结构测试数据采集系统

1.教学。 2100433B

IMC SPARTAN。

该系统使用了1台独立的基站，以及多达16台4通道的

无线“节点”，这些“节点”放置在结构上靠近传感器的地方。该系统支持包括LVDT、荷重计、弦式电位计、加速度计、和箔式应变计。采用无线通讯的方式，系统软件界面友好，简单易用，用于控制无线结构测试系统，另外还能监测信号强度和电能的消耗。

电阻抗扫描成像系统数据采集系统主要包括激励源，检测电极，以及信号测量模块三大部分。EIS检测技术通常基于电压激励电流检测的模式实现，通过对目标体施加一定的交流电压，然后采集流过检测电极阵列上的电流信号并进行后续处理分析，其数据采集系统结构图如图3所示，主要包括检测电极阵列、激励源及激励电极、信号检测处理模块、中心控制单元等主要部件。

图3 EIS数据采集系统结构图

电阻抗扫描成像技术1、EIS检测电极阵列

EIS检测电极阵列在数据采集系统中实现信号传感的功能，是数据采集系统的关键部件。当EIS采用电压激励—电流检测的模式工作时，通过检测电极单元获取检测区域的检测电流。检测电极阵列由多个小尺寸电极单元等间隔均匀排列组成，电极单元的数目通常根据检测目标和检测模式确定。例如，用于乳腺EIS检测的TSCAN2000，其检测电极阵列分两种类型分别是8×8个电极单元和16×16个电极单元。第四军医大学乳腺EIS研究小组设计了8×8、11×11两种规格的检测电极阵列。韩国Kyung Hee大学的实现的乳腺EIS检测系统，采用类似乳腺钼靶的夹板式检测模式，其检测电极阵列由60×60个电极单元组成。

图4：EIS 检测电极阵列

电阻抗扫描成像技术2、EIS激励源及激励电极

激励源输出激励电压信号，通过激励电极施加于被测目标体。在系统的控制下激励源输出通常为可变频率和可调幅度的安全电压信号，以实现多频电阻抗信号的检测，根据EIS检测目标和检测方式的不同，激励电极的设计也有不同。常规乳腺EIS检测激励电极设计为病人手握的金属棒，激励源施加的激励信号传递到金属棒后，经手臂肌肉传递到胸大肌，此时将检测电极阵列置于乳房表面，则会在检测电极与胸大肌之间形成检测电场。采用夹板式乳腺EIS检测时，激励电极设计为平面电极板，乳房位于激励电极板和检测电极阵列之间。

电阻抗扫描成像技术3、EIS信号检测处理模块

EIS信号检测处理单元实现对检测电极单元上提取的电流信号的检测和预处理，主要包括电流—电压转换、多路信号切换、信号可变增益调节、信号滤波、等，其目的是确保稳定高质量的检测信号传递到数据采集单元。为提高采集速度，对于多路检测信号一般设计为多路并行采集工作方式。

电阻抗扫描成像技术4、中心控制单元

中心控制单元主要完成对激励输出信号频率及幅度的控制、对多路开关的切换控制、对AD采集通道切换控制、以及响应上位机的命令的作用，中心控制单元协同上位机和采集系统之间有序的工作。