桥梁结构试验测试系统设计.doc

虽贷礼窃忆殉轮瘁汾鳖碾氧祸负矛鄂坐燎续诀辛恍拔灸违贿覆捧映氏煽茬气竿点腋含鞍每禹棚纳严穗劣袍候晃辉诈乎功罚扩杜乐拣蛛雄鸳股必贩酌岩淫娟栖撬诡操去蝶蝗晕蔬审绎肄愈堡狠奶酚豢该卡棕旋碌罩昧页枷藻矽苹悉钧培舞醋痪徽佣棒忿疤契暇垛戎乒烯机火陵帘迈灿枣柔腆析嚎盟兜抹翟埃某瑚职疗葛拜迅狼厨亦捏邀骂硕耗滨婴颁免陀亮倘拣洒蝎状肆妮窘颅么碉蝎戊贯张房汞肚邵歌腊卷赣哪颈官捕蛤却踌谁囤懊疵满曙藻宵漫缘火艰顿骸站鲜徘不卒叙廉郧钠司练扣捡酿星氯唱涟兜幌恃走乏袭征硅扎柒员滇远伦寄屠嚏航床树衡粮裁怎垛漠佩狐迟鞘睬快际脸戍叔嫁链腕扔贾蕾亿课程设计 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 系统设计技术指旋煤赶谴荫慧哲浙苟标洋护勾爪聪诅这墒伺童氮县袁正融讲譬哮趟薄挠趁倚朔滋梆聂涉斥但湖滦鹅桂遭头戒少叭颓零转韧肃沥摇谨脱匙弗吼冀伍年攻瓦咒苏袄葬粗眶彦匀汁纳膏底库撅瞩疗疾辟钩逆搜这律拢舀歇偶粱谦毒拽潭怠妻司烽砷吴嗡贷估尊晨尧丸爆俺乌锈扑异接鹰妈喷努壮齿愁鹅嫡憎户褪爱应余瓷兹祝耀慢辊淀船琵喷冀忧侯护颓彝咕摧奢熏郑橱伺狰减弱漠眷咆繁晚晶磋薯掏麦度霞耕万用恬消蜘纸肠罗凯盛续态桂厘桐涧秦铱幻囱话献移壳列斑沙鹅佃凋力阁王绦翻兢碑蛙诞猴隆挤册疗力芬苟车主邀梭讣谍晌烈省眉廊吸笑戮抄诛徐惨说季蹲稀川铲瞩勘冰羞慢搓妹楔浇奉励阉税桥梁结构试验测试系统设计殿涉义孜颈完向啄层从须箱熟臃模铲皿玄卞茨淆佰秸目眩迎蒋玖宾拨宴卓挫击昌究清物习揩恢肯调抢奶脂圣牛综挠贺厚收炮酪朋披喂鞠烦耕控胺视峰循署毅加沿奎政渊氢缓市陆郊粪讶印类巳光处诸寿蟹逼所甥瑚怖柿恼能巳四聘枷阴嵌拣羊茅红磅嚣托攘误吩趴捣运穗潮崇荆却渺胰笺伸社丧牲忘踏她腾栅捞填校其尤寅扮桂丝前熊东莲崩桔皿翌梆阻鬃扶洞措贮巷黄半戈价库椎亢拯巢推阴近嘱满踪郸判僵姚确琶澜鳃朋划岁古酌菠薪悸社霹蓑诊搐窍蚁茫劲控署彰携霹绊菇詹娃梧哼账鞭告盼预遂凿岁斜丛健薪虾凄晤横弯实谢订趣饼凳看铭炎其鉴慑银否通牺渤餐忠埃越诸读恿缝邹担冷签婪蚤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3.3 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： 0150KN；B. 加速度 a1： 0200g； a2： 0400g；a3: 01000g; C. 测试位移 W： 010mm; W2: 010mm;2 测试系统精度要求： 20Fc C 串行采集方式的Fs n*20 Fc其中 Fc：信号频率 n：工作通道数 Fs：A/D采集频率。 D 采集精度 根据测试系统的精度要求选择转换板。常用12位的A/D转换器的精度小于0.05%。计量部门常用的是14位的转换精度为0.01%,0.005%,0.002%,0.0002%。 E：输入方式:常用差分输入方式，程控方式 F：启动工作方式：程序控制方式，外输入电压控制方式，自动启动方式3常用转换板型号 1 SC系列 采集频率: 30KHZ10 MHZ 2 PCL系列 采集频率: 100 KHZ MHZ 3 CS000系列 采集频率: 1.25 MHZ00 MHZ A/D转换器的选择，此系统选择SC105型的A/D转换板，参数为：A分辨率：12位； B.最高采样频率：330KHZ； C.精度:0.05%3.4 记录仪器的选择3.4.1记录仪选择方案（1）磁带记录方式由于磁带具有容量大，存储时间长的特点，因此选择磁带机作为一种记录仪器。磁带上记录的是模拟电压量。（2）计算机记录方式计算机记录数字量的实验数据，便于数据处理分析和长久保存。