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基于振弦式传感器压力测试仪——信号采集与处理模块论文完整版.doc


文档分类:汽车/机械/制造 | 页数:约18页 举报非法文档有奖
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1绪论在大型土木工程的安全监测中,压力作为一个重要的参数,其检测方法一直备受重视。通过对各种结构所受压力的实时检测,对保障健康、降低事故发生率具有重要的意义。由于振弦式传感器具有输出信号稳定、易检测、精度和分辨率高等诸多优点,因此是目前国内外普遍重视和广泛应用的一种非电量电测的传感器。基于振弦式传感器的压力测试仪的使用对国民安全和国民经济起着举足轻重的作用。,安全问题是重中之重,一旦一个工程安全问题得不到保障,投入的资金再多,耗费的人力物力再大,也都显得没有任何意义。振弦式仪器是目前我国土石坝内部观测的首选仪器,它在大坝监测、桥梁监测和岩石工程中占有重要地位。基于扫频激振技术的激振单线圈振弦式传感器的方法为实现上述工程自动监测系统提供有力支持。基于扫频激振技术的振弦式传感器应用于某型分布式网络测量系统中,用于大坝内部应力自动监测,具有起振迅速、测值可靠、自动化程度高的突出优点,取得了较好的应用效果。基于振弦式传感器的压力测试系统对桥梁结构的安全性和对国民经济起着举足轻重的作用。对桥梁的运行状况进行健康监测,可以有效预防突发性灾难,减少损失,避免人员伤亡,确保基础设施与使用者的安全。。在国外,德国的MAlHAK、法国的TELEMAL、美国的SINCO和FOXBORO、英国的SCHLUBERGER及挪威等多家公司,都有振弦传感器的系列产品。国内从60年代起,先后研制开发了适合各种测试目的的多种振弦传感器的系列产品,如振弦式压力计、土压力计、空隙水压力计、应变计、测力(应力)计、钢筋计、扭力计、位移计、反力计、吊重负荷计、倾斜计等等。它们广泛应用于港口工程、土木建筑、道路桥梁、矿山冶金、机械船舶、水库大坝、地基基础等测试,已成为工程、科研中一种不可缺少的测试手段,显示出了其广阔应用和发展的前景。除了振弦式传感器外,还有振筒式、振梁式和振膜式等传感器,它们统称为谐振式传感器。它们的工作原理与特性相似或相同,是20世纪70年代发展起来的。由于是频率式传感器,频率测量的精度最高(可达10-13数量级),由此成为最有发展前途的传感技术之一。它们被广泛应用于测量机械扭矩、振动、位移、速度、加速度、力、应力、压力、流体流量以及成分分析等。。由于振弦传感器直接输出振弦的自振频率信号,因此,具有抗干扰能力强、受电参数影响小、零点飘移小、受温度影响小、性能稳定可靠、耐震动、寿命长等特点。与工程、科研中普遍应用的电阻应变计相比,有着突出的优越性:(1)振弦传感器有着独特的机械结构形式并以振弦频率的变化量来表征受力的大小,因此具有长期零点稳定的性能,这是电阻应变计所无法比拟的。在长期、静态测试传感器的选择中,振弦传感器已成为取代电阻应变计、而广泛应用于工程、科研的长期原观的测试手段。(2)随着电子、微机技术的发展,从实现测试微机化、智能化的先进测试要求来看,由于振弦传感器能直接以频率信号输出,因此,较电阻应变计模拟量输出能更为简单方便地进行数据采集、传输、处理和存储,实现高精度的自动测试。。该测量仪采用新型的振弦式压力传感器采集数据,由单片机控制整个测量过程,并负责数据的实时处理,自动存储、显示以及与远程单元的通信。这里只需要完成信号采集与处理模块。本课题要求设计的是基于振弦式传感器的压力测试仪。该压力测试仪以单片机为中心,控制整个测量过程,并完成与GPRS模块,无线通信模块的连接。数据通过无线通信模块发送和接收,经单片机处理后,通过GPRS网络发送到远程终端手机或计算机中进行处理,并显示。本文可以分成五个主要的部分:第一部分是系统的总体设计,分析系统的设计要求,提出系统设计方案,阐述系统设计所需的各种技术和协议。第二部分是硬件设计,基于上述系统的设计要求完成对芯片的选择,设计硬件原理图,制作PCB图。第三部分是软件设计,基于已设计的硬件原理图为实现系统的功能设计软件程序框图和阐述程序设计过程。第四部分是系统调试,对上述硬件设计和软件设计进行系统联调,判断是否满足系统设计要求。第五部分是结论,基于上述部分对本文进行最终的结论,并提出存在的不足和需要改进的方面。课题的意义:基于振弦式传感器的压力测试仪的控制中心是单片机。本课题数据采集与处理模块采用STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机。是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,具有高速,低功耗,超强抗干扰的特点。由该单片机控制无线通信模块和GPRS模块,并负责数据的实时处理,自动存储、显示以及与远程单元的通信。本系统无线通信模块运用的无

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  • 上传人AIOPIO
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  • 时间2020-08-03