【摘要】：橋梁健康檢測(cè)數(shù)據(jù)采集包括對(duì)橋梁進(jìn)行幾何形態(tài)、結(jié)構(gòu)截面應(yīng)力、索力、預(yù)應(yīng)力、荷載、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等各方面測(cè)量量的數(shù)據(jù)采集,本文主要對(duì)橋梁運(yùn)營(yíng)階段進(jìn)行應(yīng)變數(shù)據(jù)采集并介紹其相關(guān)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。為了我們的工作更具有意義,并保證相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)能在橋梁健康檢測(cè)工作中得到應(yīng)用,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)適應(yīng)于橋梁復(fù)雜測(cè)試環(huán)境,具有高精度、高速率、抗干擾能力強(qiáng)、通道多、同步采集且穩(wěn)定可靠的應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)由應(yīng)變傳感器、數(shù)據(jù)采集器、無(wú)線網(wǎng)橋和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端組成。應(yīng)變傳感器在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)接收應(yīng)變信號(hào),對(duì)于應(yīng)變片的選型,我們依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考察橋梁應(yīng)變測(cè)量結(jié)構(gòu)并對(duì)其有可能的勞損分析作出正確的選擇；數(shù)據(jù)采集器接收經(jīng)應(yīng)變傳感器轉(zhuǎn)換的電壓型信號(hào),系統(tǒng)可通過(guò)三種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),基于MATLAB強(qiáng)大的數(shù)據(jù)圖像處理能力和檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人值守的特殊情況；將SD卡實(shí)時(shí)存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)兼容到本系統(tǒng),全天侯實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)導(dǎo)出,在MATLAB平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像分析；2)系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)接口直接與PC機(jī)(個(gè)人電腦)相連接,我們可以通過(guò)PC機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析；3)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸；從遠(yuǎn)程監(jiān)控終端獲取橋梁健康檢測(cè)應(yīng)變數(shù)據(jù)。 本文對(duì)橋梁健康檢測(cè)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)有：1)應(yīng)變電橋的性能優(yōu)化；主要解決由電源、長(zhǎng)導(dǎo)線阻抗,容抗造成的對(duì)電橋的干擾；2)微應(yīng)變信號(hào)變送的設(shè)計(jì)與測(cè)試；實(shí)現(xiàn)對(duì)微應(yīng)變信號(hào)有效倍數(shù)放大和濾波,為系統(tǒng)后期數(shù)據(jù)變送鋪墊基礎(chǔ)；3)多通道橋梁微應(yīng)變信號(hào)采集的設(shè)計(jì)與測(cè)試；設(shè)計(jì)24位高分辨率高精度A/D轉(zhuǎn)換器,采集并數(shù)字化有效變送后的多通道有效模擬信號(hào)。4)雙RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；基于雙RAM緩沖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用背景及硬件邏輯語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)方法,系統(tǒng)使用該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要考慮到系統(tǒng)需要大容量存儲(chǔ)橋梁測(cè)量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)輸出。系統(tǒng)采用的微處理器是基于ARM7內(nèi)核的32位微處理器LPC2378,主要控制配置應(yīng)變測(cè)量中前端模擬輸入信號(hào)的放大倍數(shù)、采集頻率、濾波等；并與A/D轉(zhuǎn)換、FPGA雙RAM數(shù)據(jù)緩存等硬件電路完成數(shù)據(jù)的連續(xù)輸出；本系統(tǒng)內(nèi)置可長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航鋰電池,在供電困難或突遇斷電的情況下,保障應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)依然可以正常工作,相關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)己得到了驗(yàn)證。最后,將該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際橋梁上應(yīng)變監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)及對(duì)未來(lái)的展望。
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U446;TP274

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2522280