CN103454024A - 基于逆磁致伸缩的混凝土桥梁钢筋张力测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于逆磁致伸缩效应的混凝土桥梁钢筋张力测量方法，包括以下步骤：1)在被检测桥梁钢筋上由里到外分别设置有感应线圈和激励线圈，所述感应线圈和激励线圈同轴绕制且两者之间绝缘隔离；2)预设激励电压参数，并根据预设的激励电压参数，在激励线圈上施加激励电压，测定感应线圈上因激励电压而产生的感应电压的各项参数；3)根据步骤2)中测定的任何一组参数，区别分钢筋的张力为缓慢变化和交流变化两种情况，分别采用不同的步骤进行计算钢筋张力；本方法具有易于实现、灵敏性好和可靠性高的优点。

Description

基于逆磁致伸缩的混凝土桥梁钢筋张力测量方法

技术领域

本发明涉及一种用于静态和动态测量桥梁钢筋所受张力大小的技术，尤其涉及一种基于逆磁致伸缩效应的钢筋张力测量方法。 

背景技术

基于逆磁致伸缩的钢筋张力测量是利用钢筋自身的磁特性与其所受张力之间的内在关系从而实现张力测量的一种方法，具有动态响应快，使用寿命长，价格低廉，过载保护能力强等突出优点，已成为国内外张力测量的主要研究热点之一。 

在国外的研究中，大多数是通过测量材料的平均磁导率随加载外力的变化曲线，从而换算得到张力。由于磁导率的准确测量和动态测量太困难，相对磁导率在一定的外力变化范围内的变化比较小。况且，组成钢筋的磁性材料在被外磁场磁化过程中存在磁滞现象会对磁导率产生影响，而钢筋材料在受到外力作用时也会影响材料的磁化。因此，有必要通过建立钢筋材料受力和磁化模型，通过探讨加载外力，激励磁场及材料磁导率之间的相互关系，并通过合理设计传感方法，从而能够正确反映张力和输出电压之间的关系，提高测量的灵敏度。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于逆磁致伸缩效应的张力测量方法，通过测定已知激励电压参数条件下套装在钢筋上的感应线圈的感应电压参数，根据任何一组感应电压参数，求得钢筋所承载的张力。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

该种基于逆磁致伸缩效应的张力测量方法，包括以下步骤： 

1)在被检测钢筋上由里到外分别设置有感应线圈和激励线圈，所述感应线圈和激励线圈同轴绕制且两者之间绝缘隔离； 

2)预设激励电压参数，并根据预设的激励电压参数，在激励线圈上施加激励电压，测定感应线圈上因激励电压而产生的感应电压的各项参数； 

所述激励电压参数包括激励电压峰值V_s和峰值持续时间t； 

测得的感应电压参数包括：感应电压幅值，感应电压上升沿的延迟时间Δt₁，感应电压下降沿延迟时间Δt₂，上升沿结束时和下降沿开始时之间的时间段内感应电压的变化值ΔV，感应电压的感应积分电压； 

3)根据步骤2)中测定的任何一组参数，区别张力为缓慢变化和交流变化两种情况，分别采用不同的步骤进行计算； 

a.当张力为缓慢变化时，根据下式计算钢筋承载的张力σ(t)： 

$V_{\mathrm{int}}\left(t\right)=\underset{t_0}{\overset{t}{\∫}}{V}_{\mathrm{ind}}\mathrm{dt}=N_1{S}_c\mathrm{q\σ}\left(t\right)+N_1{S}_{c}H\left(t\right)[{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t\right)-{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t_0\right)],$

其中：为感应线圈的感应电压V_ind(t)对时间从t₀到t积分； 

V_int(t)为感应积分电压； 

N₁为感应线圈匝数； 

S_c为钢筋横截面面积； 

q为磁致伸缩应变系数； 

H(t)为激励磁场强度； 

μ_σ(t)为钢筋的材料磁导率； 

μ_σ(t₀)为t₀时刻，张力为σ(t₀)时的材料磁导率，可假定σ(t₀)＝0； 

式中，μ_σ(t₀)的计算方法为： 

${\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t_0\right)=1+\frac{A_0}{S_c}(\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\φ}}_1}{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\φ}}_2}-1)$