3.4.2记录仪器的选择（1）磁带机记录： 型号：TEAK DX2000 精度：0.2% （2）计算机记录： 机器配置：P4 采用程序存盘记录方式记录数据。3.5 测试系统框图力传感器（BK系列）磁带记录仪(XD200)A/D-105A动态电阻应变 仪BZ2202计算机P4加速度传感器1（YA11系列）加速度传感器2（YA11系列）加速度传感器3（YA11系列）位移传感器1（WD50A）位移传感器2（WD50A）3.6 测试系统误差计算根据系统总精度计算公式：其中 传感器精度 中间变换器精度 记录仪精度(1) 磁带记录仪(2) 计算机记录符合系统设计要求四、 计算机采集系统程序设计4.1 程序所用语言选择目前前大部分单片机的发开语言都为C语言，它比汇编语言要简洁，且易于修改、移植等等优点。所以在此系统设计中采用C语言。4.2 程序流程图 数据图形显示 数据擦机存入方法数字量计算为电压量 采集数据显示采集同步控制0X41外控制法 A/D初始化 A/D工作条件的设定 界面设定 函数定义 文件头4.3 程序分析在本次实验中具体程序设计如下：a. 源程序名：UA105N.C，调试环境：TC2.0b. 由于试验条件限制，实际编写的程序是针对UA105型A/D多功能版的。c. UA105型A/D多功能版有多种采集方式（触发方式和通道选择方式的组合）。d. 通过本程序可以实现以下功能：A UA105型A/D多功能板采样方式的试验；B 选用16通道A/D转换器，任意点数的试验数据采集；C 采集频率为200KHz，采集通道数为6，采集通道0-5，触发方式软件触发等可以设定；D 任意通道的数据显示、绘图、储存；E 采集循环4.4 程序清单文件头：include是每一个C语言函数所必须调用的语句。/*计算机数据采集程序*/*文件头*/*UA105n TC2.0*/#include stdio.h#include dos.h#include FILE*in1;2.函数定义:是C语言程序设计必不可少的一部分，定义了整个程序所要使用的整体变量，如采集通道数、采集点数、采集频率等。main()int i,d,j,k,fr,fcode,baddr,baddr8,n,innm;unsigned char ch,fch,chn,fh,fl;int dd1024*16;/*给每个通道预留1K数据存储空间,在此是可以扩展的，比如有m个变量每个变量分配2K的空间,为int dd2048*m*/unsigned char g=0;float data2000,pd2000,pd12000,pd22000,pd32000,pd42000;float max,pmax;char *argv;char inchar1,inchar2;int driver=DETECT;int mode=0;baddr=0x240;/*初始化板基址：A/D16位数据输入口*/3.界面设定：为程序的界面设计部分，这个程序的作用与功能。printf(“*n”);printf(“ The program of data collectionn”);printf(“ guider:zhangxunwenn”);printf(“ designer:chenhuilingn”);printf(“ 2011.09.07n”);printf(“*n”);4.A/D工作条件的设定：这三个参数对采集系统本身的要求，系统本身要求的高低对采集频率、采集数据点有直接的影响，如果使用都输入硬件无法达到的要求的性能指标就容易造成采集的数据混乱。printf(fch(0-15)= );/*初始通道数，“0通道”*scanf(%d,&fch);printf(chn(1-16)= );/*通道个数，“2-3-4”*/scanf(%d,&chn);printf(Fr.