无线静态应变测试仪以及无线静态应变测试系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种无线静态应变测试仪以及无线静态应变测试系统，该无线静态应变测试仪包括：顺序电连接的惠斯通电桥电路、信号放大调理电路、转换处理电路以及无线通信电路；该惠斯通电桥电路将待测结构件的应变信号转换为电压信号，经该信号放大调理电路放大调理后，由该转换处理电路进行AD转换和预处理，然后由该无线通信电路无线输出。其中，通过采用无线通信方式将应变测试信号无线发送至服务器，不需要铺设导线，减少导线用量以及布线工作量，进而有效减少现场测试周期，测试效率高、灵活性好。

Wireless static strain tester and wireless static strain test system

【技术实现步骤摘要】
无线静态应变测试仪以及无线静态应变测试系统
本技术涉及应变测量
，尤其涉及一种无线静态应变测试仪以及无线静态应变测试系统。
技术介绍
应变测量是研究分析机械强度和机械结构的重要方法，在自动控制、自动检测中有着非常重要的作用。现有应变测量设备的信息源头基本上都是惠斯通电桥产生的μV级信号，经过放大滤波，模数转换以及分析处理和控制，实现应变测量。静态应变测量仪指在非破坏的情况下，对结构的荷载及材料的变形等非电量进行电测的仪器，其基本结构由测量电桥、交流放大器、相敏检波器、平衡指示器、振荡器、电源以及转换箱等组成，可用来测量矿山压力、材料变形以及工程结构件的应力和应变。现有的大型工程结构常采用导线式应变测量仪器，但是，随着工程结构规模越来越大，布设的传感器越来越多，导致导线用量剧增，并且，布置和撤离有线电缆的工作量大，使得现场测试周期长、效率低下及灵活性差。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种无线静态应变测试仪以及无线静态应变测试系统，通过采用无线通信方式将应变测试信号无线发送至服务器，不需要铺设导线，减少导线用量以及布线工作量，进而有效减少现场测试周期，测试效率高、灵活性好。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：第一方面，提供一种无线静态应变测试仪，包括：顺序电连接的惠斯通电桥电路、信号放大调理电路、转换处理电路以及无线通信电路；该惠斯通电桥电路将待测结构件的应变信号转换为电压信号，经该信号放大调理电路放大调理后，由该转换处理电路进行AD转换，然后由该无线通信电路无线输出。进一步地，该惠斯通电桥电路包括：测量时设置于待测结构件上的应变计以及与该应变计并联的匹配电阻。进一步地，该应变计包括：串联连接的第一应变片和第二应变片，该匹配电阻包括：串联连接的第一电阻和第二电阻。进一步地，该惠斯通电桥电路的数量为多个，该无线静态应变测试仪还包括：多通道切换开关电路。该多通道切换开关电路包括多个输入通道以及一个输出通道，多个输入通道与多个惠斯通电桥电路的输出端一一对应连接，该输出通道连接该信号放大调理电路的输入端。进一步地，该无线通信电路采用WIFI通信电路。进一步地，该WIFI通信电路包括：无线WIFI通信模块、连接在该无线WIFI通信模块上的储能电容以及与该储能电容并联的高频电容；该无线WIFI通信模块通过串口通信线连接该转换处理电路。进一步地，该信号放大调理电路包括：增益可编程仪表放大器、增益电阻、第一电容、第二电容、第三电容；该第一应变片一端连接该第二应变片一端，该第一电阻一端连接该第二电阻一端，该第二应变片另一端、该第二电阻另一端、该第一电容一端、该第二电容一端、该第三电容一端均连接至AGND端；该第一应变片另一端、该第一电阻另一端均接入供电电压；该增益可编程仪表放大器的-IN引脚连接该第一电容另一端、该第一电阻一端、该第二电阻一端，+IN引脚连接该第二电容另一端、该第一应变片一端、该第二应变片一端，-VS引脚连接-VIN，+VS引脚连接+VIN，REF引脚接入偏置电压，两个RG引脚分别连接该增益电阻两端，Vout引脚连接第三电容的另一端，该Vout引脚用于输出放大后的电压信号。进一步地，该转换处理电路包括：稳压芯片、微处理器、电量IC芯片、第三电阻、第四电阻、第四电容至第九电容；该稳压芯片的4脚、该第四电容一端、该第七电容一端、该第八电容一端、该第九电容一端、该微处理器的9脚均连接至AGND端。该电量IC芯片的1脚、4脚、5脚、6脚、该第五电容一端、该第六电容一端以及该微处理器的22脚、32脚均连接至GND端；该稳压芯片的2脚、该第四电容另一端、该第四电阻一端、该第三电阻一端均连接至供电电压；该稳压芯片的6脚、该第七电容另一端、该第八电容另一端、该第九电容另一端、该微处理器的31脚均连接至基准电压。该微处理器的14脚、该电量IC芯片的8脚连接数据线；该微处理器的15脚、该电量IC芯片的7脚连接时钟信号线。进一步地，该微处理器内部集成全差分24位Sigma-DeItaA/D转换器。第二方面，提供一种无线静态应变测试系统，包括：无线静态应变测试仪、天线、无线WIFI路由器以及服务器；该无线静态应变测试仪用于采集表示待测结构件应变的电信号，并通过该天线将该电信号通过无线网络发送至该无线WIFI路由器，该WIFI路由器将其接收到的信号转发至该服务器，该服务器对其接收到的信号进行存储、显示。