疲劳传感器数字化研究及测试系统软件设计

论文摘要

为了解决疲劳传感器在工程中采集点分散、信号传输距离远、热输出大等问题,本课题设计与研制出数字疲劳传感器,将电阻测量仪集成到传感器上。利用软件消除桥路对测量结果的影响及温度对疲劳传感器输出的影响,且采用RS485通信延长数据传输距离。该数字疲劳传感器精度达到0.001%电阻变化率,温度影响小于0.05%电阻变化率,信号传输距离可达1200米。从而为疲劳损伤监测提供可靠数据。为了能够有效评价此传感器的各项功能,还开发了一套应用软件。此用户应用软件可以控制各传感器完成不同的功能及组建模拟测试网络,可以将各传感器数据显示到计算机上,供用户进行数据分析。为了解决疲劳传感器标定需要载荷小,特殊装夹等要求,本文还研制了一种小型专用标定装置及计算机应用软件。该装置可以简化标定步骤,对疲劳传感器直接进行拉伸实验;应用软件可以自动进行标定工作,将标定的数据以图形的形式提供给用户,还可以将数据以文件的形式保存,以便供用户进一步分析与处理。从而提高了标定准确度与标定效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数字疲劳传感器研究背景及现状
• 1.1.1 大型桥梁结构健康监测的研究背景
• 1.1.2 数字疲劳传感器研究背景
• 1.2 疲劳传感器标定
• 1.3 课题意义及本文所做工作
• 第二章 数字疲劳传感器
• 2.1 数字疲劳传感器原理
• 2.2 硬件设计
• 2.2.1 ADuC845 简介
• 2.2.2 电源电路设计
• 2.2.3 ADuC845 外围电路
• 2.3 软件设计
• 2.3.1 数字疲劳传感器通讯协议
• 2.3.2 AD 转换及中值滤波
• 2.3.3 CRC 校验及数据传输
• 2.3.4 温度补偿
• 2.4 实验结果及分析
• 2.4.1 校准实验
• 2.4.2 单点数据采集实验
• 2.4.3 温度补偿实验
• 2.5 结论
• 第三章 基于数字疲劳传感器的应用软件
• 3.1 MFC 与 MSChart 简介
• 3.2 程序总体结构
• 3.3 程序设计核心代码说明
• 3.3.1 XINGNENG 类
• 3.3.2 CFatigueView 类
• 3.3.3 CMainFrame 类
• 3.4 结论
• 第四章 基于数字疲劳传感器的健康监测系统
• 4.1 传感器系统
• 4.1.1 疲劳传感器监测点
• 4.2 数据采集和传输系统
• 4.3 数据处理和控制系统
• 4.4 结构健康评估系统
• 4.5 检查维护系统
• 第五章 疲劳传感器标定试验机
• 5.1 标定试验机概述
• 5.2 系统结构原理
• 5.2.1 专用夹头
• 5.2.2 位移传感器
• 5.2.3 加载设备
• 5.2.4 其他
• 5.3 标定仪硬件设计
• 5.3.1 P89LPC938 概述与应用
• 5.3.2 ADS1256 概述与应用
• 5.4 标定仪软件设计
• 5.4.1 标定仪通讯协议
• 5.4.2 主程序
• 5.4.3 串口中断函数（com（））
• 5.4.4 整型转换为字符型函数（itoa（））
• read（））'>5.4.5 读 SPI 函数（spi_read（））
• 5.4.6 电桥平衡函数（intad（））
• 5.4.7 启动运行 AD 转换,发送数据函数（run（））
• 5.4.8 其他
• 5.5 实验结果及分析
• 5.5.1 标定仪校准实验
• 5.5.2 疲劳传感器静态标定
• 5.6 结论
• 第六章 基于标定试验机的应用软件
• 6.1 多线程简介
• 6.2 程序总体结构
• 6.3 程序设计核心代码说明
• 6.3.1 多线程类 CserialThread
• 6.3.2 最小二乘法直线拟合
• 6.3.3 数据文件的保存与读取
• 6.4 自动标定
• 6.5 结论
• 第七章 总结与展望
• 7.1 课题总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文
• 附录