lineare per i
diversi materiali:
To calculate ∆ A the coefficient of linear
expansion (λ ) of the wire material must be
known. This coefficient refers to materials
percent elongation for one centigrade
degree temperature increase. The following
table shows the coefficients of linear
expansion for the different materials:
Coefficienti di dilatazione lineare λ
Coefficients of linear expansion λ
Kevlar
-2.3 10-6 °C-1
Invar
Acciaio/Steel
1.5 10-6 °C
1.2 10
La variazione di lunghezza ∆ A del filo, di cui
si dovrà tenere conto per ottenere una
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
-5
-1
-1
°C
Wire length variation ∆A to be taken into
account to obtain a better accuracy in
SISGEO s.r.l.
5-2
5. ELABORAZIONE DELLE MISURE
maggiore precisione nel calcolo dello
spostamento relativo ∆ S, sarà quindi:
∆A = λ ∆t A 0
dove ∆ t è la variazione di temperatura
avuta rispetto alla lettura iniziale rilevata
tramite un termometro.
Nel caso di sistemi di lettura manuali, si
consiglia di rilevare le misure sempre nello
stesso momento della giornata in modo da
avere un valore di temperatura all’incirca
costante.
Usando sistemi di lettura in automatico,
acquisendo cioè i dati periodicamente, è
possibile eliminare il contributo dovuto alle
variazioni di temperatura mediante
un’interpretazione statistica dei risultati
effettuando una regressione lineare
mediante un programma tipo EXCEL.
Lo spostamento tra i lembi della fessura ∆ D
risulterà quindi:
∆D = Des – D0
dove:
Des = spostamento rilevato con una misura
di esercizio;
D0 = spostamento rilevato con la misura
iniziale o di “zero”.
La tipologia degli spostamenti viene definita
dal segno di ∆ D (es. ∆ D <0 indica un
allontanamento dei lembi della fessura o
delle pareti).
5. DATA PROCESSING
computing displacement ∆S will be:
∆A = λ ∆t A 0
where ∆ t is temperature variation referred
to initial one measured with a
thermometer.
In case of manual read out unit it is
advisable to take the reading always at the
same time of the day to reduce
temperature variation.
Using automatic data acquisition, it is
possible, with a convenient scanning rate to
eliminate the temperature effect by a
statistic data processing.
The displacement between the crack or
fissure lips ∆D will then be:
∆D = Des – D0
where:
Des = displacement measured during the
performance reading;
D0 = displacement measured at the initial
or “zero” reading.
The type of displacement is defined by the
sign of ∆D (for example ∆ D <0 mean an
increase of the distance).
The displacement can be plotted vs. time as
shown in following fig. 5.1.
Lo spostamento relativo può essere
diagrammato in funzione del tempo, come
indicato in fig. 5.1.
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
SISGEO s.r.l.
5-3
5. ELABORAZIONE DELLE MISURE
5. DATA PROCESSING
tempo (mesi)
time (months)
Dr (mm)
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
0
-1
-2
-3
-4
Data di misura di zero: Jan 96
Fig. 5.1 – Diagramma spostamenti relativi - tempo
Fig. 5.1 – Relative displacement - time diagram
Il valore di sensibilità da adottarsi per la
conversione delle grandezze elettriche a
grandezze fisiche è selezionato in accordo
al certificato di taratura fornito a corredo di
ciascun strumento. La sensibilità è
generalmente espressa in mV/mm o in
mA/mm. Come esempio, nel seguito, è
illustrato un certificato di taratura di un
estensimetro di superficie in Mv (fig. 5.2)
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
The sensitivity value to be employed when
converting electric units into physical units
is taken from the calibration certificate
supplied with each instrument. Sensitivity is
generally expressed in mV/mm or mA/mm.
A mV surface wire crackmeter calibration
certificate is shown here as an example
(fig. 5.2).
SISGEO s.r.l.
5-4
5. ELABORAZIONE DELLE MISURE
Modello: Estensimetro di superficie
5. DATA PROCESSING
D241A200
Numero di Serie: D2000001
Sensore: potenziometro
Numero di Serie:
Cliente:
Lunghezza cavo:
2m
CONDIZIONI DI PROVA :
O.L.: 100
Data:
22/06/00
Alimentazione [Vcc ] :24
Temperatura [°C] :20
Umidità [%] :50
Pressione atmosferica [mbar] :1000
La taratura è stata realizzata in accordo al Sistema di Qualità UNI EN ISO 9001 IST 10-01/06
gage blocks n°71 Johnson Controls
lunghezza
letture [mA]
statistiche
mm
1 up
1 down
2 up
2 down
med.[mA]
lin.[mm]
polin.[mm]
0,00
40,00
80,00
120,00
160,00
200,00
240,00
4,000
6,610
9,243
11,860
14,470
17,092
19,750
4,000
6,610
9,243
11,860
14,470
17,092
19,750
4,000
6,610
9,243
11,860
14,470
17,092
19,750
4,000
6,610
9,243
11,860
14,470
17,092
19,750
4,000
6,610
9,243
11,860
14,470
17,092
19,750
0,12
39,93
80,08
119,99
159,79
199,78
240,31
-0,03
39,92
80,17
120,11
159,89
199,78
240,16
mm
-50,00
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
25,000
20,000
dati
mA
15,000
10,000
regr.lin.
regr.polin.
5,000
0,000
RISULTATI
Fattore di sensibilità lineare
Fattori di sensibilità polinomiale
[mm] = A·[mA] 2 + B·[mA] + C
NOTE :
S
[mA/mm]
0,06557
A
B
C
2
[mm/mA ]
[mm/mA]
[mm]
-4,525E-03 1,536E+01 -6,139E+01
err.max.
