Rozhraní strunových čidel pro distribuované měřicí systémy

Tomáš Kaláb

Diplomová práce

Interface of Vibrating Wire Crackmeters for Distributed Measurement Networks

Anotace:

V geomechanice, geotechnice, geologii, stavebnictví a mnohých dalších odvětvích je potřebné měřit relativně malá posunutí, respektive deformace, na různých zájmových objektech. Mezi nejrozšířenější a nejspolehlivější snímače na měření posuvů a deformací se řadí strunové snímače. Ve většině těchto aplikací je nutné sledovat více zájmových objektů najednou. Mnohdy je rovněž vyžadováno i komplexní sledování několika veličin – nejen deformací – na jednom zájmovém objektu. V takovýchto případech není účelné realizovat systém kontinuálního monitorování pomocí mechanických měřičů deformace nebo elektrických měřičů deformace vyžadujících spoluúčast člověka. Proto se využívají elektronické automatické měřicí systémy. Cílem této práce bylo navrhnout prototypové řešení rozhraní strunových čidel vhodné pro použití v průmyslových prostředích s větším výskytem elektromagnetického rušení připojitelné k distribuovaným měřicím systémům, které komunikují po sběrnici AIBus-2. Vlastní řešení určení vlastní frekvence odezvy strunových snímačů vychází z analýzy frekvenčního spektra signálu odezvy vypočítaného pomocí rychlé Fourierovy transformace.

Abstract:

Relatively small displacement or deformation is necessary to measure on the various structures and objects under study in geomechanical and geotechnical engineering, geology, civil engineering and many other industries. Vibrating wire crackmeters are the most widespread and the most reliable sensors for the measurement of displacements and deformations. Multiple objects are necessary to measure simultaneously in most of these applications. Sometimes, it is also required comprehensive monitoring of several different variables - not only deformation – for one given object. In such cases, it is not practical to implement a system of continuous monitoring using mechanical or electrical strain gauges that required attendance of staff. Therefore, electronic automatic measurement networks are used. The aim of this work was to design solution of a prototype interface of vibrating wire crackmeters that is possible to apply in E-M noisy industrial environments connectable to a distributed measurement systems that used the AIBus – 2 protocol for communication. Determination of eigenfrequency of vibrating crackmeter response is based on analysis of frequency spectrum of signal response that is calculated using Fast Fourier Transform.

Klíčová slova

dilatometr, strunový tenzometr, distribuované měřicí systémy, FFT, rozhraní, měření posuvů, trhlina

Keywords

crackmeters, vibrating wire, distributed measurement networks, FFT, interface, displacement, crack

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 7. 5. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 4. 6. 2014
• Vedoucí: Martin Pieš
• Oponent: Jaromír Knejzlík

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Měřicí a řídicí technika