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桥梁分布式应变测试系统研究与开发
| 论文题名： | 桥梁分布式应变测试系统研究与开发 |
| 关键词： | 桥梁;分布式;应变测试系统;数字滤波;接线箱;应变测量系统;数据;电桥;测试断面;中央处理单元;应力应变检测;应变测试技术;多机通讯网络;实际工程应用;通信可靠性;应变测试仪;温度的影响;受力和变形;总线传输;转换电路 |
| 摘要： | 桥梁应力应变检测是检测桥梁局部受力和变形的一个重要物理量，是评价桥梁使用状况和安全状况的一个重要指标。在实际工程应用中是将应变测试仪主机和接线箱使用专用电缆就近连接，各测试断面上的每个应变测点都通过长导线连接到接线箱上。由于各测试断面与接线箱之间距离较远，因此这种测试方法需要布设大量的长线缆，不但工作效率低下，线缆消耗也很大，而且因为模拟信号长距离传输衰减大、还易受干扰。 根据国内外桥梁应变测试技术的现状，结合武汉桥梁科学研究院在荷载试验中应变测量所遇到的问题，本课题开发了一套桥梁分布式应变测量系统，采用分布式模块化测量、远距离总线传输与集中控制，可以根据实际情况灵活组建应变测试网络。 论文的研究工作主要集中在以下几个方面： (1)微控制器的选择及硬件电路的设计，包括单片机最小系统构成的中央处理单元，电桥自动平衡电路、前级放大电路、滤波电路、A/D转换电路及通讯电路等模块的设计。 (2)基于RS-485主从式多机通讯网络的构建及其通讯协议制定。同时，将就可能影响通信可靠性的几个问题，如数据误码、瞬态干扰等问题进行研究，找到相应的解决方法，以提高整个系统的稳定性。 (3)电桥自动平衡方法的研究。在实际应用中，由于环境条件的变化，尤其是温度的影响或者是电阻不匹配以及其他原因，电桥的输出不为零，这会影响测量的精度。因此，为了得到可靠的数据，测试前都要对电桥进行平衡，使其输出为零。 (4)数字滤波算法的研究。为提高数据的真实性，必须从软件上对数据进行预处理，使结果更为准确。采用数字滤波技术的优点在于，数字滤波只是一个计算过程，不需要增加硬件设备，因此可靠性高，并且不存在阻抗匹配问题。 |
| 作者： | 张茜 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 郭顺生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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