【正文】 對象有很大部分是舊橋，許多舊橋難以適應(yīng)新的使用要求，需要進(jìn)行橋梁健康和使用安全性檢測；對于現(xiàn)行建造的橋梁，由于新工藝、新材料的使用，同時橋梁規(guī)模也越來越大，因此大部分新橋也要求做檢測工作。在大型橋梁評估研究中經(jīng)常采用的一種方法是在橋上建立結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，對反映橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的特性參數(shù)進(jìn)行部分或全面監(jiān)測，然后以監(jiān)測數(shù)據(jù)與人工檢測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用綜合評價的方法對大型橋梁的安全性做出科學(xué)的評價。橋梁結(jié)構(gòu)的檢查是保證橋梁正常使用、進(jìn)行維修加固的重要依據(jù)。1．3課題研究現(xiàn)狀1．3．1橋梁檢測技術(shù)現(xiàn)狀(1)橋梁無損傷檢測技術(shù)傳統(tǒng)的橋梁檢測方法主要依賴于動靜載試驗和檢測人員的現(xiàn)場目測，輔以混凝土硬度實驗、超聲波探測、腐蝕作用實驗等多種檢測手段。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷識別法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在損傷識別中的基本思路是：首先，用無損傷系統(tǒng)的振動測量數(shù)據(jù)來構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)，用適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法確定網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)；然后，將系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)送入網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)就有對應(yīng)的輸出，如果輸入過程是成功的，當(dāng)系統(tǒng)特性無變化時，系統(tǒng)的輸出和網(wǎng)絡(luò)的輸出應(yīng)該吻合；相反，當(dāng)系統(tǒng)有損傷時，系統(tǒng)的輸出和網(wǎng)絡(luò)的輸出就有一個差異，這個差異就是損傷的一種測度。用微波技術(shù)對疲勞裂紋進(jìn)行探測和定量分析。 工控機(jī)（IPC）是一種具備特殊性能的計算機(jī)，能在惡劣的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下,保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,并能承受環(huán)境中的高（低）溫、沖擊、振動、電磁干擾、濕潤、粉塵等不利因素。另外，由于以上的專業(yè)特點，同層次的工控機(jī)在價格上要比普通計算機(jī)偏貴，但一般不會相差太多。 　　為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來對大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。1) 數(shù)據(jù)采集層涉及溫度、振動、應(yīng)力傳感器,通過在PLC 通信控制設(shè)備中嵌入式編程,實現(xiàn)對各傳感器的數(shù)據(jù)采集,傳感器等待PLC 設(shè)備的數(shù)據(jù)垂詢命令并做出響應(yīng)。然后再由子系統(tǒng)到部件、部件到具體元器件的選擇和調(diào)試。目前，單片機(jī)在民用和工業(yè)測控領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用，早已深深地融入人們的生活中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。單片機(jī)的設(shè)計目標(biāo)主要是增強(qiáng)控制能力，滿足實時控制（就是快速反應(yīng)）方面的需要。該系列單片機(jī)的始祖是Intel的8031單片機(jī)，后來隨著Flash rom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機(jī)取得了長足的進(jìn)展，成為目前應(yīng)用最廣泛的8位單片機(jī)之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控系統(tǒng)之中。2個可編程定時/計數(shù)器，5個中斷源，2個優(yōu)先級(52有6個)。I/O口：四個8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出。3)系統(tǒng)擴(kuò)展方便。片內(nèi)含有8位中央處理器和閃爍存儲單元，有較強(qiáng)的功能的AT89C51單片機(jī)能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中。P0口還能夠在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，并在這時激活內(nèi)部的上拉電阻。因為內(nèi)部有電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。當(dāng)震蕩器工作時，RET引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSEN 信號不出現(xiàn)。AT89C51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部震蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。采用外部時鐘的電路如圖示。