1、.橋梁結構試驗測試系統(tǒng)設計課程設計指導老師：張訓文學院：宇航學院專業(yè)： _班級：學號：姓名：.目錄一系統(tǒng)設計技術指標1.1系統(tǒng)設計技術指標1.2系統(tǒng)設計要求二數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計分析2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述2.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案分析2.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案選擇三計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計3.1傳感器的選擇3.2放大器的選擇3.3 A/D轉換器的選擇3.4記錄儀器的選擇3.5測試系統(tǒng)框圖3.6測試系統(tǒng)誤差計算四計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序設計4.1程序所用語言的選擇4.2程序流程圖4.3程序分析（程序說明）4.4程序清單五課程設計總結參考文獻.一、測試系統(tǒng)設計技術指標1.1、測試系統(tǒng)設計技術指標1 測量參數(shù)A.測

2、試主推力F：0150KN；B.加速度a1：0200g；a2：0400g；a3:01000g;C.測試位移W ：010mm;W 2:010mm;2 測試系統(tǒng)精度要求： 20Fc C 串行采集方式的 Fs n*20 Fc其中 Fc ：信號頻率n ：工作通道數(shù)Fs：A/D 采集頻率。D 采集精度 根據(jù)測試系統(tǒng)的精度要求選擇轉換板。 常用 12 位的 A/D 轉換器的精度小于 0.05%。計量部門常用的是 14 位的轉換精度為 0.01%,0.005%,0.002%,0.0002%。E ：輸入方式 : 常用差分輸入方式，程控方式F ：啟動工作方式：程序控制方式，外輸入電壓控制方式，自動啟動方式3 常用

3、轉換板型號1SC系列采集頻率: 30KHZ10 MHZ2PCL系列采集頻率: 100 KHZ MHZ3CS000 系列采集頻率: 1.25 MHZ 00 MHZA/D轉換器的選擇，此系統(tǒng)選擇SC105型的 A/D 轉換板，參數(shù)為：A分辨率： 12 位； B. 最高采樣頻率： 330KHZ； C. 精度 :0.05%3.4 記錄儀器的選擇3.4.1 記錄儀選擇方案（ 1）磁帶記錄方式由于磁帶具有容量大，存儲時間長的特點，因此選擇磁帶機作為一種記錄儀器。磁帶上記錄的是模擬電壓量。（ 2）計算機記錄方式.計算機記錄數(shù)字量的實驗數(shù)據(jù)，便于數(shù)據(jù)處理分析和長久保存。3.4.2 記錄儀器的選擇（1）磁帶機記

4、錄：型號： TEAK DX2000精度： 0.2%（ 2）計算機記錄：機器配置： P4采用程序存盤記錄方式記錄數(shù)據(jù)。3.5 測試系統(tǒng)框圖力傳感器（ BK 系列）動態(tài)加速度傳感器1電A/D-105A計算機阻（ YA11 系列）P4應加速度傳感器2變（ YA11 系列）儀加速度傳感器3（ YA11 系列）位移傳感器 1BZ2202（ WD50A）位移傳感器 2磁帶記錄儀（ WD50A）(XD200).3.6 測試系統(tǒng)誤差計算根據(jù)系統(tǒng)總精度計算公式：（2221） （2） （3）其中1傳感器精度2 中間變換器精度3 記錄儀精度(1) 磁帶記錄儀（2222220.73%1.0%F1） （2） （3）（0

5、.5%） （0.5%） （0.2%）222222a1（ ） （ ） （ ） （） （） （）1230.5%0.5%0.2%0.73%1.0%222222a2（ ） （ ） （ ） （） （） （）1230.5%0.5%0.2%0.73%1.0%（2222220.73%1.0%a1） （2） （3）（0.5%） （0.5%） （0.2%）3（2222220.73%1.0%W1） （2） （3）（0.5%） （0.5%） （0.2%）1（2222220.73%1.0%W1） （2） （3）（0.5%） （0.5%） （0.2%）2(2) 計算機記錄（2222220.71%1.0%F1） （2） （

