[發(fā)明專利]一種位移/撓度測量系統(tǒng)與方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110236757.7
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102305612A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李素貞;趙鳴;高乃輝;李杰
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G01B21/32;G01M5/00;G08C17/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松;周醒

1.一種位移/撓度測量系統(tǒng)，其特征在于：其包括：

傾角傳感器，布置于待測的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上采集所在測點(diǎn)的傾角值，且第一個布置的傾角傳感器所在的測點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；

數(shù)據(jù)采集裝置，采集各傾角傳感器量測的各測點(diǎn)的傾角值，并對采集的傾角值進(jìn)行調(diào)理；

數(shù)據(jù)發(fā)送裝置，將調(diào)理后的傾角值發(fā)送給數(shù)據(jù)分析裝置；

數(shù)據(jù)分析裝置，根據(jù)接收到的傾角值，并配合各測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的位置信息，計(jì)算位移函數(shù)，獲得位移/撓度情況。

2.如權(quán)利要求1所述的位移/撓度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述傾角傳感器采用無線傾角傳感器，包括液體擺式傾角傳感器、振弦式傾角傳感器或電容式傾角傳感器。

3.如權(quán)利要求1所述的位移/撓度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述傾角傳感器的最佳設(shè)置數(shù)量為7個。

4.如權(quán)利要求1所述的位移/撓度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述基準(zhǔn)點(diǎn)選在位移為零或受外部荷載擾動較小的測點(diǎn)。

5.如權(quán)利要求1所述的位移/撓度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述計(jì)算位移函數(shù)，具體包括以下步驟：

1)根據(jù)接收到的傾角值，并配合各測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，以基準(zhǔn)點(diǎn)處為坐標(biāo)零點(diǎn)，得到各測點(diǎn)數(shù)據(jù)(x₀，θ₀)、(x₁，θ₁)、...、(x_i，θ_i)、...、(x_n，θ_n)，其中，x為測點(diǎn)的位置坐標(biāo)值，θ為測點(diǎn)的傾角值，i表示數(shù)據(jù)點(diǎn)在總體數(shù)據(jù)的位置，0≤i≤n；

2)采用具有二階連續(xù)的三次樣條函數(shù)來進(jìn)行傾角函數(shù)的插值計(jì)算，假設(shè)(x_i-1，θ_i-1)、(x_i，θ_i)兩測點(diǎn)之間的插值函數(shù)為S_i(x)，插值函數(shù)S(x)在整個測量區(qū)間內(nèi)連續(xù)，且滿足一階、二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，同時在測點(diǎn)處的插值等于測點(diǎn)值，計(jì)算出插值函數(shù)S(x)；

3)以基準(zhǔn)點(diǎn)的位移值為已知條件，對插值函數(shù)S(x)積分得出位移函數(shù)y(x)。

6.一種位移/撓度測量方法，其特征在于：其包括以下步驟：

1)傾角傳感器采集其所在測點(diǎn)的傾角值，且第一個布置的傾角傳感器所在的測點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；

2)采集各傾角傳感器量測的各測點(diǎn)的傾角值，并對采集的傾角值進(jìn)行調(diào)理；

3)將調(diào)理后的傾角值發(fā)送給數(shù)據(jù)分析裝置；

4)根據(jù)接收到的傾角值，并配合各測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的位置信息，計(jì)算位移函數(shù)，獲得位移/撓度情況。

7.如權(quán)利要求6所述的位移/撓度測量方法，其特征在于：所述傾角傳感器采用無線傾角傳感器，包括液體擺式傾角傳感器、振弦式傾角傳感器或電容式傾角傳感器。

8.如權(quán)利要求6所述的位移/撓度測量方法，其特征在于：所述傾角傳感器的最佳設(shè)置數(shù)量為7個。

9.如權(quán)利要求6所述的位移/撓度測量方法，其特征在于：所述基準(zhǔn)點(diǎn)選在位移為零或受外部荷載擾動較小的測點(diǎn)。

10.如權(quán)利要求6所述的位移/撓度測量方法，其特征在于：所述計(jì)算位移函數(shù)，具體包括以下步驟：

1)根據(jù)接收到的傾角值，并配合各測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，以基準(zhǔn)點(diǎn)處為坐標(biāo)零點(diǎn)，得到各測點(diǎn)數(shù)據(jù)(x₀，θ₀)、(x₁，θ₁)、...、(x_i，θ_i)、...、(x_n，θ_n)，其中，x為測點(diǎn)的位置坐標(biāo)值，θ為測點(diǎn)的傾角值，i表示數(shù)據(jù)點(diǎn)在總體數(shù)據(jù)的位置，0≤i≤n；

2)采用具有二階連續(xù)的三次樣條函數(shù)來進(jìn)行傾角函數(shù)的插值計(jì)算，假設(shè)(x_i-1，θ_i-1)、(x_i，θ_i)兩測點(diǎn)之間的插值函數(shù)為S_i(x)，插值函數(shù)S(x)在整個測量區(qū)間內(nèi)連續(xù)，且滿足一階、二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，同時在測點(diǎn)處的插值等于測點(diǎn)值，計(jì)算出插值函數(shù)S(x)；

3)以基準(zhǔn)點(diǎn)的位移值為已知條件，對插值函數(shù)S(x)積分得出位移函數(shù)y(x)。