1、.橋梁結(jié)構(gòu)試驗測試系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)老師：張訓(xùn)文學(xué)院：宇航學(xué)院專業(yè)： _班級：學(xué)號：姓名：.目錄一系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)指標(biāo)1.1系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)指標(biāo)1.2系統(tǒng)設(shè)計要求二數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)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(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計3.1傳感器的選擇3.2放大器的選擇3.3 a/d轉(zhuǎn)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(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序設(shè)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(shè)計總結(jié)參考文獻(xiàn).一、測試系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)指標(biāo)1.1、測試系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)指標(biāo)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(zhuǎn)換板。 常用 12 位的 a/d 轉(zhuǎn)換器的精度小于 0.05%。計量部門常用的是 14 位的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換器的選擇，此系統(tǒng)選擇sc105型的 a/d 轉(zhuǎn)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(jī)作為一種記錄儀器。磁帶上記錄的是模擬電壓量。（ 2）計算機(jī)記錄方式.計算機(jī)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(jī)記

4、錄：型號： teak dx2000精度： 0.2%（ 2）計算機(jī)記錄：機(jī)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(jī)阻（ ya11 系列）p4應(yīng)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(jī)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(shè)計要求四、 計算機(jī)采集系統(tǒng)程序設(shè)計4

7、.1 程序所用語言選擇目前前大部分單片機(jī)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(shè)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(shè)定數(shù)字量計算為電壓量a/d 工作條件的設(shè)定數(shù)據(jù)擦機(jī)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(shè)計如下：.a. 源程序名： ua105n.c，調(diào)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(zhuǎn)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(shè)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(diào)用的語句。/* 計算機(jī)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(shè)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(yù)留1k 數(shù)據(jù)存儲空間 ,在此是可以擴(kuò)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(shè)定：為程序的界面設(shè)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(shè)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(dá)到的要求的性能指標(biāo)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(zhuǎn)換，可以獲得準(zhǔn)確的采樣頻率 */.fh=fcode/256;/*高位設(shè)定 */fl=fcode%256;/*低位設(shè)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(yù)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(shè)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(shè)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(shè)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(zhuǎn)換后自動轉(zhuǎn)換通道在設(shè)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(shè)計總結(jié)本次設(shè)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(yīng)變儀、 a/d 轉(zhuǎn)換器、計算機(jī)處理，用磁帶記錄儀記錄。設(shè)計電路簡單，并采用 c 語言編程，基本完成橋梁結(jié)構(gòu).實驗測試系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)。通過短暫的小學(xué)期學(xué)習(xí)， 在張訓(xùn)文老師的認(rèn)真指導(dǎo)