1. 研究目的与意义
振弦式传感器是岩土工程中埋于大坝和建筑物能长期给出可靠数据的一种传感器。它结构简单、长期稳定性好、精度和分辨力高，输出为频率信号，可以与微机直接接口，便于远距离传输，特别适用于远程监测。在大坝施工期中，用于安全监测的传感器随着大坝的施工过程而埋入或投入，方便携带的振弦式传感器智能读数仪有着广泛的应用，能够测量振弦式仪器的频率和温度这两个参数，并对测量数据进行存储等。在安全监测自动化测试系统投入运行后，振弦式传感器智能读数仪可以对自动化测量模块进行读数校验或后备支持。
随着电子、微机技术的发展，从实现测试微机化、智能化的先进测试要求来看，由于振弦式传感器能直接以频率信号输出，因此，较电阻应变计模拟量输出能更为简单方便地进行数据采集、传输、处理和存储，实现高精度的自动测试。振弦式传感器由振弦、磁铁、夹紧装置和受力机构组成。振弦一端固定、一端连接在受力机构上。利用不同的受力机构可做成测压力、扭矩或加速度等的各种振弦式传感器。因此被广泛应用于大坝、桥梁、公路等对力、位移和裂缝的检测。
2. 课题关键问题和重难点
传感器的性能指标包含很多，即影响其稳定性和精度的因素有很多。实践表明，很多振弦式传感器的检测时间长达数年，这样就对传感器长期的稳定性、可靠性、测量精度等性能要求很高。所以振弦式传感器的技术难点主要在于如何使传感器能够保持长期的稳定性。振弦式传感器应用的一些工程现场环境比较恶劣，如深山、隧道等，且传感器长期暴露于空气中或者混凝土中，分析振弦式传感器的实际工作情况可知，频率和温度是影响其测量精度的主要因素之一。
本文将研究一种基于STM32F103芯片的振弦式传感器智能读数仪。在这个设计中，传感器读数仪能够测量振弦式仪器的频率和温度这两个参数，并对测量数据进行存储，通过数据接口上传到电脑中。
课题难点:
3. 国内外研究现状（文献综述）
振弦式传感器是目前国内外普遍重视和广泛应用的一种非电量电测的传感器[6]。由于振弦式传感器直接输出振弦的自振频率信号，因此，具有抗干扰能力强、受电参数影响小、零点飘移小、受温度影响小、性能稳定可靠、耐震动、寿命长等特点。
振弦式传感器测量原理源于20世纪30年代[2]，它是岩土工程中埋于大坝和建筑物能长期给出可靠数据的一种传感器。它结构简单、长期稳定性好、精度和分辨力高，输出为频率信号，可以与微机直接接口，便于远距离传输，特别适用于远程监测[4]。在大坝施工期中，用于安全监测的传感器随着大坝的施工过程而埋入或投入，方便携带的振弦式传感器智能读数仪有着广泛的应用，能够测量振弦式仪器的频率和温度这两个参数，并对测量数据进行存储等。在安全监测自动化测试系统投入运行后，振弦式传感器智能读数仪可以对自动化测量模块进行读数校验或后备支持。由于现有的安全监测系统在测量精度、成本、功耗、系统应变、稳定性等方面存在明显不足，因此需要研制高精度、高可靠性的智能型数据采集系统[7]。鉴于此，本文中设计的系统采用基于ARM的STM32F103芯片作为数据采集测量系统的核心控制器，将振弦式传感器数据采集、数据存储、电源管理集于一体。
本文设计的振弦式传感器智能读数仪由激振电路、检测电路、显示电路、STM32芯片、电源模块等几部分组成。能够测量振弦式传感器的频率和温度这两个参数，振弦仪器测量所使用用的传感器有两类，一类为双线圈振弦式传感器，其中一只线圈是激振线圈，激振振弦让弦振动起来，另外一只线圈是拾振线圈，它是能够把振弦是机械性能转换为同频率的感应电动势的装置[5]。另一类为单线圈振弦式传感器。本文使用的为频率型传感器，它是一个单线圈振弦式传感器。物理量的变化与钢弦振动频率的平方成正比。通过单个线圈使得钢弦振动，通过同一个线圈拾取钢弦的自振频率，通过频率计算出待测物理量。通过半导体电阻测量传感器的温度[1]。
4. 研究方案
振弦式传感器智能读数仪的工作过程是由单片机产生某一频率的激振信号，经放大后，激励振弦式传感器振弦振动，拾振线圈中产生的感应电动势经几级放大后送给单片机处理，最后，送显示电路显示。由于系统在高性能、低成本、低功耗以及满足多种数据传输方式等方面的要求，系统采用基于ARM的STM32F103芯片作为数据采集测量系统的核心控制器，将振弦式传感器数据采集、数据存储、电源管理集于一体。根据读数仪的工作过程，本文设计的振弦式传感器智能读数仪由激振电路、检测电路、滤波电路、显示电路、STM32芯片、电源模块、通讯模块等几部分组成。
5. 工作计划
第1周：接受任务书，按要求查找相关文献；
第2周：阅读相关文献，并理解有关内容；
第3周：查阅并翻译相关英文资料，写出开题报告；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
