移传感器控制各测点的间距，采用倾角测量模块测得各个测点处的角度 信息，采用位移传感器测得测试小车与桥面的距离信息，上述信息传送到信息处理模块中 进行处理，得到各个测点的位置坐标，实现桥梁挠度的测量，并且通过在不同时间线形变化 能够反映桥梁的整体挠度变化，从而可及时告知桥梁管理工作者目前桥梁挠度线形、特别 是挠度变化状态，从而对分析桥梁的健康、安全状况，能充分发挥桥梁的承载能力，减少限 载、垮桥，具有很强的工程实用价值。
[0077] 3、本发明不仅可以桥梁挠度的测量，也适合与地面、道路沉降的快速测量，具有很 强的工程实用价值。
[0078] 4、本发明采用的修正梯度均值滤波法能够有效修正干扰数据，避免产生较大的误 差，准确利用修正后的测点数据得到精确的桥梁挠度线形。
【附图说明】
[0079] 图1是本发明测量装置示意图；
[0080] 图2是装置硬件结构示意图；
[0081] 图3是滤波电路图；
[0082] 图4是位移传感器位置示意图；
[0083] 图5是系统工作流程图；
[0084] 图6是本发明各夹角和倾角相互关系示意图；
[0085] 图中标号代表：1 一倾角测量模块，2-信息处理模块，3-位移传感器，4一位移测 量装置，5-测试小车，6-水平倾角传感器，7-垂直倾角传感器。
[0086] 下面结合附图和实施例对本发明的方案做进一步详细地解释和说明。
【具体实施方式】
[0087] 遵从上述技术方案，参见图1和2,本实施例的桥梁结构挠度线形测量装置，包括 测试小车5,所述测试小车5上安装有倾角测量模块2,所述倾角测量模块1连接滤波电路， 所述滤波电路通过A/D转换器与信息处理模块2连接，所述信息处理模块2连接存储单元。
[0088]所述测试小车5底面的四个角上分别安装一个位移传感器3,每个所述位移传感 器3均连接信息处理模块2。
[0089]所述的倾角测量模块1、A/D转换器和信息处理模块2均与电源模块连接。
[0090]所述测试小车5的车轮上安装有位移测量装置4,所述位移测量装置4与信息处理 模块2连接，位移测量装置4发送脉冲到信息处理模块2,信息处理模块2根据脉冲数计算 得到测试小车5的移动距离。当信息处理模块2测得小车行驶距离达到一特定值时，向倾 角测量模块1和位移传感器3发送触发信号，触发倾角测量模块1和位移传感器3工作。 [0091] 所述的倾角测量模块1用于测量在行驶过程中测试小车5的X轴倾角和Y轴倾角， 并将其由模拟通道输出，输入到滤波电路中进行滤波处理，用于消除脉冲信号的影响，处理 结果输入到A/D转换器中，转换为数字信号，输入到信息处理模块2中进行处理，得到桥梁 上各测点测试小车5与水平面的夹角。
[0092]进一步地，所述的倾角测量模块1安装在测试小车5的中央部位，因测试小车5中 央部位的振动最小，避免测试小5车行驶过程中的振动对倾角传感器测量精度的影响。
[0093]所述的位移传感器3用于测得各测点测试小车5的四个角与桥面的距离，并将其 输入到信息处理模块2中进行处理，得到测试小车5与其沿桥面行驶方向的夹角。
[0094]所述的信息处理模块2根据得到的桥梁上各测点测试小车5与水平面的夹角和测 试小车5与其沿桥面行驶方向的夹角得到各测点在不同时间段相对于起始测点的竖直位 移，进而得到桥梁挠度的变化情况。
[0095]所述的存储单元用于存储桥梁上每个测点处测试小车5走过的距离、倾角测量模 块1测得的倾角值、四个位移传感器3测得的距离。
