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仅供个人参考 仅供个人参考 不得用于商业用途 不得用于商业用途 For personal use only in study and research; not for commercial use 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 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 数据采集系统方案分析 2.3 数据米集系统方案选择 三 计算机数据米集系统设计 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 计算机数据米集系统程序设计 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 ai: 0~200g; a2: 0~400g; a3： 0~1000g; 仅供个人参考 仅供个人参考 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，能完成对信号的米集、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 仅供个人参考 仅供个人参考 不得用于商业用途 不得用于商业用途 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 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 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选择。 还应注意在多参数数据采集系统中，应尽量选用同一类型 的传感器，这样就能大大简化放大电路的设计。 2量程的选择 主要依据是被检测信号的大小，考虑到传感器的线性适用 范围和被检测信号具有偶然性的因素，传感器量程的选择应该 有余量。选择的原则是： A : 一般性检测：Pmax ( 1.2~1.5 ) Px B: 实验研究性测量：Pmax (2 ~3)Px C: 控制信号检测：Pmax (1.2~2) Px 3频率响应特性 传感器的频率响应范围必须覆盖被检测信号的带宽，确保 被测信号的频率范围内所得的测试结果不失真。实际上传感器 的响应总会有一定的延迟时间，延迟时间越短越好。 在工程检测和控制系统中，常用的传感器如利用光电效应, 压电效应等类型的传感器，其响应的速度快，能检测的信号频 率范围较宽，而结构型传感器如电感式，电容式，电磁式，电 阻应变式等，由于受到结构特性的