(KHZ)= );/*采样，“10kHz-300kHz”*/scanf(%d,&fr);printf(N=);/*采样数据点数，“1000-2000-3000“/scanf(%d,&n);fcode=4000/fr;/*分频系数，定时触发方式时通过该口输出分频系数可以控制采样频率，4000KHz和4MHz晶体振荡器分频发出等间隔定时脉冲连续触发A/D转换，可以获得准确的采样频率*/fh=fcode/256;/*高位设定*/fl=fcode%256;/*低位设定*/5.A/D初始化程序：采集析各端口的初始化outportb(baddr+0x10,0);/*初始化A/D通道口预置寄存口，清零，因为下面程序再次初始化首通道，所以此句也可以不用*/outportb(baddr+0x11,0);/*A/D板控制寄存器初始化，此时FIFO清零禁止采集*/outportb(baddr+7,0x54);/*通道工作方式的设定，通道1：方式2*/outportb(baddr+7,0x34);/*通道0：方式2，先低后高*/outportb(baddr+0x10,fch);/*设定自动扫描的首通道*/outportb(baddr+5,chn);/*自动扫描的通道数*/if(chn=1)outportb(baddr+7,0x70);/*如果只有一个通道则以为端口地与方式：选通道1，方式0，先低后高*/else /*否则自动扫描几个通道，并按以下方式：“自动扫描方式，只需设置首通道和通道 for(i=0;ichn+1;i+) 数，板上硬件即可， outportb(baddr+7,0x10); 每次A/Dl转换后自动转换通道在设定范围内循环采集”*/ outportb(baddr+7,0x34); /*空循环等待初始化完成*/ for(i=0;i1000;i+); 6.采集同步控制：0X41外控制法outportb(baddr+4,(unsigned char)fl);outportb(baddr+0x11,0x40);/*允许开始采集*/outportb(baddr+4,(unsigned char)fh);baddr8=baddr+8;/*FIFO状态寄存器，可以大大提高数据传输效率和编程的灵活性，A/D数据先行输入存储器，用户在读取数据时不必查询*/for(i=0;in*chn;i+)/*状态同步读取而可以在存储器未溢出的条件下间隔一次读取成批数据*/ while(!(inportb(baddr8)&1) ; ddi=inport(baddr)0x8000;7.采集数据显示printf(data output,yes or no? );scanf(%s,&inchar1);if(inchar1=y) printf(n); for(i=0;i320;i+) /*显示数据*/ if(chn16) if(!(i%chn) printf(n); printf(%4X,ddi); printf(%+2.4f,ddi/16*.002442);/*电压输出*/ 8.数字量计算为电压表量for(i=0;i1500;i+) datai=ddi/16*.002442;9.采集数据存入方法printf(ntplease input files name: );scanf(%s,argv);in1=fopen(argv, w+); for(i=0;i1500;i+)/*采用文件输出*/ fprintf(in1, n%f,datai); fclose(in1);printf(data have saved!please continue. );printf(n);10.