一种固定载荷下的锚固力校准系统的制作方法

本发明涉及智能测试领域，尤其涉及一种固定载荷下的锚固力校准系统。

背景技术：

某市外环线道路项目主线高架桥第三、四联为55+3×100+55m连续刚构，是为跨越规划道路而设置。桥区地形起伏较大。桥梁处于道路平曲线内，r=1270m，桥面系随曲线变化，桥梁纵坡为3%，横坡为1.5%。第三、四联分左、右两幅，主梁及下构各自独立。桥梁上部结构采用预应力混凝土连续刚构，下部主墩采用双肢薄壁墩，引桥过渡墩采用空心墩，基础采用桩基加承台形式，整体建成效果如图2所示。

双肢薄壁墩单肢截面尺寸为7×1.8m，平均高度48.5m，采用翻模法分段浇筑施工。主桥箱梁设计单箱单室截面，顶宽14m，底宽7m，两侧悬臂长3.5m，梁高及底板厚均按二次抛物线变化。0#块与主墩顶固结成整体。单幅箱梁共设8个t构，每个t构设1个主墩0#块，箱梁0#块节段长12m，中部长度为3.9m，两侧悬挑长度为2.25m。0#块采用墩顶安装三角托架、搭设平台方法施工，悬浇段施工采用菱形挂篮悬臂浇筑。

其中，外悬臂锚固力的测试对双肢薄壁墩的安全至关重要，但是，现有技术中仅仅对外悬臂锚固力进行测试，而未能对其进行高效、准确的校准，因而无法得知所得外悬臂锚固力是否准确。

对此，亟需提供一种固定载荷下的锚固力校准系统。

技术实现要素：

因此，为了克服上述问题，本发明提供一种固定载荷下的锚固力校准系统，固定载荷下的锚固力校准系统应用于对双肢薄壁墩的外悬臂的锚固力进行校准，利用中央处理装置、理论值输入端、分析端、力传感器、信号处理电路、温度传感器、比较模块、钢材应力分析端、无线传输装置以及显示端对双肢薄壁墩的外悬臂锚固力进行校准，通过理论计算出的外悬臂锚固力和钢材热应力之和与传感器测得的外悬臂锚固力进行比较以获知外悬臂锚固力测试是否准确，其中，理论计算中采用均布线荷载转换的方式对外悬臂锚固力进行计算，使用传感器采集外悬臂锚固力时，通过信号处理电路使测得的数据更加精准。

优选的是，固定载荷下的锚固力校准系统应用于对双肢薄壁墩的外悬臂的锚固力进行校准，固定载荷下的锚固力校准系统包括中央处理装置、理论值输入端、分析端、力传感器、信号处理电路、温度传感器、比较模块、钢材应力分析端、无线传输装置以及显示端。

其中，理论值输入端的输出端与分析端的输入端连接，力传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，温度传感器的输出端与钢材应力分析端的输入端连接，分析端的输出端、信号处理电路的输出端以及钢材应力分析端的输出端均与中央处理装置的输入端连接，比较模块的输入端和无线传输装置的输入端均与中央处理装置的输出端连接，中央处理装置通过无线传输装置与显示端连接，比较模块通过无线传输装置与显示端连接。

其中，理论值输入端用于输入用于计算外悬臂在固定载荷下锚固力的参数，分析端用于根据理论值输入端中输入的计算外悬臂在固定载荷下锚固力的参数计算外悬臂在固定载荷下锚固力fb，力传感器设置于锚固点受力点，用于检测外悬臂在固定载荷下锚固力信号，信号处理电路对力传感器采集的锚固力进行信号处理，并将处理后的力信号f传输至中央处理装置，温度传感器用于检测测试现场的温度信号t，温度传感器将采集到的温度信号t传输至钢材应力分析端，钢材应力分析端根据接收到的温度信号t计算钢材热应力ft，并将钢材热应力ft传输至中央处理装置，中央处理装置将接收到的锚固力fb、锚固力f和钢材热应力ft传输至比较模块，比较模块用于将锚固力fb和钢材热应力ft之和与锚固力f进行比较，并将比较结果通过无线传输装置传输至显示端进行显示，中央处理装置将接收到的锚固力fb、锚固力f以及钢材热应力ft通过无线传输装置传输至显示端进行显示。

