（机械电子工程专业论文）数字动态应变仪的研究与设计

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1、浙江大学硕士学位论文数字动态应变仪的研究与设计姓名：黄翀申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：陈章位20060201浙江大学硕士学位论文摘要专门用于测量结构或部件应变的仪器装置，称为电阻应变仪。电阻应变仪的实质是一种测量敏感元件微小的电阻变化电子仪器。本文描述了数字式动态应变仪的研究及设计，对应变仪误差的产生进行了分析，着力研究了减少应变仪误差提高精度的方法及其实现电路，并设计了数字式动态应变仪的硬件电路。本文主要由以下几个章节组成：第～章阐述了电阻应变仪的研究背景及其发展趋势，并分析了本应变仪设计存在的设计的难点及要解决的问题。第二章阐述了电阻应

2、变仪的测量原理。简单介绍了电阻应交片的构造和类型以及应变片的使用方式，电阻应变仪的基本组成及工作原理，主要介绍了直流电桥的变换原理。第三章主要阐述了测量电桥模块的组成及其交换电路的设计，应变片温度漂移及其解决方法，电桥远距离测量长导线对测量精度的影响及方法研究，电桥自动平衡方法和自动标定方法的研究与设计，桥源的设计及桥源对测量精度的影响及解决方法研究。理论上分析了使电桥产生误差的因素，并研究了消除或减小误差的方法并设计了实现电路。第四章主要阐述了应变仪信号测量电路及电桥电源电路的设计方法。介绍了放大、滤波、AID转换及电桥电源电路的等硬件设计。第五章阐述了

3、应变信号处理模块的设计与应变仪的抗干扰设计。主要包括DSP、FPGA和USB接口的设计，并且介绍了干扰的形成，常用的硬件抗干扰技术着重介绍了本应变仪的抗干扰设计及方案。最后总结了整个论文，提出了不足之处，并结合当今国际仪器仪器仪表的发展趋势展望应变仪的发展。关键词：高精度，直流电桥，自动平衡，自动标定，桥压精确测定，硬件设计，DSP，FPGA、3浙江大学硕士学位论文AbstractTheinstrumentsspeciallyformeasuringthemnlctureOrthecomponents’strain，iscalledresistancest

4、raingauge．TheessentialofresistancestraingaugeisakindofelectronicinstrmnentformeasuringminuteresistancevariationofSenseorgan．Thisdissertationdescribedadigitaldynamicstraingauge’Sresearchanddesign,carriedonel'rofanalysistostraingauge，emphasisonstudiesinthemethodanditsrealizationelec

5、triccircuitofreducingstraingauge’Serrorandincreasingtheprecision,anddesignedthediomldynamicstraingauge’Shardwareelectriccircuit．Thisdissertationwillresearchintotheseproblems：Firstchapterexpoundstheresearchbackgroundanddevelopmenttendencyofresistancestraingauge，andanalysetheexisten

6、tquestioninthisstraingaugedesigns．Secondchapterexpoundstheresistancestraingauge’Smeasureprinciple．Simplyintroducesresistancestrainfoil’Sstractureandtypes船wellasitsusage．theresistancestraingaugebasiccompositionandtheworkprinciple，mainlyintroducesthetransformationprincipleDCbridge．T

7、1ljrdchaptermainlyelaboratesthemeasurebridgemodule'scompositionandthedesignofitstransfermationcircuit，the$t1"alnfoil’Stemperaturedriftinganditsthesolutionmethod,themeasuringaccuracyinfluenceoflongwireinelectricbridge’Slong-distancemeasuringandthemethodresearch,theresearchanddesign

8、ofDCstrainbridgeAuto-BalanceandAu