岸桥起重机拉杆无线应变测量系统研究

发布时间：2017-04-21 09:25

  本文关键词：岸桥起重机拉杆无线应变测量系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了保证岸桥起重机的质量,确保其各个拉杆受力平衡,在生产装配中必须对岸桥进行模拟加载来测试其各个拉杆的应变。有线应变仪在测量岸桥起重机拉杆应变时有诸如安装困难以及携带不便等问题,需要开发一套无线应变测量系统。本课题得到了上海市科委《化工装备无线传感器测控服务能力建设》平台建设(11DZ2290500)的资助,以开发一套高精度、高可靠性以及便于安装和维护的岸桥起重机拉杆无线应变测量系统为研究目的。 该系统采用电阻应变片作为敏感元件感知应变信号,采用具有高共模抑制比、高稳定性和低温漂的仪表放大器AD8428作为放大元件,将德州仪器的CC2530作为数据处理以及ZigBee无线网络的核心。软件基于IAR Embeded Workbench (EW)开发,实现了自动调零、数据采集、自动组网等功能。在设计过程中采用基于Multisim电路仿真方法,不仅提升了设计的效率,降低了成本,更减少了设计错误。 本文研制的系统已完成样机试验,试验结果表明,系统具有较高的测量精度和稳定性,无线数据传输具有很高的可靠性,达到现场测量要求,能够大大减轻工作人员的工作量,提高工作效率。同时该系统还适用于其他类似静态应变测量场合。
【关键词】：无线 应变测量 岸桥起重机 ZigBee 仿真
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH218;TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 应变电测法原理11-14
• 1.3 应变测量系统的研究现状14-21
• 1.3.1 应变测试系统的发展14-17
• 1.3.2 无线通信技术及无线传感器网络的发展17-18
• 1.3.3 无线应变电测法的发展18-21
• 1.4 本文的研究内容21-22
• 第2章 无线应变监测系统关键技术研究22-42
• 2.1 系统供电方案研究22-25
• 2.2 变换电路分析25-30
• 2.2.1 恒压电桥变换电路25-27
• 2.2.2 恒流电桥变换电路27-28
• 2.2.3 双恒流源变换电路28-29
• 2.2.4 正负电源恒压源变换电路29-30
• 2.3 电桥的平衡调零方案30-36
• 2.3.1 电位器调零方法以及其优缺点分析30-34
• 2.3.2 可调式补偿电阻平衡方法34-35
• 2.3.3 电压负反馈智能自动调零系统35-36
• 2.4 ZIGBEE无线传感器技术36-40
• 2.4.1 ZIGBEE技术特点介绍37-39
• 2.4.2 ZIGBEE协议栈介绍39-40
• 2.5 本章小结40-42
• 第3章 无线应变测量系统硬件分析42-57
• 3.1 系统的总体方案42-43
• 3.1.1 数据采集节点硬件结构42
• 3.1.2 路由节点的硬件结构42-43
• 3.1.3 中心控制节点硬件结构43
• 3.2 数据采集节点供电电路设计策略43-47
• 3.2.1 电源噪声的抑制43-45
• 3.2.2 供电桥路分析45-46
• 3.2.3 工作电流对应变信号的影响46-47
• 3.3 共模信号的影响47-51
• 3.3.1 电桥输出信号中的共模信号47-48
• 3.3.2 放大器件的选择48-50
• 3.3.3 射频干扰(RFI)引入的共模噪声50-51
• 3.4 温漂的影响51-52
• 3.5 调零电路的设计52-53
• 3.6 低通滤波电路的必要性和设计标准53-55
• 3.7 应变调理电路参数匹配55-56
• 3.8 本章小结56-57
• 第4章 应变测量系统软件开发57-66
• 4.1 系统软件的总体结构57-58
• 4.2 Z-STACK软件架构分析58-60
• 4.2.1 系统初始化58-59
• 4.2.2 操作系统的执行59-60
• 4.3 数据采集节点的软件分析60-64
• 4.3.1 数据采集节点的主程序60-61
• 4.3.2 系统调零程序61
• 4.3.3 数据采集程序61-64
• 4.4 中心控制节点软件功能分析64-65
• 4.4.1 中心节点主程序流程图64
• 4.4.2 中心节点建立网络64-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第5章 基于MULTISIM的电路仿真分析66-76
• 5.1 电路仿真软件比较66-67
• 5.2 MULTISIM 1267-70
• 5.2.1 MULTISIM 12简介67-68
• 5.2.2 MULTISIM创建和导入SPICE仿真模型68-70
• 5.3 信号调理电路的交流分析70-72
• 5.4 信号调理电路的瞬态分析72-73
• 5.5 系统的傅里叶分析73-75
• 5.6 本章小结75-76
• 第6章 系统总体性能测试76-82
• 6.1 无线应变仪系统精度测试76-77
• 6.2 无线应变仪系统稳定性测试77-78
• 6.3 无线传感器网络无线传输性能测试78-81
• 6.3.1 数据丢包率测试78-80
• 6.3.2 系统无线传输避障能力测试80-81
• 6.4 本章小结81-82
• 第7章 结论与展望82-84
• 7.1 研究结论82-83
• 7.1.1 本文的主要工作及研究成果82
• 7.1.2 本文的创新点82-83
• 7.2 研究展望83-84
• 参考文献84-87
• 致谢87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李建飞;常亚东;郑海龙;;低通滤波器在火箭发动机点火电路中的应用[J];四川兵工学报;2009年08期

2 吴松安,何雄辉;关于惠斯登电桥测电阻中几个问题的讨论[J];大学物理实验;2002年02期

3 江修波;ZigBee技术及其应用[J];低压电器;2005年07期

4 董海涛;屈玉贵;赵保华;;Zigbee无线传感器网络平台的设计与实现[J];电子技术应用;2007年12期

5 喻言,欧进萍;结构无线应变传感器设计、制作与测试[J];电子器件;2005年03期

6 黄循超;;加强港机设备技术安全管理的思考[J];能源与环境;2010年06期

7 谢天生;朱建华;吕广宇;;港口机械安全性与港口生产安全[J];港口装卸;2005年05期

8 路染妮;张刚;;ZigBee无线传感网络的路由协议研究[J];电子设计工程;2010年11期

9 丁雪莲;;ZigBee协议栈浅析[J];电脑与信息技术;2013年05期

10 肖斌,高振玲;从应变计现状看电阻式传感器的前景[J];华北航天工业学院学报;2000年02期

  本文关键词：岸桥起重机拉杆无线应变测量系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：320057