[發(fā)明專利]超大規(guī)模實時分布式應變測量系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2018-02-10
• 公開（公告）號: CN108444376B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 康前望;李曉孺;張渝洲;康瑞明;劉浩浩;劉春妮
• 申請（專利權）人: 西安前觀測控技術有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;周春霞

本發(fā)明公開了一種超大規(guī)模實時分布式應變測量系統(tǒng)，包括應用服務器和與該應用服務器連接的至少一個CAN服務器，每個CAN服務器通過多路CAN總線連接多個現(xiàn)場采集單元陣列；CAN服務器能夠在應用服務器的控制下通過多路CAN總線控制多個現(xiàn)場采集單元陣列同步采集應變信息，現(xiàn)場采集單元陣列將采集到的應變信息通過CAN總線傳輸?shù)紺AN服務器，CAN服務器將該應變信號傳輸?shù)綉梅掌鳌１景l(fā)明采用三層架構的方式，實現(xiàn)多個現(xiàn)場采集單元陣列同步采集應變信息，解決分布式系統(tǒng)的前端采集、通訊和同步問題，使其具備分布式實時采集、監(jiān)控和參數(shù)在線調整的功能，該測量系統(tǒng)可應用于1萬點以上的大型測試應用和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

技術領域

本發(fā)明涉及一種超大規(guī)模實時分布式應變測量系統(tǒng)。

背景技術

在飛機、船舶等大型系統(tǒng)的設計中，一般需要進行強度試驗或強度檢測，試驗中需要對結構體進行大規(guī)模甚至超大規(guī)模的應力信號同步實時采集，以了解結構體各個位置上的應力分布，進而找到結構強度薄弱點進行加固，改進系統(tǒng)設計。在這類試驗中，往往需要同時進行數(shù)千點甚至一萬點以上的實時數(shù)據(jù)采集。由于采樣點太多，造成信號標定、接線、處理、抗干擾等問題眾多，不僅試驗準備耗時時間長，而且測試精度也不易保證。另外，由于信號太多，實時處理困難，測量數(shù)據(jù)往往都是事后分析，因此這類試驗多為破壞性的，試驗代價高昂。此外，在一些應用系統(tǒng)中，如橋梁、礦道等，在使用中長期承受不間斷的應力作用，也需要隨時了解材料的應力變化，防止因材料疲勞引發(fā)災難性事故。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種超大規(guī)模實時分布式應變測量系統(tǒng)，實現(xiàn)多個現(xiàn)場采集單元陣列同步采集應變信號。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種超大規(guī)模實時分布式應變測量系統(tǒng)，包括應用服務器和與該應用服務器連接的至少一個CAN服務器，每個CAN服務器通過多路CAN總線連接多個現(xiàn)場采集單元陣列；CAN服務器能夠在應用服務器的控制下通過多路CAN總線控制多個現(xiàn)場采集單元陣列同步采集應變信息，現(xiàn)場采集單元陣列將采集到的應變信息通過CAN總線傳輸?shù)紺AN服務器，CAN服務器將該應變信息通過以太網(wǎng)傳輸?shù)綉梅掌鳌?/p>

可選地，所述現(xiàn)場采集單元陣列包括多個現(xiàn)場應變測量單元以及與該現(xiàn)場應變測量單元連接的多個應力傳感器；應力傳感器用于采集應變信號，并將應變信號傳輸?shù)浆F(xiàn)場應變測量單元，現(xiàn)場應變測量單元將應變信號轉換為應變信息。

可選地，所述現(xiàn)場應變測量單元包括信號采集接口模塊、控制模塊、電源模塊、多個信號接入模塊和CAN總線接口模塊，其中，信號采集接口模塊連接多個信號接入模塊，每個信號接入模塊連接控制模塊，控制模塊通過CAN總線接口模塊連接所述CAN總線；信號接入模塊用于將應變信號或者自檢信號轉換為測量信息輸入到控制模塊中，控制模塊將測量信息通過CAN總線接口模塊輸入到CAN服務器中。

可選地，所述信號接入模塊包括模擬開關模塊、PICOSTRAIN測量模塊和自檢測試電路，其中，模擬開關模塊的輸入端連接信號采集接口模塊，模擬開關模塊的輸出端連接PICOSTRAIN測量模塊的輸入端，PICOSTRAIN測量模塊的輸出端通過SPI總線連接所述控制模塊的輸入端，控制模塊的輸入端還連接模擬開關模塊的輸出端；自檢測試電路連接模擬開關模塊的輸入端；

自檢測試電路用于輸出自檢信號，并將自檢信號輸入到模擬開關模塊；

模擬開關模塊用于接收信號采集接口模塊傳送的應變信號或者自檢測試電路輸出的自檢測試信號，并將該應變信號或者自檢信號輸入到PICOSTRAIN測量模塊；

PICOSTRAIN測量模塊用于將測量信號轉換為測量信息輸入到控制模塊中。

可選地，CAN服務器內設置有多個CAN總線管理卡，且任意兩個CAN總線管理卡均互連，該多個CAN總線管理卡用于實現(xiàn)多路CAN總線的同步。