在閑散工作模式狀態(tài)，中央處理器CPU保持睡眠狀態(tài)，而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將從新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內(nèi)容，在VCC恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效切必須保持一定時間以使振蕩器從新啟動并穩(wěn)定工作。鍵盤分兩大類：編碼鍵盤和非編碼鍵盤。非編碼鍵盤系統(tǒng)中，鍵閉合和鍵釋放的信息的獲取，鍵抖動的消除，鍵值查找及一些保護(hù)措施的實施等任務(wù)，均由軟件來完成。軟件消抖：如果按鍵較多，硬件消抖將無法勝任，常采用軟件消抖。要有對按鍵釋放的處理，為了消除連擊，使得一次按鍵只產(chǎn)生一次鍵功能的執(zhí)行（不管一次按鍵持續(xù)的時間多長，僅采樣一個數(shù)據(jù)）。 鍵盤的工作方式有：查詢方式（編程掃描，定時掃描方式）、中斷掃描方式晶振有著不同使用要求及特點，通分為以下幾類：普通晶振、溫補(bǔ)晶振、壓控晶振、溫控晶振等。晶振一般叫做晶體諧振器，是一種機(jī)電器件，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。 　　晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。雜波輸出信號中與主頻無諧波（副諧波除外）關(guān)系的離散頻譜分量與主頻的功率比，用dBc表示。用單邊帶噪聲與載波噪聲之比amp。無源晶振與有源晶振（諧振）的英文名稱不同，無源晶振為crystal（晶體），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。計算機(jī)的計時器通常是一個精密加工過的石英晶體，石英晶體在其張力限度內(nèi)以一定的頻率振蕩，這種頻率取決于晶體本身如何切割及其受到張力的大小。這個并聯(lián)諧振電路加到一 個負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。RC振蕩器能夠快速啟動，成本也比較低，但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差，會在標(biāo)稱輸出頻率的5%至50%范圍內(nèi)變化。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出，并且能夠在一定條件下保證運(yùn)行。在4MHz、5V電源下工作時。　 分析整個振蕩槽路可知，利用Cv來改變頻率是有限的：決定振蕩頻率的整個槽路C=Cbe,Cce,Cv三個串聯(lián)后和Co并聯(lián)再和C1串聯(lián)?！　『唵蔚卣f，沒有晶振，就沒有時鐘周期，沒有時鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機(jī)就無法工作。例如，當(dāng)需要計算DJNZ指令完成所需要的時間時，首先必須要知道晶振的頻率，設(shè)所用晶振為12MHZ，則一個機(jī)器周期就是1us。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。 傳感器 傳感器的選型傳感器指能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。 　?、凵镱悾诿?、抗體、和激素等分子識別功能。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。 傳感器按照其材料為標(biāo)準(zhǔn)分類　　在外界因素的作用下，所有材料都會作出相應(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。 傳感器按照其制造工藝分類　　集成傳感器薄膜傳感器 厚膜傳感器陶瓷傳感器 　　集成傳感器是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。 　　每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點和不足。 傳感器按照其作用形式的不同分類　　按作用形式可分為主動型和被動型傳感器。定義為在全量程范圍內(nèi)實際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。 提高靈敏度，可得到較高的測量精度。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相關(guān)性。它是由二個線圈被固定在傳感器上，中間一塊磁鋼通過彈簧片連在殼體，磁鋼在線圈內(nèi)運(yùn)動，因此產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。技術(shù)特點:◆長時間連續(xù)記錄離層數(shù)據(jù)；◆現(xiàn)場顯示數(shù)據(jù)，離層超限時報警指示；◆紅外無線方式采集，傳輸數(shù)據(jù)；主要技術(shù)參數(shù):KGE30圍巖移動傳感器技術(shù)指標(biāo)：◆電 源 DC 5V 3mA◆測量范圍 ——8 m ◆ 量 程 0——150mm◆精 度 %◆信號輸出 0——◆重 量 放大電路是增加電信號幅度或功率的電子電路。20世紀(jì)初，真空三極管的發(fā)明和電信號放大的實現(xiàn)，標(biāo)志著電子學(xué)發(fā)展到一個新的階段。 　　一、共發(fā)射極放大電路 　　共發(fā)射極放大電路簡稱共射電路，輸入端AA′外接需要放大的信號源；輸出端BB′外接負(fù)載。Rc的值一般為幾千歐至幾十千歐。功率放大電路和電壓放大電路都是利用三極管的放大作用將信號放大，不同的是功率放大電路以輸出足夠的功率為目的，工作在大信號狀態(tài)，而電壓放大電路的目的是輸出足夠大的電壓，工作在小信號狀態(tài)。顯然，V1管和V2管均為射極輸出器接法。由于三極管有一死區(qū)電壓，當(dāng)ui小于死區(qū)電壓時，兩管均不導(dǎo)通，輸出為零，只有當(dāng)ui增加到大于死區(qū)電壓時，管子才導(dǎo)通，因此，當(dāng)輸入正弦電壓ui時，在輸出電壓uo的正負(fù)半周交接處出現(xiàn)失真本系統(tǒng)采用LM324運(yùn)放電路，LM324系列器件帶有真差動輸入的四運(yùn)算放大器。