桥梁结构试验测系统设计方案.docVIP

课程设计 桥梁结构试验测试系统设计 课程设计 指导老师：张训文 学院： 宇航学院 专业：_ 班级： 学号： 姓名： 目 录 一 系统设计技术指标 1.1 系统设计技术指标 1.2 系统设计要求 二 数据采集系统设计分析 2.1 数据采集系统概述 2.2 数据采集系统方案分析 2.3 数据采集系统方案选择 三 计算机数据采集系统设计 3.1 传感器的选择 3.2 放大器的选择 3.3 A/D转换器的选择 3.4 记录仪器的选择 3.5 测试系统框图 3.6 测试系统误差计算 四 计算机数据采集系统程序设计 4.1 程序所用语言的选择 4.2 程序流程图 4.3 程序分析（程序说明） 4.4 程序清单 五 课程设计总结 参考文献 一、测试系统设计技术指标 1.1、测试系统设计技术指标 1 测量参数 A. 测试主推力 F： 0~150KN； B. 加速度 a1： 0~200g； a2： 0~400g； a3: 0~1000g; C. 测试位移 W１：　　　　 0~10mm; W2: 0~10mm; 2 测试系统精度要求： 1.0% 3 采集通道; 6路 （分别测量6个参数） 4 采用两种记录方式：A.磁带记录方式 B.计算机记录方式 1.2系统设计要求 1、测试系统设计分析，确定最佳方案。 2、计算机数据采集系统设计。 3、六路信号采集程序设计及分析。 二、数据采集系统设计分析 2.1 数据采集系统概述 计算机数据采集系统（DAS，Data Acquisition System）是计算机技术与传统的测试技术相互结合而产生的自动测试技术。它可以满足现代科学实验和生产过程中，测量精度高、路数多、速度快、结果显示和打印形式多样化的要求。数据采集系统包括模拟系统和数字系统两部分，能完成对信号的采集、转换、处理等功能。一个完善的数据采集系统包括前置放大器、采样保持器、A/D转换器、计算机和各种记录仪器。 2.2 数据采集系统方案分析 数据采集系统的设计方案主要有以下三种： 1、单片机数据采集系统 磁带机单片机系统A/D转换器放大器传感器 磁带机 单片机系统 A/D转换器 放大器 传感器 图2.1 单片机数据采集系统框图 优点：结构简单，价格低廉，使用灵活，应用广泛 缺点：扩展性能差，存储、显示、数据处理功能差 2、“计算机+A/D转换器”组合型数据采集系统磁带机计算机A/D转换器放大器传感器 磁带机 计算机 A/D转换器 放大器 传感器 图2.2 “计算机+A/D转换器”组合型数据采集系统框图 优点：扩展性好，价格适中，测试通道多 缺点：采集程序需自行开发 3、整机行数据采集系统 磁带机动态测试分析仪放大器传感器 磁带机 动态测试分析仪 放大器 传感器 图2.3 整机行数据采集系统框图 其中动态测试分析仪是A/D（或A/D D/A）采集卡，计算机和软件的组合体。 优点：操作方便 缺点：价格高，扩展性差 2.3 数据采集系统方案选择 分析系统设计技术指标可知，此测试系统简单，测试通道是6路，采集频率适中（10KHz），故采用方案1或方案2能达到较高的效费比。 经过分析，采用单片机数据采集系统能够达到设计要求，同时单片机测试系统还具有结构简单、使用灵活、价格低廉的优点，而且这些优点对于室外环境下的测试是十分明显的。但是考虑到综合效应，比如测试系统对数据实时显示、数据实时处理分析、数据处理等方面的要求，故不采用单片机数据采集系统。 综上分析，此数据采集系统采用方案2——“计算机+A/D转换器”组合型数据采集系统。 三、计算机数据采集系统设计 3.1 传感器的选择 3.1.1传感器的选择原则 (1) 完成一个具体的测试任务或控制任务，首先要考虑用什么类型的传感器，这需要分析许多因素才能决定。因为，要检测某种物理量，有多种传感器可供选择。在机电一体化检测控制系统设计中，我们考虑了以下几个具体问题： 传感器量程的大小 传感器的体积，允许安装位置 安装方式，接触式还是非接触式 信号的引出方式，有线或非接触测量 传感器的来源，国内、国外或自制 考虑以上问题后，就能确定采用什么类型（电阻型、电压型、电感性、电容型、热电偶、光电式传感器）的传感器，然后我们进行了具体的