[发明专利]多倾角传感器非同步采集后同步处理的桥梁挠度测量方法

说明书

本发明属于倾角传感器测量技术领域，涉及一种多倾角传感器非同步采集后同步处理的桥梁挠度测量方法，包括：S1、桥梁上布置多个倾角传感器，与采集仪器相连接，设置倾角传感器采集频率；S2、桥梁结构在荷载作用下，发生挠度变形均值比较稳定的动态变形，利用多倾角传感器测量桥梁结构动态变形的变化值，得到每个倾角传感器的非同步采集数据；S3、采用软件方式对多个倾角传感器非同步采集数据实现插值同步；S4、基于插值同步后的数据通过挠度换算，得出桥梁结构挠度曲线。本发明能有效地提高测量的效率和降低仪器的成本；利用软件处理，通过插值的方式来间接地实现测量数据的同步，实现成本低，且效率较高。

技术领域

本发明属于倾角传感器测量技术领域，涉及一种多倾角传感器非同步采集后同步处理的桥梁挠度测量方法。

背景技术

倾角传感器又称倾斜传感器、测角仪或坡度传感器。倾角传感器的理论基础是牛顿第二定律。当传感器在侧面和垂直方向上没有加速度，那么作用在它上面的只有重力加速度，重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的角度就是倾斜角度。

倾角传感器作为电子仪器，其采集方式是利用数据通信，一般分为同步通信与异步通信，这两种不同的通讯方式导致了传感器的采集数据有同步采集与非同步采集两种方式。

同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，如图1所示，一次通信只传送一帧信息。采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输。

异步通信是一种很常用的通信方式，如图2所示，异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。异步通信的好处是通信设备简单、便宜。

若多个倾角传感器传输能实现同步通信，能测量出结构同一时刻下，多个传感器的测量值，进而通过积分的方法获得变形值。同步通信需要依赖于时钟信号，这就存在一个问题，这个时钟信号是谁来发起呢？在同步通信中，往往需要设置时钟信号读数模块，这样才能让传感器等时间间距采集数据，但是这样的设置让传感器硬件的成本增加，传感器需要处理大量的时序数据，大大降低了测量的效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种多倾角传感器非同步采集后同步处理的桥梁挠度测量方法，通过对多传感器非同步采集的数据利用合适的插值方式，将多传感器非同步的数据处理成间接的同步数据，以此计算桥梁的变形。

本发明采用如下技术方案实现：

多倾角传感器非同步采集后同步处理的桥梁挠度测量方法，包括如下步骤：

S1、桥梁上布置多个倾角传感器，与采集仪器相连接，设置倾角传感器采集频率；

S2、桥梁结构在荷载作用下，发生挠度变形均值比较稳定的动态变形，利用多倾角传感器测量桥梁结构动态变形的变化值，得到每个倾角传感器的非同步采集数据；

S3、采用软件方式对多个倾角传感器非同步采集数据实现插值同步；

S4、基于插值同步后的数据通过挠度换算，得出桥梁结构挠度曲线。

优选地，步骤S2中非同步采集数据包括：倾角测量值θ_i及采集时间t_i。

优选地，步骤S3中通过插值同步间接获得每个倾角传感器采集时起始的时间相同、采集的时间间距相等数据。

进一步地，插值同步是根据已知时刻与该时刻的倾角值，通过特定的插值方式，得出每个倾角传感器在同一时刻下的倾角测量值。

优选地，根据不同精度需求选取不同的插值方式。

优选地，步骤S3包括：