基于线阵ccd桥梁挠度传感器的研究和实现

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1、ResearchandImplementationonBridgeDeflectionSensorBasedonLinearCCDADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DuMenghongSupervisor：Associateprof.SongHongxunChang’anUniversity,Xi’an,China摘要桥梁作为国民经济社会发展以及国防建设的重要交通基础设施，确保桥梁建设质量及运营安全意义重大，对桥梁进行定期的安全检测非常必要。

2、桥梁挠度是桥梁安全性评价的一项重要指标，桥梁挠度的检测是桥梁安全检测的重要组成部分。因此，研究桥梁挠度的检测技术和研制开发桥梁挠度仪器设备具有重要意义和应用价值。本文详细介绍了目前国内外桥梁挠度检测技术的现状，分析了现有桥梁挠度检测方法存在不足。以激光位移传感技术为基础，设计、开发了基于线阵CCD的桥梁挠度传感器。该传感器实现了实时动态高精度检测。本文所进行的研究开发工作主要包括以下四个部分：1.设计了桥梁挠度传感器的整体结构。在整体结构设计中应用点激光检测原理，研究解决了线阵CCD的驱动、前端信号处理、主控电

3、路与缓存电路、数据的传输等问题。2.设计了桥梁挠度传感器的硬件电路。硬件电路包括：电源模块、线阵CCD驱动电路模块、信号放大和滤波模块、DSP算法模块和数据通信模块。并编写了相应程序。3.使用重心算法分析了线阵CCD上的激光光斑位置特性。研究了重心算法的工作原理、推导了重心算法公式，并分别用重心算法和二值化法对常见的几种波形进行了分析；通过光斑分析实验，证明重心算法可以提高CCD光斑的位置检测精度。4.进行了桥梁挠度传感器的实验，对采集到的桥梁挠度数据信息进行了误差分析。实验结果表明基于线阵CCD桥梁挠度传感器

4、的检测精度能满足桥梁安全检测的需要。关键词：桥梁挠度，激光位移传感器，线阵CCD，DSP，重心算法IAbstractThebridgeistheimportanttransportationinfrastructureofnationaleconomic,socialdevelopmentandnationaldefenseconstruction.Itisofgreatsignificancetoensurethebridgeconstructionqualityandoperationsafety.Soit

5、isverynecessarytoregularsafeinspectionofthebridge.Bridgedeflectionisanimportantindicatorofbridgesafetyevaluation.Thedetectionofdeflectionisanimportantpartofbridgesafetydetection.Therefore,itisimportanttomaketheresearchofthebridgedeflectionandthedevelopmentof

6、theequipment.Inthepaper,adetailedanalysisofhomeandabroadbridgedeflectiondetectiontechnologyisdescribed,andtheshortageoftheexistingbridgedeflectiontestmethod.ThelinearCCDbridgedeflectionsensorhasbeendesignedanddevelopedwiththelaserdisplacementtechnology.These

7、nsorhasrealizedtherealtimeandhighprecisiondynamicdetectionofbridgedeflectiondetection.Thepapermainlyincludesthefollowingaspects:Firstly,theoverallstructureofthebridgedeflectionsensorhasbeendesigned.Withtheprincipleofthepointlaserdetection,theresearchsolvespr

8、oblems,whichincludeslinearCCDdrive,front-endsignalprocessing,controlcircuitandcachecircuitsanddatatransmissionetc.Secondly,thehardwarecircuithasbeendesigned.Thehardwarecircuitincludespowersupply