式中：Δφ₁＝∫V_ind(t)dt，Δφ₂＝∫V_ind(t)dt， 

其中：V_ind(t)为感应线圈的感应电压； 

A₀为感应线圈的横截面面积； 

S_c为钢筋横截面面积； 

Δφ₁为经过时间段Δt₁后感应线圈的磁通量变化； 

Δφ₂为当感应线圈中没有钢筋材料，其他条件均不变，经过时间段Δt₂后感应线圈(2)的磁通量变化； 

b.当钢筋承载的张力交流变化时，通过感应线圈的感应电压求得钢筋承载的张力，包括：根据下式计算钢筋承载的张力σ(t)： 

σ(t)＝σ_msin(2πf_σt) 

V_ind(t)＝N₁S_cqσ_mcos(2πf_σt)×2πf_σ

其中：V_ind(t)为感应线圈的感应电压； 

σ_m为张力的振幅； 

f_σ为张力的频率； 

N₁为感应线圈匝数； 

S_c为钢筋横截面面积； 

q为磁致伸缩应变系数； 

t为时间，单位：秒。 

进一步，在步骤1)中，所述感应线圈与激励线圈的安装过程如下： 

先在待测钢筋上缠绕一匝数已知的感应线圈，感应线圈外缠绕一绝缘层，绝缘层外缠绕一匝数已知的激励线圈，感应线圈和激励线圈构成测量线圈组，最后利用筒状轭铁将测量线圈组包裹，筒状轭铁两端收口处直径与待测钢筋直径紧密配合。 

本发明的有益效果是： 

本发明提出了一种可直接应用于实际工程中钢筋所受张力测量的方法，通过建立加载外力和传感器输出的感应电压之间的关系，从而能够实现基于逆磁致伸缩效应的张力的正确测量，具有易于实现、灵敏性好和可靠性高的优点。 

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。 

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中： 

图1为钢筋张力测量所用电磁传感线圈组的结构示意图； 

图2为钢筋受力和被磁化情况下的简化等效模型图； 

图3为加载压强从0到50KPa时，张力/电压变化实验曲线图； 

图4为频率分别为5，6，7HZ的交流变化张力随时间从1到50ms的变化情况； 

图5为不同频率激励下，感应电压的幅值随加载外应力变化； 

图中：钢筋1、感应线圈2、激励线圈3、轭铁4。 

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。 

本发明的基于逆磁致伸缩效应的张力测量方法，包括以下步骤： 

1)在被检测钢筋上由里到外分别设置有感应线圈和激励线圈，所述感应线圈和激励线圈 同轴绕制且两者之间绝缘隔离； 

2)预设激励电压参数，并根据预设的激励电压参数，在激励线圈上施加激励电压，测定感应线圈上因激励电压而产生的感应电压的各项参数； 

所述激励电压参数包括激励电压峰值V_s和峰值持续时间t； 

测得的感应电压参数包括：感应电压幅值，感应电压上升沿的延迟时间Δt₁，感应电压下降沿延迟时间Δt₂，上升沿结束时和下降沿开始时之间的时间段内感应电压的变化值ΔV，感应电压的感应积分电压； 

3)根据步骤2)中测定的任何一组参数，区别张力为缓慢变化和交流变化两种情况，分别采用不同的步骤进行计算； 

a.当张力为缓慢变化时，根据下式计算钢筋承载的张力σ(t)： 

$V_{\mathrm{int}}\left(t\right)=\underset{t_0}{\overset{t}{\∫}}{V}_{\mathrm{ind}}\mathrm{dt}=N_1{S}_c\mathrm{q\σ}\left(t\right)+N_1{S}_{c}H\left(t\right)[{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t\right)-{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t_0\right)]$