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片 主要特性　　1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。下面說明各引腳功能。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行?？蓳?jù)此設(shè)計一個延時子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。因此可以用查詢方式，測試EOC的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。　　21～28：8位數(shù)字量輸出端。 　　3）轉(zhuǎn)換時間為100μs　　4）單個＋5V電源供電 　　5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn)。靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。由于電路對稱，因此發(fā)射極電位為零，負(fù)載上無電流。實際應(yīng)用時，應(yīng)考慮到三極管的極限參數(shù)PCM、ICM和U(BR)CEO。CC2一般為幾微法至幾十微法的電解電容器，在聯(lián)結(jié)電路時，應(yīng)注意電容器的極性，不能接錯。公共端通常稱為“地”（實際上并非真正接到大地），其電位為零，是電路中其他各點電位的參考點，用“⊥”表示。放大電路的基本形式有3種：共發(fā)射極放大電路，共基極放大電路和共集電極放大電路。它的核心是電子有源器件，如電子管、晶體管等。由于采用雙線圈結(jié)構(gòu)，它能使有效信號迭加，干擾信號衰減，有效地提高了抗干擾能力，是原JD27SDJSG１型傳感器升級改進(jìn)型產(chǎn)品。PT100的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng)PT100溫度為0℃時它的阻值為100歐姆，在100℃。 傳感器的分辨率　　分辨率是指傳感器可感受到的被測量的最小變化的能力。 　　它是輸出一輸入特性曲線的斜率。在實際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。檢測探測信號變化方式的稱為作用型，檢測產(chǎn)生響應(yīng)而形成信號方式的稱為反作用型。傳感器根據(jù)測量目的不同分類　　物理型傳感器是利用被測量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)發(fā)生明顯變化的特性制成的。 　　薄膜傳感器則是通過沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的，相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。從所應(yīng)用的材料觀點出發(fā)可將傳感器分成下列幾類： (1)按照其所用材料的類別分 金屬聚合物陶瓷混合物 (2)按材料的物理性質(zhì)分： 導(dǎo)體絕緣體 半導(dǎo)體磁性材料 (3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分： 單晶 多晶非晶材料 與采用新材料緊密相關(guān)的傳感器開發(fā)工作，可以歸納為下述三個方向： 　　(1)在已知的材料中探索新的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)，然后使它們能在傳感器技術(shù)中得到實際使用。 傳感器按照其用途分類　　壓力敏和力敏傳感器 ；位置傳感器 ； 　　液位傳感器；能耗傳感器 ； 　　速度傳感器；加速度傳感器； 　　射線輻射傳感器； 熱敏傳感器。 新型傳感器的特點包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現(xiàn)代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。　　晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果該指令需要執(zhí)行500次，正好1000us，也就是1ms。單片機(jī)訪問一次存儲器的時間，稱之為一個機(jī)器周期，這是一個時間基準(zhǔn)。因而能“壓控”的頻率范圍也越小。陶瓷諧振槽路一般具有較大的負(fù)載電容，相應(yīng)地也需要更多的電流。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。需認(rèn)真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個不能忽略。石英晶體的每次振蕩使計數(shù)器減1。石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率的一種電子器件。（f）表示，amp。頻率老化在規(guī)定的環(huán)境條件下，由于元件（主要是石英諧振器）老化而引起的輸出頻率隨時間的系統(tǒng)漂移過程。調(diào)頻（壓控）特性包括調(diào)頻頻偏、調(diào)頻靈敏度、調(diào)頻線性度。高級的精度更高。他們有一個很重要的特點，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關(guān)。測試儀器應(yīng)有足夠的精度，連線合理布置，將測試及外圍電路對晶振指標(biāo)的影響降至最低。連擊是可以利用的。（這種消除抖動影響的軟件措施是切實可行的。鍵盤按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，利用了機(jī)械觸點的合、斷作用。模式 程序存儲器 ALE P0 P1 P2 P3閑散模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)閑散模式 內(nèi)部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù)掉電模式 外部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)掉電模式 外部 0 0 數(shù)據(jù)