%F.S.
0,13070
err.max.
%F.S.
0,09183
Le costanti di regressione sono state ottenute mediante il metodo dei minimi quadrati.
L'errore riportato tiene conto degli effetti di linearità ed isteresi.
Colleg.:
rosso=+Loop(A); nero=-Loop(C)
Operatore : ______________________________
Responsabile : ________________________________
Fig. 5.2 – Esempio di certificato di taratura
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
SISGEO s.r.l.
5-5
5. ELABORAZIONE DELLE MISURE
Model: Wire crackmeters
5. DATA PROCESSING
D241A200
Serial/Number:D2000001
Sensor: potentiometer
Customer:
Cable Length:
TEST CONDITIONS :
Serial/Number:
Job number:100
Date:
22/06/00
Power supply [Vdc] :24
Temperature [°C] :20
Humidity [%] :50
Atmospheric pressure [mbar] :1000
2m
Calibration has been made according with Quality Assurance System UNI EN ISO 9001 IST 10-01/06
gage blocks n°71 Johnson Controls
length
readings [mA]
statistics
mm
1 up
1 down
2 up
2 down
avg.[mA]
0,00
40,00
80,00
120,00
160,00
200,00
240,00
4,000
6,610
9,243
11,860
14,470
17,092
19,750
4,000
6,610
9,243
11,860
14,470
17,092
19,750
4,000
6,610
9,243
11,860
14,470
17,092
19,750
4,000
6,610
9,243
11,860
14,470
17,092
19,750
4,000
6,610
9,243
11,860
14,470
17,092
19,750
lin.[mm] polyn.[mm]
0,12
39,93
80,08
119,99
159,79
199,78
240,31
-0,03
39,92
80,17
120,11
159,89
199,78
240,16
mm
-50,00
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
25,000
20,000
data
mA
15,000
10,000
lin.regr.
poly.regr.
5,000
0,000
RESULTS
Linear sensitivity factor
Polynomial sensitivity factors
[mm] = A·[mA] 2 + B·[mA] + C
max.err.
S
[mA/mm]
0,06557
0,13070
A
B
C
2
[mm/mA ]
[mm/mA]
[mm]
-4,525E-03 1,536E+01 -6,139E+01
0,09183
%F.S.
max.err.
%F.S.
NOTES : Regressions constants have been obtained through minimum squares method.
Resulting error depends on the effects of linearity and hysteresis.
Wiring :
red=+Loop(A); black=-Loop(C)
Operator : ________________________________
Production chief : ____________________________
Fig. 5.2 – Example of calibration report
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
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5-6
CAPITOLO 6: MANUTENZIONE
CHAPTER 6: MAINTENANCE
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
SISGEO s.r.l.
6. MANUTENZIONE
6. MAINTENANCE
Durante l’esercizio dello strumento,
controllare che il filo sia sempre in tensione
e che, nel caso del kevlar, non ci siano
lesioni o danneggiamenti lungo di esso.
During instrument operation be sure
that the wire is constantly tensioned. For
kevlar wire, check it for its whole length for
cracks or damage.
Per i fili in acciaio o in invar, fare attenzione
che non subiscano piegamenti durante lo
svolgimento per evitare di creare punti di
debolezza che potrebbero dare luogo a
rotture durante l’esecuzione della prova.
In case of steel or invar wire make sure it is
not bent during unwinding operations, as
bends can become weak points subject to
failure.
SERVIZIO E RIPARAZIONE
Ricalibrazione o riparazione di
strumenti danneggiati può essere effettuata
solo presso SISGEO o da tecnici
tecnicamente preparati e autorizzati da
SISGEO. In caso di riparazione, se
possibile, spedire il set completo di
accessori.
Spedizione
Proteggere gli strumenti durante il
trasporto utilizzando idonei contenitori.
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
SERVICE AND REPAIR
Recalibration or repair of damaged
instrumentation have to be perform at the
factory or by technically trained operators
authorized from the factory. In case of
recalibration or repairing, the full set of
accessories supplied has to be returned if
possible.
Shipment
Protect the instrument from shocks
during the shipping in appropriate carrying
case.
SISGEO s.r.l.
6-1
CAPITOLO 7: APPENDICE
CHAPTER 7: APPENDIX
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
SISGEO s.r.l.
7. APPENDICE: MODULO RILEVAMENTO DATI ESTENSIMETRO DI
SUPERFICIE
7. APPENDIX: SURFACE WIRE CRACKMETER RECORD FORM
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
Ubicazione:
Location:
Sigla di identificazione:
Identification code:
Cantiere:
Site:
S/N:
Data installazione:
Installation date:
Quota installazione s.l.m.:
Quote on s.l.:
DATI STRUMENTO/INSTRUMENT FEATURES
Campo di misura:
Range:
Lettura di zero (L0):
Zero reading (L0):
Sensibilità:
Sensitivity:
Offset (l0):
Unità elettrica misurata:
Electric unit measured:
UNITA’ DI LETTURA/READOUT UNIT
Modello:
Type:
DATA
DATE
Numero di matricola:
Serial number:
LETTURA
READING
L
SPOSTAMENTO RELATIVO
RELATIVE DISPLACEMENT
Dr
NOTE
NOTES
[mm]
SISGEO Via F. Serpero, 4/F1-20060 Masate (MI) Tel:++39 02 95764130 - Fax:++39 02 95762011
SCHEDA RILEVAMENTO DATI
FIELD DATA SHEET
Estensimetro di superficie
Surface wire crackmeter
Rev. n. 1
Agosto 2001
August 2001
Pagina n: ..../....
Page n: ..../....
SISGEO s.r.l.
7-1