优选的是，理论值输入端用于输入用于计算外悬臂在载荷下锚固力的参数为外悬臂载荷、外托架载荷作用长度l，分析端用于根据理论值输入端中输入的计算外悬臂在载荷下锚固力的参数计算外悬臂在载荷下锚固力fb的方法步骤如下：

s1，将力进行等效转换：单侧外悬臂荷载由4组托架分担，因此单组托架承受荷载，式中，表示单组外托架荷载，1.1为荷载安全系数。

s2，均布线荷载转换：单组外托架荷载转换为均布线荷载，式中，l为外托架荷载作用长度。

s3，确定预压点，均布线荷载转换为集中荷载，确定预压点位置：，式中，x表示预压点距离锚固点的距离。

s4，根据上述计算所得预压点距离锚固点的距离x计算外悬臂在载荷下锚固力fb，其中，固定点和预压点分设锚固点两侧，固定点和锚固点相距y，则分析端得出外悬臂在载荷下锚固力。

s5，分析端将外悬臂在载荷下锚固力fb传输至中央处理装置。

优选的是，温度传感器用于检测测试现场的温度信号t，温度传感器将采集到的温度信号t传输至钢材应力分析端，钢材应力分析端根据接收到的温度信号t计算钢材热应力ft，计算钢材热应力ft的如下：

d1，计算锚固点钢材热膨胀距离△l=al(t-t)，其中，a为钢材的热膨胀系数，t为钢材未变形时的温度，l为钢材未变形时的长度；

d2，计算钢材热应力ft=e(△l/l)，e为钢材的弹性模量。

优选的是，力传感器设置于锚固点受力点，用于检测外悬臂在载荷下锚固力信号，信号处理电路对力传感器采集的锚固力进行依次进行信号放大和信号滤波处理。

优选的是，力传感器用于检测外悬臂在载荷下锚固力信号，将采集的力信号转换为电压信号v0，并将电压信号v0传输至信号处理电路，v1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，力传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与中央处理装置的输入端连接。

优选的是，信号放大单元包括集成运放a1-a2、电容c1-c6、三极管vt1-vt2、稳压管d1-d2和电阻r1-r9，其中，集成运放a1和a2的第一引脚为-in引脚，第二引脚为+in引脚，第三引脚为comp引脚，第四引脚为v+引脚，第五引脚为s/d引脚，第六引脚为v-引脚，第七引脚为out引脚，第八引脚为nc引脚。

其中，力传感器的输出端与电阻r2的一端连接，电阻r1的一端接地，电阻r1的另一端与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与集成运放a1的第一引脚连接，电阻r2的另一端还与电阻r3的一端连接，集成运放a1的第二引脚接地，电容c2的一端接地，电容c2的另一端与电阻r4的一端连接，电容c2的另一端还与-15v电源连接，集成运放a1的第六引脚与-15v电源连接，电阻r4的另一端与集成运放a1的第三引脚连接，集成运放a1的第四引脚与+15v电源连接，电容c1的一端接地，电容c1的另一端与+15v电源连接，电阻r3的另一端与电容c5的另一端连接，电阻r3的另一端还与稳压管d1的阳极连接，稳压管d1的阴极与三极管vt1的基极连接，稳压管d1的阴极还与电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端与+30v电源连接，电阻r5的另一端还与三极管vt1的集电极连接，电容c5的另一端还与三极管vt1的发射极连接，电容c3的一端与稳压管d2的阴极连接，电容c3的一端还与电容c6的一端连接，电容c3的另一端与集成运放的第五引脚连接，稳压管d2的阳极与三极管vt2的基极连接，稳压管d2的阳极还与电阻r7的一端连接，电阻r7的另一端与-30v电源连接，电阻r7的另一端还与三极管vt2的集电极连接，电阻r3的另一端还与集成运放a1的第七引脚连接，电容c6的一端还与集成运放a1的第七引脚连接，集成运放a1的第七引脚与集成运放a2的第2引脚连接，电容c5的另一端还与集成运放a2的第四引脚连接，集成运放a2的第一引脚与电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端接地，电容c6的另一端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与集成运放a2的第三引脚连接，电阻r6的一端还与三极管vt2的发射极连接，三极管vt2的发射极与集成运放a2的第六引脚连接，三极管vt2的集电极与-30v电源连接，电容c4的一端与集成运放a2的第五引脚连接，电容c4的另一端与电阻r9的一端连接，电容c4的另一端还与集成运放a2的第七引脚连接，集成运放a2的第7引脚与信号滤波单元的输入端连接。