其中：为感应线圈的感应电压V_ind(t)对时间从t₀到t积分； 

V_int(t)为感应积分电压； 

N₁为感应线圈匝数； 

S_c为钢筋横截面面积； 

q为磁致伸缩应变系数； 

H(t)为激励磁场强度； 

μ_σ(t)为钢筋的材料磁导率； 

μ_σ(t₀)为t₀时刻，张力为σ(t₀)时的材料磁导率，可假定σ(t₀)＝0； 

式中，μ_σ(t₀)的计算方法为： 

${\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t_0\right)=1+\frac{A_0}{S_c}(\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\φ}}_1}{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\φ}}_2}-1)$

式中：Δφ₁＝∫V_ind(t)dt，Δφ₂＝∫V_ind(t)dt， 

其中：V_ind(t)为感应线圈的感应电压； 

A₀为感应线圈的横截面面积； 

S_c为钢筋横截面面积； 

Δφ₁为经过时间段Δt₁后感应线圈的磁通量变化； 

Δφ₂为当感应线圈中没有钢筋材料，其他条件均不变，经过时间段Δt₂后感应线圈(2)的磁通量变化； 

b.当钢筋承载的张力交流变化时，通过感应线圈的感应电压求得钢筋承载的张力，包括：根据下式计算钢筋承载的张力σ(t)： 

σ(t)＝σ_msin(2πf_σt) 

V_ind(t)＝N₁S_cqσ_mcos(2πf_σt)×2πf_σ

其中：σ_m为张力的振幅； 

f_σ为张力的频率； 

N₁为感应线圈匝数； 

S_c为钢筋横截面面积； 

q为磁致伸缩应变系数； 

t为时间，单位：秒。 

对于上述各步骤的进一步说明： 

在步骤1)中，由于钢筋1为铁磁材料，在磁场与外力共同作用下，发生磁致伸缩和逆磁致伸缩过程，主要涉及电磁能和机械能之间的相互转化；因而要感知钢筋1所受外力，必须通过合适的方式测量出穿过钢筋1轴向的磁感应强度B(t)的变化，本发明采用如图1所示的组合线圈方式来测量钢筋1轴向的磁感应强度B(t)的变化：在待测钢筋1上缠绕一匝数已知的感应线圈2，感应线圈2外缠绕一绝缘层，绝缘层外缠绕一匝数已知的激励线圈3，感应线圈2和激励线圈3构成测量线圈组，筒状轭铁4将测量线圈组包裹，筒状轭铁4两端收口处直径与待测钢筋1直径紧密配合。 

N₀、N₁分别为激励线圈3和感应线圈2的缠绕匝数，且二者之间用薄绝缘材料隔开为了让磁场尽量的全部通过钢筋1，在激励线圈3的外面用导磁性能比较好的材料(轭铁)进行磁封闭，主要起磁屏蔽的作用，进而能够保证测量效果。 

在步骤3)中，计算公式的推导过程如下： 

当钢筋1在其轴向同时受到外力和激励磁场的情况下，可将其简化为如图2所示等效模型；若钢筋1处于磁场H(t)中，同时沿轴向受到外力作用，则钢筋1的磁致伸缩和逆磁致伸缩效应可分别用下述方程表示： 

$\mathrm{\ϵ}\left(t\right)=\frac{\mathrm{\σ}\left(t\right)}{E_y}+\mathrm{qH}\left(t\right)$          ① 

B(t)＝q¹σ(t)+μ_σ(t)H(t)       ② 

其中：ε(t)为钢筋1的轴向应变，σ(t)为钢筋1轴向所受外力(即张力)，E_y为钢筋1的轴向弹性模量，B(t)为穿过钢筋1轴向的磁感应强度，μ_σ(t)为某一个外力σ(t)作 用下钢筋1的磁导率； 