本技术提供的无线静态应变测试仪以及无线静态应变测试系统，该无线静态应变测试仪包括：顺序电连接的惠斯通电桥电路、信号放大调理电路、转换处理电路以及无线通信电路；该惠斯通电桥电路将待测结构件的应变信号转换为电压信号，经该信号放大调理电路放大调理后，由该转换处理电路进行AD转换和预处理，然后由该无线通信电路无线输出。其中，通过采用无线通信方式将应变测试信号无线发送至服务器，不需要铺设导线，减少导线用量以及布线工作量，进而有效减少现场测试周期，测试效率高、灵活性好。经过实验室校准标定、北京市计量检测科学研究院校准标定和石油井架现场测试实验证实本技术提供的无线静态应变测试仪和无线静态应变测试系统在应变检测中精度高、稳定性强、高效率、低功耗，具有良好的人际交互界面，应用范围广。为让本技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本技术实施例无线静态应变测试系统的架构图；图2为本技术实施例无线静态应变测试仪的电路结构图一；图3为本技术实施例无线静态应变测试仪的电路结构图二；图4示出了图2中惠斯通电桥电路10和信号放大调理电路20的电路图；图5示出了图2或图3中转换处理电路30的电路图；图6示出了图2或图3中无线通信电路40的电路图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。现有的大型工程结构常采用导线式应变测量仪器，但是，随着工程结构规模越来越大，布设的传感器越来越多，导致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线静态应变测试仪，其特征在于，包括：顺序电连接的惠斯通电桥电路、信号放大调理电路、转换处理电路以及无线通信电路；/n所述惠斯通电桥电路将待测结构件的应变信号转换为电压信号，经所述信号放大调理电路放大调理后，由所述转换处理电路进行AD转换，然后由所述无线通信电路无线输出；/n其中，所述转换处理电路包括：稳压芯片、微处理器、电量IC芯片、第三电阻、第四电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容以及第九电容；/n所述稳压芯片的4脚、所述第四电容一端、所述第七电容一端、所述第八电容一端、所述第九电容一端、所述微处理器的9脚均连接至AGND端，/n所述电量IC芯片的1脚、4脚、5脚、6脚、所述第五电容一端、所述第六电容一端以及所述微处理器的22脚、32脚均连接至GND端；/n所述稳压芯片的2脚、所述第四电容另一端、所述第四电阻一端、所述第三电阻一端均连接至供电电压；/n所述稳压芯片的6脚、所述第七电容另一端、所述第八电容另一端、所述第九电容另一端、所述微处理器的31脚均连接至基准电压，/n所述微处理器的14脚、所述电量IC芯片的8脚连接数据线；所述微处理器的15脚、所述电量IC芯片的7脚连接时钟信号线；/n另外，将模拟电压地和数字电源地分开布线，然后通过0Ω电阻连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无线静态应变测试仪，其特征在于，包括：顺序电连接的惠斯通电桥电路、信号放大调理电路、转换处理电路以及无线通信电路；
所述惠斯通电桥电路将待测结构件的应变信号转换为电压信号，经所述信号放大调理电路放大调理后，由所述转换处理电路进行AD转换，然后由所述无线通信电路无线输出；
其中，所述转换处理电路包括：稳压芯片、微处理器、电量IC芯片、第三电阻、第四电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容以及第九电容；
所述稳压芯片的4脚、所述第四电容一端、所述第七电容一端、所述第八电容一端、所述第九电容一端、所述微处理器的9脚均连接至AGND端，
所述电量IC芯片的1脚、4脚、5脚、6脚、所述第五电容一端、所述第六电容一端以及所述微处理器的22脚、32脚均连接至GND端；
所述稳压芯片的2脚、所述第四电容另一端、所述第四电阻一端、所述第三电阻一端均连接至供电电压；
所述稳压芯片的6脚、所述第七电容另一端、所述第八电容另一端、所述第九电容另一端、所述微处理器的31脚均连接至基准电压，
所述微处理器的14脚、所述电量IC芯片的8脚连接数据线；所述微处理器的15脚、所述电量IC芯片的7脚连接时钟信号线；
另外，将模拟电压地和数字电源地分开布线，然后通过0Ω电阻连接。


2.根据权利要求1所述的无线静态应变测试仪，其特征在于，所述惠斯通电桥电路包括：测量时设置于待测结构件上的应变计以及与所述应变计并联的匹配电阻。


3.根据权利要求2所述的无线静态应变测试仪，其特征在于，所述应变计包括：串联连接的第一应变片和第二应变片，所述匹配电阻包括：串联连接的第一电阻和第二电阻。


4.根据权利要求1所述的无线静态应变测试仪，其特征在于，所述惠斯通电桥电路的数量为多个，所述无线静态应变测试仪还包括：多通道切换开关电路，
所述多通道切换开关电路包括多个输入通道以及一个输出通道，多个输入通道与多个惠斯通电桥电路的输出端一一对应连接，所述输出通道连接所述信号放大调理电路的输入端。

【专利技术属性】
技术研发人员：贾登，吴江，周志雄，骆学理，金艺，熊建国，
申请(专利权)人：北京康布尔石油技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11