多通道應(yīng)變儀自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、應(yīng)變儀是測(cè)量應(yīng)力應(yīng)變的重要手段，在機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑業(yè)、航空航天工業(yè)中起著重要作用。應(yīng)變儀在使用過(guò)程中，標(biāo)定校準(zhǔn)是一項(xiàng)必不可少的檢驗(yàn)手段。無(wú)論是應(yīng)變儀在出廠(chǎng)時(shí)的性能評(píng)定，還是在使用壽命期間的定期巡檢，還是久置不用導(dǎo)致其性能參數(shù)出現(xiàn)變化的情況，都需要在使用前對(duì)其性能進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定校準(zhǔn)是應(yīng)變儀可靠工作的保障，也是法規(guī)的強(qiáng)制要求。但目前在各大研究所或科研機(jī)構(gòu)，應(yīng)變儀的標(biāo)本定工作普遍存在手動(dòng)操作、單通道逐點(diǎn)測(cè)量、操作工序繁復(fù)等缺點(diǎn)，標(biāo)定效率難以提高

2、。本課題的研發(fā)目的正是開(kāi)發(fā)出一套專(zhuān)門(mén)針對(duì)應(yīng)變儀的自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)。
　　本文在查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了應(yīng)變信號(hào)的產(chǎn)生、測(cè)量原理，研究了儀器標(biāo)定理論，并確定采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入的標(biāo)定方法。結(jié)合實(shí)際使用中的不同應(yīng)變儀，研究了其內(nèi)部所采用的測(cè)量方式，分析了其不同類(lèi)型的標(biāo)定需求，制定了針對(duì)本標(biāo)定系統(tǒng)的功能要求。
　　為了實(shí)現(xiàn)多通道應(yīng)變儀的快速自動(dòng)標(biāo)定，本標(biāo)定系統(tǒng)以Cortex-M3為控制核心，系統(tǒng)將標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變信號(hào)加載到被測(cè)應(yīng)

3、變儀的輸入端，對(duì)比被測(cè)應(yīng)變儀的輸出值和理論值，自動(dòng)計(jì)算被測(cè)對(duì)象的測(cè)量精度和性能參數(shù)。在一般普適的標(biāo)定情況下，標(biāo)定精度不低于0.5%。系統(tǒng)硬件主體為一個(gè)帶溫度補(bǔ)償?shù)亩嗤ǖ罉?biāo)準(zhǔn)應(yīng)變信號(hào)發(fā)生器，其內(nèi)部將功能進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了：以100Ω、120Ω、350Ω、1KΩ四種常用應(yīng)變片阻值為基準(zhǔn)，模擬應(yīng)變范圍為-5%~+5%的電阻信號(hào)產(chǎn)生模塊；配置有1/4橋、1/2橋（I型和II型）、全橋三種電橋標(biāo)定模式的橋型切換模塊；含有8條通道，并通過(guò)分時(shí)

4、復(fù)用方式協(xié)同工作的通道切換模塊。應(yīng)變信號(hào)源的設(shè)計(jì)充分運(yùn)用了電路元件復(fù)用的思想，通過(guò)控制繼電器陣列的通斷狀態(tài)，改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而得到正確阻值和橋型的應(yīng)變電阻信號(hào)。
　　系統(tǒng)軟件由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成，基于USB通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了控制命令與參數(shù)設(shè)置的傳輸。下位機(jī)在μC/OS II嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)上，使用C語(yǔ)言編程編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)了硬件合理調(diào)度、信號(hào)輸出控制等功能。上位機(jī)軟件采用Python語(yǔ)言在Qt中編寫(xiě)，創(chuàng)新采用貝葉斯統(tǒng)計(jì)思想和最