CN211121723U - 一种可实现三弦轴力计物理量自动转换的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可实现三弦轴力计物理量自动转换的装置，基于存储式三弦轴力计、采集电路、微型控制器、蓝牙传输技术实现的轴力计物理量自动转换装置，涉及到地铁基坑施工安全监测行业领域。该装置包括有存储型三弦轴力计，在所述存储型三弦轴力计的内部由单总线存储器、数字温度传感器和三组钢弦结构组成；单总线驱动器与单总线存储器和数字温度传感器连接；微型控制器与单总线驱动器连接；三组钢弦结构与振弦信号片选电路连接，所述振弦信号片选电路与振弦采集电路连接，振弦采集电路与微型控制器连接。

Description

一种可实现三弦轴力计物理量自动转换的装置

技术领域

本实用新型涉及一种可实现三弦轴力计物理量自动转换的装置，基于存储式三弦轴力计、采集电路、微型控制器、蓝牙传输技术实现的轴力计物理量自动转换装置，涉及到地铁基坑施工安全监测行业领域。

背景技术

目前地铁基坑施工的安全监测应用领域，对于安装的振弦类传感器数据采集时，往往使用对应带有液晶显示器的传统手持式采集仪，进行振弦传感器的频率信号采集功能，需要人工二次计算，无法直接输出轴力值。

传统手持式采集设备存在以下的不足：

首先，传统方式的通过液晶显示屏或数码管的方式增加设备功耗、显示效果差。功能单一，且传统手持式设备，均为单通道结构，每次仅能采集一组钢弦，对于三弦或者多弦结构需要分次采集。

其次，传统方式中的传感器的轴力值计算和温度补偿需要二次人工换算得到，自动化程度低。

综上所述，传统的手持式采集仪在三弦轴力计的采集便捷性、轴力计算和温度补偿的自动化程度低，难以满足当前的要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于以下2点：（1）具备对三弦结构传感器的单次采集功能，解决传统三弦传感器需要分次采集的问题。（2）实现轴力值自动计算和温度补偿功能。

本实用新型为解决上述技术问题，本实用新型采用的以下技术方案。

一种可实现三弦轴力计物理量自动转换的装置：该装置包括有存储型三弦轴力计，在所述存储型三弦轴力计的内部由单总线存储器、数字温度传感器和三组钢弦结构组成；

单总线驱动器与单总线存储器和数字温度传感器连接；微型控制器与单总线驱动器连接；

三组钢弦结构与振弦信号片选电路连接，所述振弦信号片选电路与振弦采集电路连接，振弦采集电路与微型控制器连接。

进一步的，微型控制器通过蓝牙模块与移动端连接。

进一步的，三组钢弦结构均匀分布于存储型三弦轴力计的承压面。

本实用新型的有益效果：

本实用新型利用了存储器、温度传感器、三弦选通及采集电路的功能组合，实现了三弦轴力计的数据采集、自动转换和温度补偿，提高的三弦轴力的测量的效率和数据转换的智能化程度。

附图说明

图1为本实用新型的结构连接框图；

图2 为本实用新型的存储器电路图；

图3为本实用新型的振弦信号选通电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

一种可实现三弦轴力计物理量自动转换的装置，该装置包括有存储型三弦轴力计1，在所述存储型三弦轴力计1的内部由单总线存储器2、数字温度传感器3和三组钢弦结构4组成；

单总线驱动器6与单总线存储器2和数字温度传感器3连接；微型控制器8与单总线驱动器6连接；

三组钢弦结构4与振弦信号片选电路5连接，所述振弦信号片选电路5与振弦采集电路7连接，振弦采集电路7与微型控制器8连接。

微型控制器8通过蓝牙模块9与移动端10连接。

三组钢弦结构4均匀分布于存储型三弦轴力计1的承压面。

数据采集器内部设计有一个32位STM32微控制器，作为主控制器， 型号为STM32F105，其主要功能为实现对单总线存储器内部数据的读写、温度传感器数据采集、振弦信号的选通及采集功能，最终得到的数据进行计算、补偿，通过蓝牙模块传输于APP中进行展示。

存储式三弦轴力计，相比于传统轴力计，其内部设计有单总线存储器DS2431，用于存储传感器的初始安装频率、模量系数、温度补偿系数、安装温度、出厂日期、传感器类型等信息。并设计数字型温度传感器DS18B20，用于实现传感器温度的采集和编码功能。另外三弦轴力计内部设计有三组钢弦结构，均匀分布于轴力计承压面，实现压力的感知功能。

三弦轴力计的轴力值自动转换的流程是：1）微型控制器通过单总线驱动器获取存储器内部数据、温度传感器的数据和编码；2）微型控制器通过选通电路，分时采集三弦的振弦数据；3）微型控制器将三弦及温度的测量值，结合存储器中的初始安装频率、模量系数、温度补偿系数、安装温度，进行计算，计算方法是：模量系数*（测量频率²-初始安装频率²）+温度补偿系数*（温度测量值-初始安装温度值）。

为了实现数据的传输，系统设计有蓝牙透明传输模块，可实现采集装置与APP的数据传输功能。

三弦轴力计在生产时就已将参数信息写入于存储器中，同时用户也可以手动写入参数，方法是在APP的设置好参数后后，APP通过蓝牙传输将需设置的信息传输给微型控制器，而微型控制器通过单总线驱动器，将信息写入存储器中，可用于下次的读取。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种可实现三弦轴力计物理量自动转换的装置，其特征在于：该装置包括有存储型三弦轴力计（1），在所述存储型三弦轴力计（1）的内部由单总线存储器（2）、数字温度传感器（3）和三组钢弦结构（4）组成；

单总线驱动器（6）与单总线存储器（2）和数字温度传感器（3）连接；微型控制器（8）与单总线驱动器（6）连接；

三组钢弦结构（4）与振弦信号片选电路（5）连接，所述振弦信号片选电路（5）与振弦采集电路（7）连接，振弦采集电路（7）与微型控制器（8）连接。

2.根据权利要求1所述的可实现三弦轴力计物理量自动转换的装置，其特征在于：微型控制器（8）通过蓝牙模块（9）与移动端（10）连接。

3.根据权利要求1所述的可实现三弦轴力计物理量自动转换的装置，其特征在于：三组钢弦结构（4）均匀分布于存储型三弦轴力计（1）的承压面。

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