[0096]具体地，所述倾角测量模块1包括一个水平倾角传感器6和一个垂直倾角传感器 7,水平倾角传感器6用于测量测试小车5纵向中心线与水平面的夹角，即X轴倾角，其标签 向上；垂直倾角传感器7用于测量测试小车5平面法线与重力反方向的夹角，即Y轴倾角， 其标签朝向小车前方，二者相互独立地获取倾角信息。
[0097]所述倾角传感器多采用地磁传感器或加速度传感器。地磁传感器容易受到磁性材 料的影响，如，钢、铁等，并且精度有限。加速度传感测量的是有效重力场变化，因此它不受 电磁场的影响。本实施例中采用VTI公司生产的SCA103T-D04型单轴倾角传感器，该传感 器是基于微电子机械装置（MEMS)技术的热对流式加速度计作为传感元件，具有精度较高、 体积小、成本低等特点，比较适合本设计的应用。同时，该传感器做了机械阻尼设计，可有效 消除高频振动的影响。
[0098]SCA103T-D04有两种工作模式：数字模式和模拟模式，在数字模式下，采用SPI接 口（SCK、MIS0、M0SI)进行读写，在模拟模式下，通过OUT引脚输出不同的电压值对应不同的 角度。在8Hz带宽情况下，模拟信号分辨力为0.0016°，数字信号分辨力为0.009°。该产 品含有内部温度测量和补偿。由于该装置对精度要求比较高，故采用模拟通道获得角度值。
[0099] 本实施例中的倾角传感器采用两块SCA103T芯片，一块用于测量X轴角度，另一块 用于测量Y轴角度，二者在焊接时保持垂直关系。倾角传感器通过测试小车对桥梁进行倾 角测量，当X轴角度发生变化时，Y轴角度也同步变化，因此本实施例的装置只需测量一个 角度即可，但为了保证输出角度的精度，可通过另一个角度数据进行修正。
[0100] 参见图3,所述的滤波电路采用二阶RC低通滤波电路，其中ini表示水平放置倾角 仪的角度输入，in2表示垂直放置倾角仪的角度输入。outl和out2接AD转换模块。滤波 电路对倾角传感器模拟通道输出角度值进行滤波，输出到A/D转换器中，以满足本实施例 装置对精度及灵敏度的较高要求。
[0101] 由于SCA103T-D04内置一个11位的A/D转换器，会产生周期为50-70微秒持续 时间大约1微秒的毛刺，这个毛刺被叠加到模拟信号输出端，因此需要在模拟信号的输出 端加上一个滤波电路，有效消除毛刺的影响。装置中采用二阶RC低通滤波电路，可有效消 除SCA103T-D04输出角度模拟信号毛刺影响以及保证信号在连接A/D转换器的线路的稳定 性。
[0102] 所述的A/D转换器采用AD7705,该AD芯片为16位AD转换器，并且通过差分信号 进行输入，可直接接受传感器的低电压输出信号，稳定性较好满足装置对测量精度的要求。
[0103] 所述的位移传感器3均采用激光位移传感器，采用YF-JS400型高精度激光位移传 感器，选择数字量R232为输出格式，该传感器分辨率〈0. 1 %MBE，满足精度要求。
[0104] 所述的信息处理模块2采用STC89C52单片机，其具有效率高成本低的优点。
[0105] 所述的存储单元采用CF卡，有效保证数据采集不受存储速度的影响。
[0106] 所述的电源模块采用7805稳压源，将9v电池电压转换为5v电压对倾角传感器、 A/D转换器以及信息处理模块供电。
[0107] 所述的位移测量装置4包括开关型霍尔效应传感器。该传感器主要由UGS3140开 关型霍尔集成电路和磁钢组成，磁钢粘结固定于车轮适当位置，霍尔集成电路固定于车架 上。这样，车轮每旋转一周，磁钢产生的磁场掠过霍尔集成电路一次使其输出一个脉冲，信 息处理模块对该脉冲进行计数，即：
[0108] L=ON
[0109] 其中C表示车轮周长，N表示脉冲数。
[0110] 本实施例的桥梁结构挠度线形测