优选的是，信号滤波单元包括电阻r10-r16、电容c7-c12以及集成运放a3。

其中，信号放大单元的输出端与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端与集成运放a3的反相输入端连接，集成运放a3的同相输入端接地，电阻r10的另一端还与电阻r11的一端连接，电阻r11的另一端与集成运放a3的输出端连接，电阻r12的一端与电阻r11的一端连接，电阻r13的一端与电阻r11的一端连接，电容c7的一端与电阻r11的一端连接，电容c7的另一端与集成运放a3的输出端连接，电阻r16的另一端与电容c12的一端连接，电阻r15的另一端与电容c11的一端连接，电阻r14的另一端与电容c10的一端连接，电阻r13的另一端与电容c9的一端连接，电阻r12的另一端与电容c8的一端连接，电容c8的另一端与集成运放a3的输出端连接，电容c9的另一端与集成运放a3的输出端连接，电容c10的另一端与集成运放a3的输出端连接，电容c11的另一端与集成运放a3的输出端连接，电容c12的另一端与集成运放a3的输出端连接，集成运放a3的输出端与中央处理装置的输入端连接，信号滤波单元将电压信号v0传输至中央处理装置。

优选的是，中央处理装置将接收到的锚固力fb和锚固力f传输至比较模块，比较模块用于将锚固力fb和锚固力f进行比较，若丨fb+ft-f丨≥500n，则比较模块通过无线传输装置输出报警信息至显示端，若丨fb+ft-f丨＜500n，则比较模块通过无线传输装置输出合格信息至显示端。

优选的是，中央处理装置为8位微处理器atmega128。

优选的是，显示端为lcd显示单元，lcd显示单元采用3.3v电压供电。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明提供一种固定载荷下的锚固力校准系统，利用中央处理装置、理论值输入端、分析端、力传感器、信号处理电路、温度传感器、比较模块、钢材应力分析端、无线传输装置以及显示端对双肢薄壁墩的外悬臂锚固力进行校准，通过理论计算出的外悬臂锚固力和钢材热应力之和与传感器测得的外悬臂锚固力进行比较以获知外悬臂锚固力测试是否准确，其中，理论计算中采用均布线荷载转换的方式对外悬臂锚固力进行计算，使用传感器采集外悬臂锚固力时，通过信号处理电路使测得的数据更加精准。

（2）本发明提供的一种固定载荷下的锚固力校准系统，本发明的发明点还在于由于力传感器采集的信号的信噪比不理想，因而使用信号放大单元通过集成运放a1-a2、电容c1-c6、三极管vt1-vt2、稳压管d1-d2和电阻r1-r9对力传感器输出的电压v0进行放大处理，由集成运放a1-a2、电容c1-c6、三极管vt1-vt2、稳压管d1-d2和电阻r1-r9构成的信号放大单元只有0.4μv/℃的漂移、2μv以内的偏移、100pa偏置电流和0.1hz到10hz宽带内2.6nv的噪声。其中，信号滤波单元使用电阻r10-r16、电容c7-c12以及集成运放a3对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了力检测的精度。

附图说明

图1为本发明的固定载荷下的锚固力校准系统的示意图；

图2为主线高架桥第三、四联建成效果图；

图3为实体载荷划分示意图；

图4为外悬臂端受力模型图；

图5为本发明的信号处理电路的电路图。

附图标记：

1-中央处理装置；2-理论值输入端；3-分析端；4-力传感器；5-信号处理电路；6-温度传感器；7-比较模块；8-钢材应力分析端；9-无线传输装置；10-显示端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的固定载荷下的锚固力校准系统进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的固定载荷下的锚固力校准系统应用于对双肢薄壁墩的外悬臂的锚固力进行校准，本发明提供的固定载荷下的锚固力校准系统包括中央处理装置1、理论值输入端2、分析端3、力传感器4、信号处理电路5、温度传感器6、比较模块7、钢材应力分析端8、无线传输装置9以及显示端10。