6、3）（0.5%） （0.5%） （0.05%）（2222220.71%1.0%a1） （2） （3）（0.5%） （0.5%） （0.05%）1222222a2（ ） （ ） （ ） （） （） （）1230.5%0.5%0.05%0.71%1.0%222222a3（ ） （ ） （ ） （） （） （）1230.5%0.5%0.05%0.71%1.0%（2222220.71%1.0%W11） （2） （3）（0.5%） （0.5%） （0.05%）（2222220.71%1.0%W1） （2） （3）（0.5%） （0.5%） （0.05%）2.符合系統(tǒng)設計要求四、 計算機采集系統(tǒng)程序設計4

7、.1 程序所用語言選擇目前前大部分單片機的發(fā)開語言都為C語言，它比匯編語言要簡潔，且易于修改、移植等等優(yōu)點。所以在此系統(tǒng)設計中采用C語言。4.2 程序流程圖文件頭采集同步控制0X41外控制法函數(shù)定義采集數(shù)據(jù)顯示界面設定數(shù)字量計算為電壓量A/D 工作條件的設定數(shù)據(jù)擦機存入方法A/D 初始化數(shù)據(jù)圖形顯示4.3 程序分析在本次實驗中具體程序設計如下：.a. 源程序名： UA105N.C，調試環(huán)境： TC2.0b. 由于試驗條件限制，實際編寫的程序是針對UA105型A/D 多功能版的。c. UA105型 A/D 多功能版有多種采集方式（觸發(fā)方式和通道選擇方式的組合）。d. 通過本程序可以實現(xiàn)以下功能：

8、A UA105 型 A/D 多功能板采樣方式的試驗；B選用 16 通道 A/D 轉換器，任意點數(shù)的試驗數(shù)據(jù)采集；C 采集頻率為 200KHz，采集通道數(shù)為6，采集通道0-5 ，觸發(fā)方式軟件觸發(fā)等可以設定；D 任意通道的數(shù)據(jù)顯示、繪圖、儲存；E 采集循環(huán)4.4 程序清單文件頭： include是每一個 C語言函數(shù)所必須調用的語句。/* 計算機數(shù)據(jù)采集程序 */* 文件頭 */*UA105n TC2.0*/#include stdio.h#include dos.h#include .FILE*in1;2. 函數(shù)定義 : 是 C語言程序設計必不可少的一部分，定義了整個程序所要使用的整體變量，如采集

9、通道數(shù)、采集點數(shù)、采集頻率等。main()int i,d,j,k,fr,fcode,baddr,baddr8,n,innm;unsigned char ch,fch,chn,fh,fl;int dd1024*16; /* 給每個通道預留1K 數(shù)據(jù)存儲空間 ,在此是可以擴展的，比如有m 個變量每個變量分配2K 的空間 , 為 intdd2048*m*/unsigned char g=0;floatdata2000,pd2000,pd12000,pd22000,pd32000,pd42000 ;float max,pmax;char *argv;char inchar1,inchar2;int d

10、river=DETECT;int mode=0;baddr=0x240;/* 初始化板基址： A/D16 位數(shù)據(jù)輸入口 */3. 界面設定：為程序的界面設計部分，這個程序的作用與功能。.printf(“*n”);printf(“ The program of data collectionn”);printf(“guider:zhangxunwenn”);printf(“designer:chenhuilingn”);printf(“2011.09.07n”);printf(“*n”);4.A/D 工作條件的設定： 這三個參數(shù)對采集系統(tǒng)本身的要求，系統(tǒng)本身要求的高低對采集頻率、采集數(shù)據(jù)點有直接

