矿用便携式静态电阻应变仪的研究与实现

论文摘要

目前,锚索锚杆联合支护是煤矿巷道支护改革的发展方向,测力锚杆和锚索是巷道支护设计、安全监测、机理研究不可缺少的观测仪器;同时,也需要通过仪表把测力锚杆和锚索的输出信号准确的检测记录下来,所以我们针对测力锚杆和锚索研制了一种矿用便携式静态应变仪。本文介绍了矿用便携式静态应变仪研究的主要过程,分析了应变测量的测量原理,并阐述了应变仪的信号调理硬件设计电路和软件程序的设计思想;对仪表的抗干扰和防爆措施做了说明;然后,通过标准模拟应变量校准器SDY2306对仪表精度,稳定性等指标进行了检验;模拟现场进行了应用调试试验。此应变仪具有测量精度高,稳定性好,汉字显示,操作简单,防爆等优点;该仪表的研制成功无疑给从事井巷锚固工程的科技人员和检测人员带来更便捷的测试手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 应变仪的研究背景
• 1.1.1 应变仪的分类
• 1.2 矿用应变仪应用的背景概况与研究的意义
• 1.3 本矿用便携式静态电阻应变仪的优点
• 1.4 设计要达到的技术指标
• 1.5 论文的研究背景和主要工作
• 2 仪表硬件电路设计
• 2.1 应变测量的原理与传感器的选用
• 2.1.1 应变测量的原理
• 2.1.2 传感器的选用
• 2.1.3 测量电桥的几种接线方法
• 2.2 信号采集调理电路
• 2.2.1 惠斯登电桥的桥源与信号切换开关
• 2.2.2 信号放大部分
• 2.2.3 滤波器的选取
• 2.2.4 数模转换部分
• 2.3 数字主电路部分
• 2.3.1 整机的工作原理
• 2.3.2 CPU 最小系统
• 2.3.3 存储器部分
• 2.3.4 通讯部分
• 2.3.5 人机对话
• 3 软件程序设计
• 3.1 下位机软件的构成
• 3.2 初始化程序
• 3.3 采样程序
• 3.4 显示程序部分
• 3.5 CRC 校验程序
• 4 应变仪的抗干扰与防爆设计
• 4.1 噪声干扰的形成
• 4.2 常用硬件抗干扰技术
• 4.2.1 抑制干扰源
• 4.2.2 切断干扰传播路径
• 4.2.3 提高敏感器件的抗干扰性能
• 4.2.4 其它常用抗干扰措施
• 4.3 应变仪抗干扰设计及方案
• 4.3.1 硬件抗干扰技术
• 4.3.2 软件抗干扰技术
• 4.4 防爆设计
• 4.4.1 本质安全型电源
• 4.4.2 应变仪电源部分的设计
• 5 实验室调试
• 5.1 综合调试
• 5.2 应用标准模拟应变量校准器来检定
• 5.3 拟现场工程调试
• 5.3.1 选用锚索测力计为传感器进行工程调试
• 5.3.2 选用测力锚杆为传感器进行工程调试
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表和已录用的论文情况
• 附录A： 矿用静电阻态应变仪电路实物图
• 附录B