则该钢筋1的磁致伸缩应变系数q和压磁系数q¹可用式③和④表示如下， 

$q=\frac{\mathrm{d\ϵ}\left(t\right)}{\mathrm{dH}\left(t\right)}{|}_{\mathrm{\σ}}$          ③ 

$q^1=\frac{\mathrm{dB}\left(t\right)}{\mathrm{d\σ}\left(t\right)}{|}_H$          ④ 

若q＝q¹，则有， 

$q=\frac{\mathrm{d\ϵ}\left(t\right)}{\mathrm{dH}\left(t\right)}{|}_{\mathrm{\σ}}=\frac{\mathrm{dB}\left(t\right)}{\mathrm{d\σ}\left(t\right)}{|}_H=\frac{2{\mathrm{\μ}}_0{M}_s{\mathrm{\λ}}_s}{3K_u}$        ⑤ 

λ_s为饱和磁致伸缩系数；M_s为饱和磁极化强度；K_u为单轴磁各项异性常数；μ₀为真空磁导率。 

①式表明，钢筋1内部应变ε(t)除了受外力σ(t)影响外，还有一部分是因为外磁场强度对钢筋1进行磁化所引起的。②式表明，磁感应强度B(t)除了受外磁场强度H(t)影响外，还有一部分是因为外力σ(t)所引起。 

把①式代入②式，对时间求导并整理有： 

$\frac{\mathrm{dB}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}=q\frac{\mathrm{d\σ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+H\left(t\right)\frac{d{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t\right)\frac{\mathrm{dH}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}$       ⑥ 

⑥式由三部分组成，第一部分描述的是由外力引起的磁感应强度变化，第二部分描述在外力为某个常数时，钢筋1内部自身磁状态参量μ_σ(t)变化所引起的磁感应强度变化，第3部分描述由激励磁场H(t)变化所引起的磁感应强度变化。 

激励线圈3产生的磁场穿过感应线圈2的磁通为

即：

为穿过钢筋1的磁通

与穿过空气间隙的磁通

之和，可用下式表示： 

    ⑦ 

μ₀为真空磁导率，μ_c(t)为钢筋1材料的磁导率，S_c为钢筋1的截面面积，S_a为空气间隙的截面面积，根据电磁感应定律，感应线圈上感应电压V_ind(t)如下： 

$V_{\mathrm{ind}}\left(t\right)-N_1{\mathrm{\μ}}_0{S}_a\frac{\mathrm{dH}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}=N_1{S}_c\frac{\mathrm{dB}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}$          ⑧ 

将式⑧代入式⑥有： 

$V_{\mathrm{ind}}\left(t\right)-N_1{\mathrm{\μ}}_0{S}_a\frac{\mathrm{dH}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}=N_1{S}_c[q\frac{\mathrm{d\σ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+H\left(t\right)\frac{d{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t\right)\frac{\mathrm{dH}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}]$      ⑨ 

由式⑨可知，感应电压V_ind(t)除了与激励磁场变化

钢筋1材料磁导率变化 

空气间隙尺寸等有关外，还与钢筋1受到的外力变化

有关。 

μ_σ(t)为钢筋1材料磁导率。 

激励磁场H(t)的变化和外力σ(t)对V_ind(t)影响比较大；在本例中，采用稳恒直流激励来提供激励磁场，使H(t)为一固定的常数，此时，⑨式可变形为： 

$V_{\mathrm{ind}}\left(t\right)=N_1{S}_{c}q\frac{\mathrm{d\σ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+N_1{S}_{c}H\left(t\right)\frac{d{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}$      ⑩ 

在步骤3)中，针对张力为缓慢变化和交流变化两种情况，本发明分别提出了两种计算式来对张力进行计算，其公式的推导过程如下： 

1)若张力σ(t)是缓慢变化信号(力)，可通过积分电压反映出来，即：将⑩式对时间从t₀到t积分，整理后有： 

$V_{\mathrm{int}}\left(t\right)=\underset{t_0}{\overset{t}{\∫}}{V}_{\mathrm{ind}}\mathrm{dt}=N_1{S}_c\mathrm{q\σ}\left(t\right)+N_1{S}_{c}H\left(t\right)[{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t\right)-{\mathrm{\μ}}_c\left(t_0\right)]$

