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基于无线倾角传感器的桥梁挠度测量研究

作　者: 谢浩元
导　师: 喻言
学　校: 大连理工大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 无线倾角传感器挠度测量 MAC协议栈桥梁
分类号: U446
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

桥梁是现代交通运输网络中重要的组成部分,在国民经济的持续发展中发挥着重要的作用。随着经济的发展和科技的进步,桥梁的结构健康监测越来越受到重视。桥梁的结构健康监测可以确保桥梁的正常安全运营,保障人民群众的生命财产安全。桥梁挠度测量是结构健康监测的重要组成部分,是衡量桥梁安全性的重要方法。本文在分析各种桥梁挠度测量方法的基础上,提出了应用研制的无线倾角传感器测量挠度的方法。首先,根据简支梁力学模型,分析了其在静载作用下受力情况和挠曲线近似方程,研究了倾角法测量挠度的原理,提出了倾角测量挠度的改进方法；其次,对无线传感器网络进行了简要的介绍。研制了无线倾角挠度测量系统,详细介绍了该系统的硬件部分和软件部分。采用模块化方法设计了一种低功耗的无线倾角传感器节点,节点加载TI公司的MAC协议栈实现自组网、能够测量倾角值并将数据发送到协调器,协调器通过串口将数据发送到PC机,数据处理后显示挠度曲线；最后,应用该方法进行了简支梁模型实验,对梁的挠度进行了测量,与激光位移计测量的结果进行了对比。实验结果表明使用无线倾角传感器测得的挠度具有较好的精确度,在空载和加载实验中,测得挠度的相对误差均小于5%。对测量误差进行了分析。总之,无线倾角挠度测量系统能够有效方便地测量桥梁的挠度,具有一定的实用性和可靠性,有广阔的应用前景。

基于无线倾角传感器的桥梁挠度测量研究

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