[发明专利]一种基于WiFi技术的拟静力实验装置数据采集系统

说明书

本发明公开一种基于WiFi技术的拟静力实验装置数据采集系统，包括多个数据采集站点、无线接入点、计算机；系统采用WiFi无线局域网，每个数据采集站点通过WiFi与无线接入点信号连接；无线接入点通过USB接入计算机，将接收的数据通过USB传输到计算机进行存储和处理；所述数据采集站点包括多个应变采集站点、多个位移采集站点、多个荷载采集站点。本发明可达到实验对象各测试点的应变、位移、荷载等参数的采集、WiFi无线传输、存储和处理，且不需要现场布置信号线，大大的减少了工作强度和工作量，降低了人工和材料成本，消除了采用传输线的共模和差模干扰，提高了信号的传输质量的有益效果。

技术领域

本发明属于实验数据采集技术领域，特别涉及一种基于WiFi技术的拟静力实验装置数据采集系统。

背景技术

地震是至今为止对人类生活环境造成最大危害的自然灾害之一，地震发生时会使大量的建筑物损坏甚至倒塌，给人民的生命和财产造成了严重的损失。建筑结构在遭遇强烈地震时，反复作用的惯性力使结构进入非弹性状态，产生不可恢复的损坏，因此提高建筑结构的抗震能力是减小地震损害的主要途径。

结构抗震实验的目地就是通过实验掌握建筑结构抗震性能，进而提高建筑结构抗震能力。在结构抗震实验中拟静力试验又称低周反复荷载试验，是指对结构或结构构件施加多次往复循环作用的静力试验，是使结构或结构构件在正反两个方向重复加载和卸载的过程，用以模拟地震时结构在往复振动中的受力特点和变形特点。拟静力试验采用的是一定的荷载控制或位移控制对试件进行低周反复循环的加载，使试件从开始受力到破坏的一种试验方法，由此获得结构或结构构件弹性和非弹性的荷载-变形特性。拟静力试验即低周反复荷载实验中，加载速率较低，但可以对足尺寸或接近足尺寸的结构施加较大的反复荷载，研究结构件在反复荷载作用下承载能力和变形能力。拟静力试验属于动载实验，反复荷载的次数一般不超过一百次，加载的周期每次2秒到每次300秒不等。拟静力试验对象主要包括钢筋混凝土的梁、柱、梁柱站点等基本试件，也包括单层或多层框架以及剪力墙试件，也包括砌体试件，还包括钢结构的不同连接方式的站点试件。在拟静力试验中，一种加载装置是一台或多台往复电液伺服作动器，用于作用在试件上产生往复连续变化的荷载；另一种加载装置是一台或多台液压千斤顶，通过滚轴作用在试件上产生固定的荷载，用于模拟试件实际受力情况。通常拟静力试验在试件各个测试位置布置传感器用于检测静态和动态参量。检测的参量包括往复作动器荷载、液压千斤顶固定的荷载、荷载作用下产生形变位移、荷载作用下产生应变。

拟静力试验一般被归入动载实验，因此计算机数据采集的数率比结构静力实验要高，采集的数据量要大。目前拟静力试验装置一般采用集中式数据采集和控制系统，由一台计算机完成数据采集、数据处理和伺服作动器控制，其中数据采集部分包括传感器、信号放大器、计算机采集卡及计算机等部分。通常试件测试点根据需要布置十几个到上百个应变传感器，布置几个到几十位移传感器，布置一个到几个往复荷载传感器，布置一个到几个固定的荷载传感器。应变传感器、位移传感器、荷载传感器接入到放大器变换成标准的电压信号，再接入到计算机内部安装的数据采集卡。计算机将应变、位移、荷载信号转换成数字量，并得到位移-荷载特性，采集的数据以文件的形式保存下来，用于以后的分析和应用。

现有集中式数据采集系统的主要缺点：

1、价格高、体积重量大，尤其是传感器信号放大器价格贵，体积和重量都比较大。

2、在拟静力试验装置试件上放置的各种传感器一般情况多达几十个甚至上百个，布线和接线都需耗费很多人力物力，并且测试点的变动更改也是非常繁琐。

3、信号有线传输会带来共模和差模干扰，影响到信号的传输质量和信号的采集精度。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的对于拟静力实验数据采集点多且分散的特点，提供一种基于WiFi技术的拟静力实验装置数据采集系统，可实现实验对象各测试点的应变、位移、荷载等参数的采集、WiFi无线传输、存储和处理。