其中，

为感应线圈2的感应电压V_ind(t)对时间从t₀到t积分； 

V_int(t)为感应电压V_ind(t)的积分电压； 

N₁为感应线圈2匝数； 

S_c为钢筋1横截面面积； 

q为磁致伸缩应变系数； 

H(t)为激励磁场强度； 

μ_σ(t)为钢筋1的材料磁导率； 

μ_c(t₀)为t₀时刻，张力为σ(t₀)时的材料磁导率，σ(t₀)＝0； 

上述各项指标中：V_ind(t)可通过实际测量感应线圈2的感应电压得到；感应线圈2匝数N₁为已知，S_c、H(t)、μ_c(t₀)均可通过常规方法求得，q可通过前述公式⑤求出， 则重点就是求钢筋1的材料磁导率μ_σ(t)。 

材料磁导率μ_σ(t)可通过下式求得： 

${\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t_0\right)=1+\frac{A_0}{S_c}(\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\φ}}_1}{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\φ}}_2}-1)$

式中： $\mathrm{\Δ}{\mathrm{\φ}}_1=\underset{\mathrm{\Δ}{t}_1}{\∫}{V}_{\mathrm{ind}}\left(t\right)\mathrm{dt},$ ${\mathrm{\Δ\φ}}_2=\underset{{\mathrm{\Δt}}_2}{\∫}{V}_{\mathrm{ind}}\left(t\right)\mathrm{dt},$

其中：V_ind(t)为感应线圈2的感应电压； 

A₀为感应线圈2的横截面面积(已知)； 

S_c为钢筋1横截面面积； 

Δφ₁为经过时间段Δt₁后感应线圈2的磁通量变化； 

Δφ₂为当感应线圈中没有钢筋材料(铁芯)，其他条件均不变，经过时间段Δt₂后感应线圈(2)的磁通量变化。 

综上所述，最终即可求得张力为缓慢变化力时的张力大小。 

2)张力为交流变化时，有如下关系： 

σ(t)＝σ_msin(2πf_σt)   

$\frac{\mathrm{d\σ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}={\mathrm{\σ}}_m\cos \left(2\mathrm{\π}{f}_{\mathrm{\σ}}t\right)\×2\mathrm{\π}{f}_{\mathrm{\σ}}$     

式

代入⑩并整理，可得张力交流变化时的计算式如下： 

$V_{\mathrm{ind}}\left(t\right)=N_1{S}_{c}q{\mathrm{\σ}}_m\cos \left(2\mathrm{\π}{f}_{\mathrm{\σ}}t\right)\×2\mathrm{\π}{f}_{\mathrm{\σ}}+N_1{S}_{c}H\left(t\right)\frac{d{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}$

其中：σ_m为张力的振幅； 

f_σ为张力的变化频率； 

N₁为感应线圈2匝数； 

S_c为钢筋1横截面面积； 

q为磁致伸缩应变系数； 

t为时间，单位：秒。 

具体实施例： 

针对前述的两种求解张力的方法，通过设定一些参数，分别按照缓慢变化和交流变化两种情况进行实际实验，部分实验参数设定如下表所示： 

1)首先按缓慢变化张力计算公式进行实验，此时激励磁场取了3个值，分别是500A/m，300A/m，100A/m，实验结果如图3所示，图是加载压强从0到50MPa的结果图。简单分析发现，感应积分电压随加载外力做线性变化，并且激励磁场不同，输出感应积分电压稍微不同。在加载压强从0到50MPa情况下激励磁场几乎影响不大，也就是说，三种大小的激励磁场工作点下，传感器输出的积分电压随张力变化曲线几乎重合在一起。 