11、的影響，如果使用都輸入硬件無法達到的要求的性能指標就容易造成采集的數(shù)據(jù)混亂。printf(fch(0-15)= );/*初始通道數(shù)，“0 通道” *scanf(%d,&fch);printf(chn(1-16)= );/*通道個數(shù)，“ 2-3-4 ”*/scanf(%d,&chn);printf(Fr.(KHZ)= );/*采樣，“10kHz-300kHz”*/scanf(%d,&fr);printf(N=);/*采樣數(shù)據(jù)點數(shù)，“1000-2000-3000 “/scanf(%d,&n);fcode=4000/fr;/*分頻系數(shù)，定時觸發(fā)方式時通過該口輸出分頻系數(shù)可以控制采樣頻率，4000KH

12、z和 4MHz晶體振蕩器分頻發(fā)出等間隔定時脈沖連續(xù)觸發(fā)A/D 轉換，可以獲得準確的采樣頻率 */.fh=fcode/256;/*高位設定 */fl=fcode%256;/*低位設定 */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 通道口預置寄存口，清零，因為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，此時FIFO 清零禁止采集 */outportb(baddr+7,0x54);/*通道工作方式的設定，通道1：方式 2*/outportb(baddr+

13、7,0x34);/*通道 0：方式 2，先低后高 */outportb(baddr+0x10,fch);/*設定自動掃描的首通道*/outportb(baddr+5,chn);/*自動掃描的通道數(shù) */if(chn=1)outportb(baddr+7,0x70);/*如果只有一個通道則以為端口地與方式：選通道1，方式 0，先低后高 */else/*否則自動掃描幾個通道，并按以下方式：“自動掃描方式，只需設置首通道和通道for(i=0;ichn+1;i+)數(shù)，板上硬件即可，outportb(baddr+7,0x10);每次 A/Dl 轉換后自動轉換通道在設定范圍內(nèi)循環(huán)采集” */.outpor

14、tb(baddr+7,0x34);/*空循環(huán)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);/*允許開始采集 */outportb(baddr+4,(unsigned char)fh);baddr8=baddr+8;/*FIFO 狀態(tài)寄存器，可以大大提高數(shù)據(jù)傳輸效率和編程的靈活性， A/D 數(shù)據(jù)先行輸入存儲器， 用戶在讀取數(shù)據(jù)時不必查詢 */for(i=0;in*chn;i+)/*狀態(tài)同步讀取而可以在存儲器未溢出的條件下間隔一

15、次讀取成批數(shù)據(jù)*/while(!(inportb(baddr8)&1);ddi=inport(baddr)0x8000;7. 采集數(shù)據(jù)顯示printf(data output,yes or no? );scanf(%s,&inchar1);if(inchar1=y).printf(n);for(i=0;i320;i+)/*顯示數(shù)據(jù) */if(chn16)if(!(i%chn) printf(n);printf(%4X,ddi);printf(%+2.4f,ddi/16*.002442);/*電壓輸出 */8. 數(shù)字量計算為電壓表量for(i=0;i1500;i+)datai=ddi/16*.0

16、02442;9. 采集數(shù)據(jù)存入方法printf(ntplease input files name: );scanf(%s,argv);in1=fopen(argv, w+);for(i=0;i1500;i+)/*采用文件輸出 */fprintf(in1, n%f,datai);fclose(in1);printf(data have saved!please continue. );printf(n);.10. 數(shù)據(jù)圖形顯示getch();initgraph(&driver,&mode,);ch=0;while(ch15 Quit);/*退出控制 */scanf(%d,&ch);moveto

17、(0,-dd0*chn+ch/275+400-80*chn);for(i=0;i640;i+)/*分通道顯示波形，開始存儲時是幾個通道在一起，顯示則必須是分開的*/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、課程設計總結本次設計選擇用力傳感器、 位移傳感器，加速度傳感器測試 6 路輸入信號，并用動態(tài)電阻應變儀、 A/D 轉換器、計算機處理，用磁帶記錄儀記錄。設計電路簡單，并采用 c 語言編程，基本完成橋梁結構.實驗測試系統(tǒng)設計任務。通過短暫的小學期學習， 在張訓文老師的認真指導