高灵敏度载荷传感器通过提供卓越的量程精度来确保数据质量，通常在全量程（F.S.）的0.15%左右。这种精度能够实时检测微小的应力波动，这对于珊瑚砂颗粒在剪切过程中易于破碎和压碎的独特倾向至关重要。
由于珊瑚砂颗粒极易破碎，标准传感器通常会忽略与颗粒破碎相关的细微信号。需要高灵敏度传感器来准确区分这些微观事件与材料的整体峰值强度。
数据保真度的力学原理
应对颗粒的脆弱性
由于颗粒的脆弱性，珊瑚砂的性质与标准硅砂不同。在三轴试验中，这些颗粒在压力下经常会破碎。
高灵敏度传感器旨在记录这种破碎的即时影响。它们捕捉到砂土在内部结构变化时的特定力学响应。
实时波动监测
剪切过程会引起载荷的快速、细微变化。标准传感器可能会忽略这些数据点，呈现出一种看似线性的进展。
高灵敏度设备可实时捕捉这些微小的应力波动。这确保了数据记录能够真实反映材料在应力下的真实、不稳定的性质。
精确定位峰值强度
确定峰值强度的确切点是三轴试验的主要目标。
凭借0.15% F.S.的精度，这些传感器能够识别出达到最大阻力的精确时刻。这可以防止数据峰值出现“圆整”效应，从而低估材料的强度。
记录应力下降现象
当珊瑚砂颗粒破碎时，材料会经历突然的“应力下降”。
这些下降通常是微观事件，低灵敏度传感器会将其视为噪声或根本无法记录。高灵敏度传感器可将这些下降验证为真实数据点，从而提供失效机制的完整图景。
应避免的常见陷阱
标准灵敏度的风险
对珊瑚砂使用标准载荷传感器是一个重大的方法学错误。标准传感器通常缺乏检测单个颗粒破碎引起的应力释放的足够分辨率。
误解数据“噪声”
在没有高量程精度的情况下，真实的应力下降可能会被误认为是信号噪声。
这会导致数据曲线过度平滑。结果是图表看起来干净，但实际上是不正确的，因为它忽略了珊瑚砂的颗粒力学。
确保三轴试验结果的准确性
为了最大限度地提高珊瑚砂试验的可靠性，请根据您的具体分析目标选择合适的传感器。
- 如果您的主要重点是确定最大载荷能力：确保您的传感器具有0.15% F.S.的精度，以便在没有数据滞后的情况下捕捉真实的峰值强度点。
- 如果您的主要重点是分析颗粒破碎力学：优先考虑高实时灵敏度，以便在颗粒断裂时准确绘制应力下降现象。
通过使用高灵敏度传感器，您可以将细微的力学波动从不可见的噪声转化为可操作、高保真的数据。
总结表：
| 特征 | 标准载荷传感器 | 高灵敏度传感器 (0.15% F.S.) |
|---|---|---|
| 量程精度 | 低/可变 | 高 (0.15% 全量程) |
| 微观事件检测 | 经常遗漏/过滤为噪声 | 实时颗粒破碎捕捉 |
| 峰值强度 | 可能“圆整”数据峰值 | 精确的最大阻力定位 |
| 应力下降绘制 | 不准确/过度平滑 | 验证真实的应力下降现象 |
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参考文献
- Md Mahmudul Hasan, Md Nasrullah Sami. The Physical and Mechanical Properties of Coral Sand. DOI: 10.59324/ejtas.2024.2(1).27
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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