1. 研究目的与意义
差动电阻式仪器又称卡尔逊式仪器,是美国加州加利福尼亚大学的卡尔逊教授在1932年研制成功的, 是利用钢丝变形使其内部两个分线电阻产生差动变化和钢丝总电阻随温度发生变化这两个原理设计而成的。
差阻式仪器的性能优越, 长期稳定性良好,是大坝和岩土监测方面使用的监测仪器类型之一。
在大坝施工期中,用于安全监测的传感器随着大坝的施工过程而埋入或投入,方便携带的差阻式传感器读数仪有着广泛的应用,能够测量差阻式仪器的电阻比和温度这两个参数,并对测量数据进行存储,把测量数据传送给PC机等。
2. 课题关键问题和重难点
(1)差阻式传感器读数仪测量电路
设计中的关键问题,主要是电阻比测量和电阻和测量电路的设计;
设计中的难点,对如何使之能适应所选单片机信号电平要求,便于与后续电路接口感到比较困难;
3. 国内外研究现状(文献综述)
20世纪30年代初,在欧美几乎同时问世的差阻式传感器和振弦式传感器,经过持续改进,目前仍然是岩土工程安全监测中最主要的2类传感器。中国在20世纪50年代开始差阻式传感器的应用研究。20世纪80年代后期,中国工程技术人员提出5芯测量技术,克服了差阻式传感器电缆的芯线电阻以及芯线电阻之间的差异对于测量电阻比和电阻值的影响,同时奠定了差阻式传感器自动化测量的基础。此前,国内外一直沿用4芯测量技术。差阻式传感器3芯和4芯测量技术沿用了近60a, 5芯测量技术的应用至今只有20a。行业里的有关文献资料,有些针对四芯差阻式传感器,也有些针对五芯差阻式传感器,从而产生一些混淆现象。站在前人的肩上,重新认识差阻式传感器,并进一步改进完善,特别是理清五芯与四芯差阻式传感器的区别,是我们的责任,对于工程应用也意义重大[1]。
差动电阻式传感器的基本工作原理
差动电阻式传感器种类有多种,常用的是一种电阻钢丝型差动电阻式传感器. 用R1 、R2 表示差动电阻钢丝,设未受力时它们的阻值为R ; F 表示构件受力,受F 力作用电阻丝R1 将拉长、R2 将缩短,相应地R1 的阻值将增大, R2 的阻值将变小,设变化量为ΔR , 则ΔR/ R∝ F , 于是通过测量ΔR/ R 就可间接获得F 的数值, 这就是差动电阻式传感器的基本工作理.
4. 研究方案
本文中差阻式读数仪是基于16单片机MSP430为处理器的低功耗装置,该装置可以分别在电源系统、数据采集、雷电预警、无线zigbee模块等部分阐述了其低功耗、抗扰能力强、体积小重量轻等特点,以及在人机接口的友善型,系统优良的精确性等多方面所具备的优势。其稳定性和精确性为大坝监控系统提供了实时数据。
单元电路由多路转换电路、信号放大及调理电路、A/D 转换电路、总线接口电路、PC 总线主板、通信转换电路和电源电路等组成, 原理框图见图2。
5. 工作计划
第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;
第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;
第 3 周 翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;
以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。