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3.3A/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,DataAcquisitionSystem)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传感器放大器A/D转换器单片机系统磁带机传感器放大器A/D转换器计算机磁带机传感器放大器动态测试分析仪磁带机图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/DD/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:A.传感器量程的大小B.传感器的体积,允许安装位置C.安装方式,接触式还是非接触式D.信号的引出方式,有线或非接触测量E.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)PxB:实验研究性测量:Pmax≥(2~3)PxC:控制信号检测:Pmax≥(1.2~2)Px3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...