在解決工程結(jié)構(gòu)的應力應變問題時,由于工程的大型化及復雜化,在理論計算難以解決的情況下,往往需要借助實驗的手段。并且,工程問題的分析是否準確與測量儀器的精度緊密相關(guān)。電阻應力應變儀的實質(zhì)是通過測量電阻變化率來得知被測物應變大小的精密電子設備。論文主要在提升測量精度方面對數(shù)字動態(tài)應力應變儀進行了研究與設計,同時,針對動態(tài)應變信號的非平穩(wěn)特性,提出了一種基于EEMD與頻譜校正的動態(tài)應變信號分析方法。對于測量精度的提升,主要從應變電橋、供橋電源、信號調(diào)理電路以及平衡標定這幾部分分別進行了研究。對每一個模塊所引起的測量誤差進行深入剖析,進而提出改進方案,最終設計了相應的硬件實現(xiàn)電路。在動態(tài)應變信號的分析方面,由于實測應變信號通常含有大量隨機噪聲,是許多應變信號的疊加,因此,其非平穩(wěn)特性顯著。通過對現(xiàn)有處理方法（小波方法、EMD方法、解析模態(tài)等）研究發(fā)現(xiàn),它們在頻譜分析時精度不高,因此,提出了基于EEMD與頻譜校正的應變信號分析法,并且做了仿真驗證。對于論文所設計動態(tài)應變儀的整體性能,文中進行了分模塊化的詳細測試。其中包括供橋電源的紋波率測試、調(diào)理信號測試、FPGA串并轉(zhuǎn)換測試、零點漂移測試、應變... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學天津市

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 應變電測技術(shù)的發(fā)展
        1.2.1 應變電測的發(fā)展歷史
        1.2.2 應變的分類
        1.2.3 應變電測技術(shù)的應用
    1.3 國內(nèi)外應變儀研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 設計指標
第二章 應變儀測量原理
    2.1 應力應變基本理論
        2.1.1 基本概念
        2.1.2 工程應力和真實應力
        2.1.3 應變的正負
    2.2 應變片介紹
        2.2.1 應變片的構(gòu)造與種類
        2.2.2 應變片的選型
        2.2.3 應變片的工作原理
    2.3 測量電橋
        2.3.1 電橋測量原理
        2.3.2 應變花原理
        2.3.3 應變測量的優(yōu)缺點
    2.4 動態(tài)應力應變儀基本組成
    2.5 本章小結(jié)
第三章 應變儀硬件電路研究與設計
    3.1 測量電橋的研究與設計
        3.1.1 橋路變換原理
        3.1.2 橋路模式變換電路設計
    3.2 應變測量中對精度影響的研究
        3.2.1 溫度漂移的研究及解決方法
        3.2.2 橋源的影響研究及解決方法
        3.2.3 電橋的自動平衡研究
        3.2.4 電橋的自動標定研究
        3.2.5 電橋自動平衡及自動標定電路的設計
    3.3 應變信號調(diào)理電路
        3.3.1 放大電路設計
        3.3.2 采集電路設計
    3.4 控制及處理系統(tǒng)設計
        3.4.1 控制系統(tǒng)總體框圖
        3.4.2 通信總線設計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 應變信號的譜分析算法研究
    4.1 引論
    4.2 EEMD基本原理及仿真
    4.3 頻譜校正原理及仿真
    4.4 基于EEMD與頻譜校正的動態(tài)應變信號分析方法研究
    4.5 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測試與分析
    5.1 應變儀性能測試
        5.1.1 供橋電源測試
        5.1.2 調(diào)理電路測試
        5.1.3 FPGA串并轉(zhuǎn)換測試
        5.1.4 零漂測試
    5.2 測量精度測試及分析
        5.2.1 實驗裝置設計
        5.2.2 實驗步驟與數(shù)據(jù)分析
    5.3 頻譜精度的測試與分析
        5.3.1 實驗平臺搭建
        5.3.2 數(shù)據(jù)采集與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 論文展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
附錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]以開放實驗強化彈性力學基礎(chǔ)知識——以彎曲梁應力分布為例[J]. 盧玉林,王麗,盧滔,魏佳.  力學與實踐. 2016(05)
[2]東輕20MN擠壓機張力柱應力應變測試分析[J]. 劉杰,薛占軍,吳偉,李國斌,梁延軍,李鐵剛.  重型機械. 2016(05)
[3]高速微切削應變式測力儀的結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設計[J]. 王明強,王國良,劉志強.  江蘇科技大學學報(自然科學版). 2016(03)
[4]基于全相位譜細化與校正的諧波和間諧波測量方法[J]. 鄒培源,黃純,江輝,周迭輝.  電網(wǎng)技術(shù). 2016(08)
[5]基于全相位FFT的感應式磁力儀頻譜校正方法研究[J]. 任海燕,曾立,劉旭,魏東,王艷,陳昱.  空間科學學報. 2016(03)
[6]基于STM32的交替式排水量檢測系統(tǒng)的硬件設計[J]. 桑勇,代月幫.  液壓氣動與密封. 2016(03)
[7]多通道應變儀自動標定系統(tǒng)設計[J]. 徐麗嬌,劉翔,吉小軍.  工礦自動化. 2016(03)
[8]基于解析模態(tài)分解的機械故障診斷方法[J]. 時培明,蘇翠嬌,趙娜,韓東穎.  中國機械工程. 2016(05)
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博士論文
[1]非線性大應變固結(jié)理論與試驗研究[D]. 黃杰卿.浙江大學 2015

碩士論文
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[2]準靜態(tài)加載與激光沖擊動態(tài)加載金屬箔板微彎曲尺寸效應研究[D]. 錢清.江蘇大學 2016
[3]基于三軸應變片測量的電工鋼片矢量磁致伸縮特性研究[D]. 李強.沈陽工業(yè)大學 2016
[4]筒型測力傳感器軸向力測量動態(tài)標定方法研究[D]. 馬薇.沈陽工業(yè)大學 2016
[5]船舶調(diào)距槳裝置動態(tài)加載試驗系統(tǒng)研究[D]. 陳嘉迪.浙江大學 2016
[6]基于布里淵動態(tài)光柵的高精度分布式橫向壓力傳感器研究[D]. 滕雷.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[7]短距離光纖應變傳感系統(tǒng)[D]. 柳媛瑾.復旦大學 2014
[8]材料動態(tài)力學性能的實驗裝置測試系統(tǒng)研究[D]. 姚海波.河南科技大學 2014
[9]光纖光柵應變傳感器的動態(tài)誤差補償研究[D]. 金潘.武漢理工大學 2014
[10]基于小波分析的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究[D]. 相林杰.天津大學 2013



本文編號：3472846