1. 研究目的与意义
变形观测是大坝安全监测的一个重要项目，主要监测大坝本身及坝基随时间变化的规律。一般混凝土大坝上可采用正、倒垂装置及其垂线坐标仪来监测大坝的水平位移和挠度。步进式变形监测仪器具有长期测量、测值稳定、可靠性高、测试原理简单、适用范围广等优点，在中国的大坝安全监测领域得到了广泛应用。步进式垂线坐标仪数据测量单元有着广泛的应用，能够测量步进式垂线坐标仪安装处垂线的X、Y方向坐标这两个参数，并对测量数据进行存储等。
大坝失事不仅要损失全部工程效益，而且溃坝洪水将使下游人民生命财产遭受毁灭性损失。步进式垂线坐标仪具有全数字化测量的特点, 精度高(测量精度与量程无关)、可靠性好、量程范围大、成本低、防水防潮等优点，为大坝安全监测提供了有力的保障。2. 课题关键问题和重难点
1、测量方法。
根据步进式垂线坐标仪的工作原理，一个完整的测量过程如下：当仪器接到启动测量指令后, 步进电机在控制器驱动下启动工作, 经丝杆传动机构进行运动方式转换后带动光电探头做直线运动, 安装在光电探头上的2 个光路系统（X方向和Y方向）随电机运动而依次扫描, 并分别记录第1 基准杆、被测垂线、第2基准杆的位置, 最后由CPU 根据它们之间存在的确定几何关系解算出被测垂线所处位置的坐标值和第1 、第2基准杆的线段长度, 通过本次测值与基准长度的比对来确定本次测量是否正常, 若测值不正常则将再做一次测量。
2、 时间和信息的结合。
3. 国内外研究现状（文献综述）
1、前言
变形观测是大坝安全监测的一个重要项目, 主要监测大坝本身及坝基随时间变化的规律。一般混凝土大坝上可采用正、倒垂装置及其垂线坐标仪来监测大坝的水平位移和挠度。近年来, 垂线坐标仪经历了从人工观测方式到自动化测量方式、从接触式到非接触式的发展过程, 主要体现在精度和可靠性、遥测能力和自动化水平的不断提高 。迄今,已有多种形式的自动化垂线坐标仪问世, 如差动电容感应式、电感感应式、电磁感应式、电荷祸合器件CCD式和步进式等类型。从严格意义上讲, 只有CCD式和步进式垂线坐标仪才是真正意义上的非接触式仪器。真正非接触式的垂线坐标仪能够保证垂线装置不受垂线坐标仪的施工、安装和运行过程的干扰, 从而保证所测位移值真实、可靠地反映大坝的变形。此外, 步进式垂线坐标仪更具有全数字化测量的特点, 精度高（测量精度与量程无关）、可靠性好、量程范围大、成本低、防水防潮性能优越。
2、主题
4. 研究方案
1、 步进式垂涎坐标仪结构图
2、 步进式垂涎坐标仪工作原理
5. 工作计划
第1周：基本资料查阅、相关资料阅读学习；
第2周：需求分析，确定设计方案，学习步进式垂线坐标仪测量方法和MSP430单片机，资料译文提交；
第3周：学习大坝安全监测自动化数据采集单元的功能，熟悉CCS或IAR编程环境，开题报告提交；
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