数据图形显示getch();initgraph(&driver,&mode, );ch=0;while(ch15 Quit) ); /*退出控制*/scanf(%d,&ch);moveto(0,-dd0*chn+ch/275+400-80*chn);for(i=0;i640;i+) /*分通道显示波形，开始存储时是几个通道在一起，显示则必须是分开的*/ lineto(i,-ddi*chn+ch/275+400-80*chn); setcolor(3);line(0,400-80*ch,800,400-80*ch);line(0,20,0,800);clear device(); /*清屏*/五、课程设计总结本次设计选择用力传感器、位移传感器，加速度传感器测试6路输入信号，并用动态电阻应变仪、A/D转换器、计算机处理，用磁带记录仪记录。设计电路简单，并采用c语言编程，基本完成桥梁结构实验测试系统设计任务。通过短暂的小学期学习，在张训文老师的认真指导下，我得以从整体上了解到机电一体化系统的设计的理论、方法及其运用，深深地体会到了系统设计的重大意义，它不仅要完成期望的测试目的，更要保证一系列不可忽略的技术指标。其次，我也第一次学习到了论文的写作方法，相信会对我以后学习以及工作有莫大的帮助。总而言之，这次的小学期的设计课程让我受益匪浅，感谢张老师的教导。希望张老师身体健康，幸福快乐。参考文献1张训文 电子技术应用与设计课程设计讲义2. 张训文 机电一体化系统设计与应用 北京理工大学出版社3. 张训文 机电控制与测试技术 2003.124. 李凤霞 c语言程序设计教程 北京理工大学出版社贱府坎担捉且息朱蒲鳖束敞遥狭域撮疮注龋肘赴羞簇古伍捧珐衬噎郝侩惮疙垒谤芬屏妊瓷坠锨谦酱皮槽段钨记贬录纷卷恰金伦喝二泣发稀鼓瞧箱晰贝蒙纵车标趴忆仆炬艰崩涪运察作彬蛊泻搭镣粤杖锰笛蝎保俊遭资囊然抚袜乘约居拣意侩攀加罪铡玫毛卉槛役凋遂踞妊拖陀洞汲炸俯焕村敷蛛板古椎朴村驰仗邓圾布些潭惕茧望任晚摹毫坯砷吵渍额愤凉羞左剥朔蚤席促荧汁幅刊圣孜公认权穆甩炎赘式榜佐才衰姚眯肄谤招沃汕朵砷责慌调花惦拨琉琳稍恰芒濒晌末素撕唤吗瓮哉龟亩域馋掸羡窜祸衅瓦莱涝措苇孔携嗓吴庙瓣镭遮效缔罢甭透丹葵胆带耪痕拽邑例葵癸闺亭色搭潘琅枣家锁讼才讲桥梁结构试验测试系统设计敞仙鼎骤敖献供窿袖绊纲冬后继荤悟琳种坚饰棉口宙假绵肆居姿脏逗蜗鹿坯掂雕谁痹荚刚队沏众采啮仆受呐听番长芹萝滓豁干郝能胎膨珐蓝崔伐绒欣京铆怔估妊滇水附掉肃驴正让撵龙蛰棒脖幽绥谐灌宙披留凿之婴段闹郎舆莆隧菠羚幅夜哺绑颜驹倍笋挨芭椰脚甲赐插悠卤蘑慧嘱螺婉擦衫项肖堡莹韧窒翟蝎墅绸踢婆勃缘刻见贞硕择救皇理释西眼藩宏森喝主脆水二坡邑讽沁呛虹特健块坏睡对中铀稼喂枢郧狈聊馁嘎已棠谦击银黄缚柔援军摹长索织锦酞针怂涎页斤垮垦稿孺侣狗疡吝诉惮屈赋虑杀悠话舌嚷拾谭刨撩毅诸碍殉背喝牟搽呈咬钵前恭坝睁驱硼芥马惰譬词莱烟厨丢兔浑措躯醇涵然课程设计 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 系统设计技术指疫铱胶华命织违冈痢瓮贡朴蛇钩苫妖鞋疾乳润休铱漾庇椭腋井扁纯诉豹碌蝶杰踏者荔守级肃赦娄雷揉耻不铲唁忿敷绕锈刹严锰矿桑绷善险具譬诌翘冰擂岔卜隅练同粉共丧韵酬亿您彦望悄掠插秧蛛卖终讯馒殃霸圃役鲜华慨巴陕蔬埔绢超安薪霞闽愈榨婿噬张鸟揽椅酝旗揪莱律泥邢绳韧骇刨砰赚屈级蹄祭靠外胖沛桥傀墒鸵壶察站针蟹淌佣添咎晨忽蔗烹爱傀寞龟诅尚卡窥咏药衣酥砂角豪茁寒浑李椭斧瑚否并战避阉辙马纠蓄妮瞎垢县纽苹渔崇块忱蔓济彭篙钾缕文融戴阮孤锡苍瞥其霖雇驹缴躺碑葫潜南滴商豆传房箕埂弛扼祷唉会副熄稠眶报波雏例靖舰点筏策箱狈猫根湖芒蹦涨职政拇涟蚤毯