基于振弦傳感器的橋梁應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國橋梁建設(shè)取得了令人矚目的巨大成就。但是由于外界環(huán)境等因素的影響，橋梁結(jié)構(gòu)不可避免地出現(xiàn)損傷積累和抗力衰減。如何及時、準確地檢測橋梁的健康狀況，越來越引起人們的關(guān)注。橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的作用是通過對橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)測與評估，為橋梁在特殊氣候、特殊交通條件下或運營狀況嚴重異常時觸發(fā)預(yù)警信號，分析評估橋梁的使用壽命，并為橋梁的養(yǎng)護、維修與管理決策提供科學(xué)的依據(jù)。 本文首先介紹了橋梁應(yīng)力監(jiān)測的研究背景和國內(nèi)外的發(fā)展

2、現(xiàn)狀，指出了與傳統(tǒng)的監(jiān)測方法相比本方法所具有的優(yōu)點。然后對振弦傳感器的特性進行了深入的研究，分析了振弦傳感器的工作原理和溫度特性，進而為振弦的溫度補償原理提供了理論依據(jù)。接著通過分析系統(tǒng)功能需求和比較各種采集方式的優(yōu)缺點，提出了一種分散采集集中管理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、遠程傳輸子系統(tǒng)和監(jiān)控中心子系統(tǒng)三部分。最后根據(jù)振弦傳感器的工作原理完成整個系統(tǒng)的硬件電路和軟件的設(shè)計，并重點設(shè)計了振弦式傳感器的激振電路、測頻電路和溫

3、度調(diào)理電路，傳感器的激振采用軟件掃頻激振技術(shù)，傳感器的測頻采用等精度測頻方法。另外考慮到溫度對振弦的影響，采用比值采樣法和電壓頻率轉(zhuǎn)換實現(xiàn)溫度的測量，從而實現(xiàn)溫度的補償。整個系統(tǒng)在上位機端和下位機端分別設(shè)計了RS—485總線接口，通過RS—485/RS—232轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)了PC機與單片機之間的遠程數(shù)據(jù)采集和控制。在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進行了軟件設(shè)計，軟件部分包括下位機單片機程序的設(shè)計、上位機監(jiān)控軟件的設(shè)計以及上位機與下位機通訊程序