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基于ARM9的桥梁动挠度测量系统

罗文成  
【摘要】:桥梁的挠度与桥梁的承载能力及抵御地震等动荷载的能力有密切的关系。因此,桥梁挠度测量方法的研究和仪器设备的开发研制对于能否准确实现桥梁承载能力检测与桥梁的防震减灾有着决定性的重要意义。本桥梁动挠度测量系统采用惯性基准仪器光纤陀螺仪作为采集器件,从一个独特的应用方向作了全新的研究尝试。 论文首先从分析光纤陀螺仪的原理和桥梁在载荷作用下的动挠度特性入手,得到了利用干涉式光纤陀螺仪测量桥梁动挠度的工程实用算法。同时借助于简单而切合实际情况的桥梁模拟系统,使用以拉线式位移传感器作为测量仪器的传统桥梁动挠度测量方案与论文所提出的新型测量方法进行测量效果的对比并分析了误差。 基于这样的测量构架,使用具有强大的扩展功能的三星公司嵌入式ARM9S3C2410X芯片作为核心处理单元。设计了传感系统后的数据处理分析系统单元。提出了一个完整的便携桥梁动挠度测量系统。其中针对测量系统的高精度、实时性和稳定性需求,设计了独立的16位模数转换单元和数据缓冲模块。系统设计充分利用了主处理芯片资源丰富的特点,在其基础上扩充了液晶显示单元和对采集数据实施存储的SD卡接口。文中详细分析了硬件系统的设计方案和具体实现参数。也针对系统的稳定性和抗干扰能力设计了相关的方案。最后,结合实际情况选择了Linux操作系统作为智能检测系统的重要组成部分,并详细阐述了嵌入式系统的移植方案。


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