刘志平 姚 翔 万 当 李 丽

（武汉理工大学物流工程学院1） 武汉 430063） （河南省济源职业技术学院机电系2） 济源 454000）

0 引 言

应变测量是获得结构强度信息的主要测试手段，许多应用领域，包括大型机械金属机构、土木结构以及桥梁等，均对其结构的强度和测试方法有明确的要求.以大型金属结构（如大型起重机械）为例，传统的应变测试系统需要铺设大量导线，进行现场区域的静动态强度测试.文献［1－4］设计了一些无线静态或动态应变测试传感器节点，摆脱了导线的羁绊，但信号精度及稳定性，特别是无线传输性能（传输距离、绕射能力等）限制了其在大型金属结构的应用.

本文基于时间－数字转换器的应变测试原理，采用德国ACA M公司的PSΦ21芯片和上海捷波通讯公司的GPRS DTU设计了一种智能应变测试传感器，该传感器具有结构简单、测试精度高、传输距离不受限制及易于扩展等特点.介绍了传感器组成及软硬件设计，并对该传感器的性能进行了试验验证.

1 基于TDC的应变测试原理

在传统的应变测量中，采用电阻应变计构成电桥测量，测量信号经过放大并通过A／D转换器转换成数字信号.特点表现在：（1）结构相对复杂.典型的测量电路通常需要由信号调理放大电路、滤波器及A／D转换器组成；（2）匹配电阻的精度要求高.为满足桥路电阻值匹配，需要使用精度较高的电阻；（3）桥压调节、温度补偿、增益补偿复杂，多采用添加补偿电阻的机械调整方式；（4）功耗高.测量桥路在3 V供电的……