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基于压电薄膜传感器的动态称重系统在桥梁健康监测中的应用研究
基于压电薄膜传感器的动态称重系统在桥梁健康监测中的应用研究
摘要：随着社会经济的不断发展，大量的桥梁工程得到了广泛的兴建，然而，桥梁的健康状况也亟待关注和监测。本文以压电薄膜传感器为基础，研究并设计了一种基于压电薄膜传感器的动态称重系统，该系统可实现对桥梁的重量进行实时监测。我们通过对实验数据的统计和分析，证明了该系统在桥梁健康监测中的重要作用。
关键词：桥梁健康监测；压电薄膜传感器；动态称重系统；实时监测
1.引言
桥梁作为重要的基础设施，承载着交通运输的重要任务。然而，由于长期使用和外部环境的影响，桥梁的健康状况容易出现问题。因此，对桥梁的健康状况进行监测和评估具有重要的意义。而桥梁的重量是评估其健康状况的一个重要指标。传统的重量监测方式存在许多局限性，无法满足实时监测的需求。因此，本文提出了一种基于压电薄膜传感器的动态称重系统，可解决这一问题。
2.压电薄膜传感器的原理和性能
压电薄膜传感器是一种能将压力转化为电荷的装置。其工作原理基于压电效应，即材料在受压时会产生电荷。压电薄膜传感器具有灵敏度高、稳定性好、响应快等优点。在桥梁健康监测中，使用压电薄膜传感器作为重量感知装置，可以实现对桥梁重量的实时监测。
3.基于压电薄膜传感器的动态称重系统的设计
本文设计了一种基于压电薄膜传感器的动态称重系统，该系统由以下几个部分组成：压电薄膜传感器模块、数据采集模块、数据处理与分析模块、报警模块等。压电薄膜传感器模块负责实时感知桥梁的重量，数据采集模块将传感器输出的电荷信号转化为数字信号进行采集，数据处理与分析模块对采集到的数据进行处理和分析，报警模块负责在桥梁重量异常时发出警报。
4.实验设计与结果分析
通过在实验室中对设计的动态称重系统进行试验，我们采集到了大量的数据。通过对数据进行统计和分析，我们发现该系统能够准确地监测桥梁重量，并在重量异常时及时发出警报。实验结果证明了该系统在桥梁健康监测中的重要作用。
5.结论和展望
本文基于压电薄膜传感器设计了一种动态称重系统，实现了对桥梁重量的实时监测。通过实验验证，该系统具有较高的准确性和可靠性，能够在桥梁健康监测中发挥重要作用。然而，本文研究的动态称重系统还存在一些不足之处，例如对传感器在环境变化下的稳定性和鲁棒性等方面的研究不够深入。未来，我们将进一步完善系统设计，提高系统性能，并探索更多的应用场景。
参考文献：
[1]王大宝,邓伟生,李阳.基于压电薄膜传感器的动态称重系统的设计与应用研究[J].大连交通大学学报,2016,37(3):58-60.
[2]张小芳.基于压电薄膜传感器的桥梁健康监测系统研究[D].合肥工业大学,2018.