基于PCL－818HG的損傷測試系統(tǒng)的設(shè)計
作者：中南大學 何正林 趙望達
摘 要：為了對遭受火災(zāi)損傷后的混凝土結(jié)構(gòu)進行修復(fù)和加固。必須對其損傷特性參數(shù)進行測試和診斷。采用PCL-818HG數(shù)據(jù)采集卡和Visual C++6．O開發(fā)了混凝土結(jié)構(gòu)損傷測試系統(tǒng)�？梢詫崟r測量荷載、位移、應(yīng)變及加速度等損傷特性參數(shù)。實際運行證明：該方法方便、快捷、可靠,對PCI－818HG應(yīng)用于其他領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計也有較高的參考價值。
關(guān)鍵詞：PCL－818HG; Visual C++6．0： 結(jié)構(gòu)損傷： 數(shù)據(jù)采集
1 引言
為了對火災(zāi)結(jié)構(gòu)進行經(jīng)濟有效的修復(fù)加固．首先必須對結(jié)構(gòu)進行損傷診斷。由于現(xiàn)代建筑的特點(結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、高層化、裝飾多樣化、火災(zāi)荷載大及通風量大等)．火災(zāi)持續(xù)時間較長,火災(zāi)中灼熱的混凝土在消防隊滅火時還受到消防水泵高壓水的沖擊,因此,一般混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中損失得較嚴重,且在升溫或急速降溫時還可能產(chǎn)生裂縫和爆裂。這些結(jié)構(gòu)的實際損傷程度和修復(fù)可能性需經(jīng)綜合、科學的評價后才能確定。為了確保火災(zāi)混凝土修復(fù)工程的可靠性和經(jīng)濟性,快速科學地對遭受高溫損傷的建筑物進行檢測鑒定和評估是工程實踐中迫切需要解決的問題。為此,筆者采用研華的PCL-818HG型多通道高增益數(shù)據(jù)采集卡．基于Visual C++6．0編寫程序,開發(fā)了混凝土結(jié)構(gòu)損傷測試系統(tǒng),測試火災(zāi)后混凝土的各種參數(shù),為其修復(fù)工程提供了科學、可靠的原始數(shù)據(jù),從而可減輕損失,縮短修復(fù)周期。
2 系統(tǒng)硬件
2．1 硬件特性
數(shù)據(jù)采集使用的是PCI－818HG型數(shù)據(jù)采集卡．該卡是用于PC／XT/AT的高增益、高性能多功能數(shù)據(jù)采集卡。它提供了5種理想的測量和控制函數(shù)．并有12位A／D轉(zhuǎn)換器和D／A轉(zhuǎn)換器．最大MD采樣頻率可達100 kHz,具有數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出以及可編程計時／計數(shù)功能。此卡內(nèi)置一個工業(yè)標準的12位連續(xù)轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換模擬輸入。板上1 K字節(jié)的FIFO數(shù)據(jù)緩沖器提供了在Windows系統(tǒng)下高速的數(shù)據(jù)傳輸性能。自動通道掃描電路和板上的SRAM可以用DMA或者在每個通道不同增益的情況下進行多通道A／D轉(zhuǎn)換。該卡的數(shù)據(jù)采集可以采用查詢方式、中斷方式和DMA方式。查詢方式和中斷方式往往會浪費大量的CPU時間,難以滿足實時要求．只有DMA方式采集數(shù)據(jù)最快。在DMA方式中采用的是雙數(shù)據(jù)緩沖技術(shù)。當采集卡進行MD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時．程序仍然可以訪問采集的數(shù)據(jù)。一般來說A／D轉(zhuǎn)換可以在后臺來完成．而數(shù)據(jù)可以通過DMA控制器傳送到內(nèi)存中,從而節(jié)省CPU的時間,滿足實時測控的要求。本系統(tǒng)采用的是。DMA方式。采集速度由軟件設(shè)定為內(nèi)部觸發(fā)。采集步頻Pacel=2 MHz／(10x100)=2 kHz。通道選擇由驅(qū)動程序依次掃描采集卡的模擬輸人通道。采集通道、測量過程設(shè)置的程序結(jié)構(gòu)與此類同。不再贅述。
在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。PCL-818HG卡是外界電信號與計算機之間的橋梁。它把從外界獲取的各種電信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的數(shù)字信號傳遞給計算機。并接收計算機傳送的數(shù)字或控制信號,將模擬或數(shù)字信號傳遞給外設(shè)。其過程如圖1所示。
