无线工程振动测试仪设计.pdf

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1、中图分类号：TP216单位代码：10425学号：Z12070391无线工程振动测试仪设计ThedesignofWirelessEngineeringVibrationTester工程领域：电子与通信工程研究方向：无线通信系统与技术作者姓名：韩智明校内导师：洪利教授现场导师：郭迅高级工程师二〇一五年五月ThedesignofWirelessEngineeringVibrationTesterAThesisSubmittedfortheDegreeofEngineeringMasterCandidat

2、e：HanZhimingSupervisor：Prof.HongLiCollegeofComputer&CommunicationEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研巧工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加Ｗ标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研巧成果，也不包含本人或他人为获得中国石油一大学（华

3、东）或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我同工作的同志对研巧所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日期：年Ｊ月多＂日学位论义使用授权书本人完全同意中国石油大学（华东）有权使用本学位论文（包括但不限于其印）：刷版和电子版，使用方式包括但不限于保留学位论文，按规定向国家有关部口（机构）送交、赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据犀进巧检索，采用

4、影印、缩印或其他复制手段保存学位论文，。保密学位论文在解密后的使用授权同上。Ｗ马：日期学位论文作者签名：年ＪＴ月＾口日：曰期指导教师签名．作：年ｒ月寺口曰摘要在工程结构研究领域中，抗震能力是其中一个很重要的指标。为了对一个工程的抗震能力进行划分，需要使用仪器对具体的振动情况进行测量。随着近年来我国的大小地震频发，房屋的抗震能力研究便愈发的重要。本设计针对工程振动中加速度大小的测量，主要内容包括以下三部分：第一部分是传感器的设计。传感器采用的是差动电容传感器，由无阻焊剂的P

5、CB板制成。为了减小电容的边缘效应，在电容的周围环绕了一圈宽10mil、距离为50mil的地线，使得电容的有效面积尽可能的接近设计的800mil*800mil。传感器的弹性器件采用了长10mm、宽5mm、厚0.1mm的3J58合金簧片；阻尼器则是由电感线圈与一块圆柱形永磁铁构成，线圈供电后产生的磁感应力与磁铁磁力相互作用实现了阻尼减震。第二部分是检测电路的设计。差动电容传感器的输出信号是一个幅度调制（AM）的信号，为了避免乘法器解调电路的复杂性以及包络检波无法鉴别相位变化的特点，本设计将此两者相结

6、合进行检波操作。已调信号放大后送入一个单刀双掷开关MAX4527，采用与载波同频同相的方波信号对开关进行控制，开关输出端将得到一个相敏整流波形，再通过低通滤波可以得到表示振动信息的模拟电信号波形。使用电流反馈的形式将该信号送入电感线圈，形成闭环控制调节，相比于线圈直流供电，此方式可更好的拓宽仪器工作频率范围。第三部分是无线传输的实现。该部分通过Cortex-M3处理器进行控制，首先采用24位模数转换芯片ADS1258将拟信号数字化，再通过无线数传模块CC1101实现了点对点的信号传输。最后对仪器的

7、模拟部分进行了标定，仪器的静态特性为：灵敏度为3.1V/g，量程范围为±1.8g，线性度为1%；由于电路中引入了反馈调节，仪器的动态工作范围拓宽到3Hz~30Hz之间，阻尼比约为0.61，基本满足了短周期仪器的测量指标，也为后续的仪器改进提供了参考标准。关键词：工程振动，差动电容，调幅调制（AM），模数转换，无线传输iThedesignofWirelessEngineeringVibrationTesterHanZhiming（Electronics&CommunicationEngineerin

8、g）DirectedbyProf.HongLiAbstractInthefieldofstructuralengineering,anti-seismiccapacityisasignificantfactor.Inordertoclassifytheanti-seismiccapacityofaproject,theinstrumentforaspecificvibrationmeasurementisnecessary.Inrecentyears,alargenumberofe