垂直位移監(jiān)測(cè)儀器子系統(tǒng)是水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，垂直位移基點(diǎn)一般采用深埋標(biāo)志。為了減少溫度對(duì)深埋標(biāo)志的影響，通常深埋標(biāo)志選擇雙金屬標(biāo)的形式，雙金屬標(biāo)儀是測(cè)量深埋標(biāo)志變化的儀器。
常見(jiàn)的雙金屬標(biāo)采用平行設(shè)置的兩根具有不同線膨脹系數(shù)的金屬管（一般是鋼管和鋁管）組成雙金屬標(biāo)。
由于埋設(shè)雙金屬標(biāo)需要有較大口徑的孔，因此埋設(shè)成本比較高。隨著鉆孔技術(shù)的進(jìn)步和提高，發(fā)展了雙金屬標(biāo)與倒垂孔同軸設(shè)置的方案，把倒垂孔與雙金屬標(biāo)孔合在一起，大大降低了埋設(shè)成本。
當(dāng)?shù)玫綔囟葏?shù)后，兩根金屬管的伸長(zhǎng)量是略有不同的。雙金屬標(biāo)儀主要用來(lái)測(cè)量鋼管和鋁管伸長(zhǎng)量的差值及鋼管和工作基點(diǎn)之間的變化值，儀器采用CCD 作位移傳感器，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路，二值化電路及高速單片機(jī)處理后，可求得工作基點(diǎn)的變化值。
二、主要技術(shù)指標(biāo)：
量程：25mm
分辨力：0.02 mm
測(cè)量準(zhǔn)確度：0.05 mm
測(cè)量方式：隨機(jī)點(diǎn)測(cè)
輸出方式：數(shù)字量并帶有485 端口
數(shù)據(jù)傳輸速率：1200bit～9600bit 可選
工作電壓： AC36V
工作環(huán)境：溫度：－15℃～+50℃
相對(duì)濕度：98%
三、儀器結(jié)構(gòu)
儀器由兩路光源、光學(xué)系統(tǒng)、狹縫、CCD 位移傳感器、信號(hào)與處理電路、接口電路等組成，儀器組成見(jiàn)結(jié)構(gòu)框圖。
儀器設(shè)計(jì)了專用的光學(xué)系統(tǒng)，準(zhǔn)直后的光束具有較好的平行性。準(zhǔn)直處理后的光束通過(guò)狹縫，在CCD 接收靶面上形成一亮線。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，鋼管與鋁管的長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化，而該亮線位置也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，據(jù)公式儀器應(yīng)有兩路輸出：一路是鋼管與鋁管的伸長(zhǎng)量之差；另一路是鋼管與基點(diǎn)之間的差值。根據(jù)這二個(gè)值及所附公式，可求得基點(diǎn)的變化值。
儀器設(shè)計(jì)并安裝了兩個(gè)保護(hù)電路：一是電源保護(hù)電路。儀器采用AC36V供電，在電源輸入端安裝了防雷擊、防浪涌及抗干擾電路，可承受3KV,1KA
雷電沖擊；二是485 端口保護(hù)電路。根據(jù)485 端口的特點(diǎn)，安裝了光電隔離、防雷擊、防浪涌及抗靜電電路，除可承受3KV,1KA 雷電沖擊外，還可抗±30KV 靜電。它們可保證儀器能在惡劣環(huán)境條件下正常工作。
四、儀器安裝
1、將大小連接板分別固定于鋼管與鋁管上，兩者垂直安裝；
2、儀器主機(jī)與大連接板連接并固定。光源盒固定在小連接板上；另一
光源盒與工作基點(diǎn)處墩子連接，兩個(gè)激光光源應(yīng)處于同一高度上。
五、計(jì)算公式：
由于鋼管和鋁管都采用深埋的的方式處理，長(zhǎng)度大體一致，所以可以記兩根管原有長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，
鋼管的線膨脹系數(shù)為α鋼，鋁管的線膨脹系數(shù)為α鋁。在鋼管頂部與頂體之間安裝自動(dòng)化觀測(cè)儀器，t1 時(shí)
刻測(cè)量的數(shù)值記為X1，t2 時(shí)刻測(cè)量的數(shù)值記為X2。則每次實(shí)測(cè)雙金屬標(biāo)處大壩垂直位移為H。
采用雙金屬標(biāo)這種測(cè)量方法，不許呀安置測(cè)溫裝置來(lái)測(cè)定溫度，只需測(cè)定兩管標(biāo)的高差，即可求鋼管和鋁管標(biāo)的高程溫度改正數(shù)，從而得到雙金屬標(biāo)處大壩垂直位移。
