基于虚拟仪器技术的斜拉桥索力测量的研究

论文摘要

斜拉桥拉索的工作状态是衡量斜拉桥是否处于正常营运状态的重要标志之一,精确测定索力对于了解斜拉桥的工作状态十分重要。传统的索力测量方法不仅精度不高,而且都是使用通用的模态测量仪器,费用昂贵,这些仪器不能实时的显示拉索的索力,使用起来很不方便。虚拟仪器技术是测控领域里一种新兴技术,它的出现很好的解决了传统索力测量仪器的局限性。本文开展的“基于虚拟技术的斜拉桥索力测量系统的研究”的目的,就在于利用虚拟仪器技术开发出索力测量系统。本文从斜拉桥索力测量目前国内外所采用的方法出发,对这些方法逐一分析、比较,找出了各种方法的优点和不足,确定频率法是最适合采用虚拟仪器技术的索力测量方法。在此基础上,开发出索力测量系统,叙述了测量系统的各个模块的原理与功能实现,其数据采集部分是一块NI公司的多功能数据采集卡（PCI-6014）。并对该数据采集卡利用单片机控制技术进行了一些改进,主控CPU是Ateml公司的产品AT89C51,外围芯片包括A/D转换器AD1674、RS-232电平转换芯片、MAX232、锁存器74LS373和逻辑转换芯片74LS00。数据采集与数据处理功能分离是仪器最大的特点。数据采集部分只负责对模拟信号的采样和A/D转换,转换结果送往PC机进行处理。用户界面和数据处理模块则是在PC机中用虚拟仪器软件LabVIEW编写的,包括串口通信、用户操作界面、波形显示及数据存储处理等功能。两个模块之间是通过标准RS-232串口进行连接通信的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 背景介绍
• 1.2 斜拉桥索力测试的意义
• 1.3 斜拉桥索力测试技术的发展状况
• 1.4 斜拉桥索力测量基本理论
• 1.5 数据采集系统研发的现状
• 1.6 本文的研究内容及结构安排
• 2 基于虚拟仪器的索力测量系统的软硬件设计
• 2.1 NI 公司与“虚拟仪器”
• 2.2 虚拟仪器测量系统
• 2.3 斜拉桥的索力测量系统
• 3 虚拟仪器系统的硬件组成
• 3.1 整体设计介绍
• 3.2 数据采集器（下位机）的规划
• 3.3 单片机概述
• 3.4 串口通讯电路设计
• 4 虚拟仪器系统的软件实现
• 4.1 A/D 转换的实现算法
• 4.2 串口通信的实现
• 5 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录1（攻读学位期间发表论文目录）
• 附录2（数据采集卡的虚拟通道的配置图）