資源描述：
《高精度無線應變測量系統(tǒng)硬件設計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2012年第31卷第l2期傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)87高精度無線應變測量系統(tǒng)硬件設計張仕明，陳偉民，章鵬，劉顯明，雷小華(重慶大學光電技術(shù)及系統(tǒng)教育部重點實驗室。重慶400044)摘要：無線應變測量系統(tǒng)無需考慮布線，裝卸快速，受到人們的日益關(guān)注。但精度不夠高的缺點限制了其廣泛應用。提高精度的有效途徑是在硬件設計時控制電路中的誤差，對電路中的精度影響因素進行了系統(tǒng)分析，推導出電橋電壓噪聲、運放噪聲、量化噪聲與系統(tǒng)精度的定量關(guān)系，并提出了電路設
2、計中各部分的精度指標。以此為依據(jù)，采用高精度恒流穩(wěn)壓電源，簡化濾波電路等手段，設計了相應的信號處理、數(shù)據(jù)采集和無線收發(fā)電路，并選用低功耗器件以降低系統(tǒng)功耗。試驗結(jié)果表明：該系統(tǒng)測量精度為0．245％，總功率最大時為178mW，相關(guān)系數(shù)為0．998，多次測量重復性好，系統(tǒng)滿足設計要求。關(guān)鍵詞：應變測量；無線系統(tǒng)；高精度；信號處理；電路噪聲中圖分類號：TN409；TP274文獻標識碼：A文章編號：1000-9787(2012)12-0087-04Hardwaredesignofhighprecisionwir
3、elessstrainmeasurementsystemZHANGShi—ming，CHENWei—min，ZHANGPeng，LIUXian-ming，LEIXiao—hua(KeyLaboratoryofOpto-electronicTechnology&Systems，MinistryofEducation，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Wirelessstrainmeasurementsystemhastheadvantage
4、ofeasytoassembleandnoneedtoconsiderwiring，SOitgetsmoreattentionnow．Butthemeasurementprecisionoftheexistingsystemislow，whichlimitsitswideapplication．Controllingthecircuiterrorinhardwaredesignisanefectivewaytoimproveprecision．Theinfluencefactorsonprecisioni
5、ncircuitareanalyzed．Thequantitativerelationshipbetweenbridgevohagenoise，operationalamplifiernoiseandquantizationnoise，andsystemprecisionisdeduced．Theprecisionindexofeachpartincircuitdesignispresented．Onbasisofthis，byapplyinghigh-precisionconstant—currents
6、tabilivohpowersource，simplifyingfilteringcircuitandsomeothermeans．Corespondingsignalprocessing，dataacquisitionandwirelesstransmit-receivingcircuitaredesigned，meanwhile，lowpowerconsumptiondevicesareappliedinthedesign．Experimentalresultsindicatethatthesyste
7、mprecisionis0．245％，themaximumpoweris178mW，thecorelationcoeficientis0．998andtherepeatabilityisgood，thesystemmeetsdesignrequirements．Keywords：strainmeasurement；wirelesssystem；highprecision；signalprocessing；circuitnoise0引言號J。無線節(jié)點一般采用電池供電，而現(xiàn)有的信號調(diào)理器應變能有效表征結(jié)構(gòu)受力
8、，是結(jié)構(gòu)監(jiān)測中最重要的參往往功耗較高，不能直接用于無線系統(tǒng)。同時，應變測量只數(shù)之一。目前，應變測量多采用現(xiàn)場總線系統(tǒng)，信號通過數(shù)有達到一定的精度才有意義，但通常精度越高，電路就越復據(jù)總線傳輸?shù)娇刂贫?。有線系統(tǒng)存在以下問題：布置和撤雜性，功耗也越高。因此，制約無線應變系統(tǒng)推廣的關(guān)鍵是離電纜工作量大，導致測量周期長、效率低。與有線系如何在功耗受限的情況下保證系統(tǒng)的測量精度。統(tǒng)相比，無線系統(tǒng)無需考慮布線，可大大提高工作效率，所根據(jù)查