2)按交流变化的张力计算公式进行实验，图4是频率分别为5，6，7HZ的交流变化外力随时间从1到50ms的变化情况。参见图5，与张力变化相对应的传感器输出感应电压变化曲线，从三条曲线的分布可以看出，加载外力频率越高，输出感应电压幅值越大。 

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (2)

1.基于逆磁致伸缩效应的混凝土桥梁钢筋张力测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在被检测钢筋上由里到外分别设置有感应线圈和激励线圈，所述感应线圈和激励线圈同轴绕制且两者之间用绝缘材料隔离；

2)预设激励电压的参数，并根据预设的激励电压参数，在激励线圈上施加激励电压，测定感应线圈上因激励电压而产生的感应电压的各项参数；

所述激励电压参数包括激励电压峰值V_s和峰值持续时间t；

测得的感应电压参数包括：感应电压幅值，感应电压上升沿的延迟时间Δt₁，感应电压下降沿延迟时间Δt₂，上升沿结束时和下降沿开始时之间的时间段内感应电压的变化值ΔV，感应电压的感应积分电压；

3)根据步骤2)中测定的任何一组参数，区别张力为缓慢变化和交流变化两种情况，分别采用不同的步骤进行计算；

a.当张力为缓慢变化时，根据下式计算钢筋承载的张力σ(t)：

$V_{\mathrm{int}}\left(t\right)=\underset{t_0}{\overset{t}{\∫}}{V}_{\mathrm{ind}}\mathrm{dt}=N_1{S}_c\mathrm{q\σ}\left(t\right)+N_1{S}_{c}H\left(t\right)[{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t\right)-{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t_0\right)]$

其中：

为感应线圈的感应电压V_ind(t)对时间从t₀到t积分；

V_int(t)为感应积分电压；

N₁为感应线圈匝数；

S_c为钢筋横截面面积；

q为磁致伸缩应变系数；

H(t)为激励磁场强度；

μ_σ(t)为钢筋的材料磁导率；

μ_σ(t₀)为t₀时刻，张力为σ(t₀)时的材料磁导率，可假定σ(t₀)＝0；

式中，μ_σ(t₀)的计算方法为：

${\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\σ}}\left(t_0\right)=1+\frac{A_0}{S_c}(\frac{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\φ}}_1}{\mathrm{\Δ}{\mathrm{\φ}}_2}-1)$

式中：Δφ₁＝∫V_ind(t)dt，Δφ₂＝∫V_ind(t)dt，

其中：V_ind(t)为感应线圈的感应电压；

A₀为感应线圈的横截面面积；

S_c为钢筋横截面面积；

Δφ₁为经过时间段Δt₁后感应线圈的磁通量变化；

Δφ₂为当感应线圈中没有钢筋材料，其他条件均不变，经过时间段Δt₂后感应线圈(2)的磁通量变化；

b.当钢筋承载的张力交流变化时，通过感应线圈的感应电压求得钢筋承载的张力，包括：根据下式计算钢筋承载的张力σ(t)：

σ(t)＝σ_msin(2πf_σt)

V_ind(t)＝N₁S_cqσ_mcos(2πf_σt)×2πf_σ

其中：V_ind(t)为感应线圈的感应电压；

σ_m为张力的振幅；

f_σ为张力的频率；

N₁为感应线圈匝数；

S_c为钢筋横截面面积；

q为磁致伸缩应变系数；

t为时间，单位：秒。

2.根据权利要求1所述的基于逆磁致伸缩效应的张力测量方法，其特征在于：在步骤1)中，所述感应线圈与激励线圈的安装过程如下；

先根据待测钢筋的型号和截面积，确定钢筋张力传感器的激励线圈匝数和感应线圈匝数.在待测钢筋上缠绕一匝数确定的感应线圈，感应线圈外缠绕绝缘层，绝缘层外缠绕一匝数确定的激励线圈，感应线圈和激励线圈构成测量线圈组，最后利用筒状轭铁将测量线圈组包裹，筒状轭铁两端收口处直径与待测钢筋直径紧密配合。

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