其中，理论值输入端2的输出端与分析端3的输入端连接，力传感器4的输出端与信号处理电路5的输入端连接，温度传感器6的输出端与钢材应力分析端8的输入端连接，分析端3的输出端、信号处理电路5的输出端以及钢材应力分析端8的输出端均与中央处理装置1的输入端连接，比较模块7的输入端和无线传输装置9的输入端均与中央处理装置1的输出端连接，中央处理装置1通过无线传输装置9与显示端10连接，比较模块7通过无线传输装置9与显示端10连接。

其中，理论值输入端2用于输入用于计算外悬臂在固定载荷下锚固力的参数，分析端3用于根据理论值输入端2中输入的计算外悬臂在固定载荷下锚固力的参数计算外悬臂在固定载荷下锚固力fb，力传感器4设置于锚固点受力点，用于检测外悬臂在固定载荷下锚固力信号，信号处理电路5对力传感器4采集的锚固力进行信号处理，并将处理后的力信号f传输至中央处理装置1，由于经过信号处理电路5处理后的力信号为电压信号，中央处理装置1根据接收到的电压信号换算为力信号，也就是说，经过信号处理电路5处理后的电压信号与力信号为对应关系（即满足力传感器4的传递函数关系），在此可简化为力信号f。

温度传感器6用于检测测试现场的温度信号t，温度传感器6将采集到的温度信号t传输至钢材应力分析端8，钢材应力分析端8根据接收到的温度信号t计算钢材热应力ft，并将钢材热应力ft传输至中央处理装置1，中央处理装置1将接收到的锚固力fb、锚固力f和钢材热应力ft传输至比较模块7，比较模块7用于将锚固力fb和钢材热应力ft之和与锚固力f进行比较，并将比较结果通过无线传输装置9传输至显示端10进行显示，中央处理装置1将接收到的锚固力fb、锚固力f以及钢材热应力ft通过无线传输装置9传输至显示端10进行显示。

具体地，温度传感器6为陶瓷封装型铂电阻温度传感器。

上述实施方式中，固定载荷下的锚固力校准系统应用于对双肢薄壁墩的外悬臂的锚固力进行校准，利用中央处理装置1、理论值输入端2、分析端3、力传感器4、信号处理电路5、温度传感器6、比较模块7、钢材应力分析端8、无线传输装置9以及显示端10对双肢薄壁墩的外悬臂锚固力进行校准，通过理论计算出的外悬臂锚固力和钢材热应力之和与传感器测得的外悬臂锚固力进行比较以获知外悬臂锚固力测试是否准确，其中，理论计算中采用均布线荷载转换的方式对外悬臂锚固力进行计算，使用传感器采集外悬臂锚固力时，通过信号处理电路使测得的数据更加精准。

由于外悬臂锚固点的钢材受热会膨胀从而产生应力，未使校准更加精准，本发明提供的固定载荷下的锚固力校准系统使用钢材应力分析端8根据接收到的温度信号t计算钢材热应力ft，并将钢材热应力ft传输至中央处理装置1，中央处理装置1将接收到的锚固力fb、锚固力f和钢材热应力ft传输至比较模块7，比较模块7用于将锚固力fb和钢材热应力ft之和与锚固力f进行比较。

根据0#块实体荷载分布，将0#块荷载（包含模板自重）按图3划分为：外悬臂荷载w1；中部荷载w2，即双肢薄壁墩之间荷载；墩顶荷载w3，即直接作用于墩柱上的荷载。划分详图见图3。

具体地，理论值输入端2用于输入用于计算外悬臂在载荷下锚固力的参数为外悬臂载荷、外托架载荷作用长度l，分析端3用于根据理论值输入端2中输入的计算外悬臂在载荷下锚固力的参数计算外悬臂在载荷下锚固力fb的方法步骤如下：

s1，将力进行等效转换：单侧外悬臂荷载由4组托架分担，因此单组托架承受荷载，式中，表示单组外托架荷载，1.1为荷载安全系数。

s2，均布线荷载转换：单组外托架荷载转换为均布线荷载，式中，l为外托架荷载作用长度。

s3，确定预压点，均布线荷载转换为集中荷载，确定预压点位置：，式中，x表示预压点距离锚固点的距离。

如图4所示，x即为ab段的长度，其中，a点为施加集中力点，即预压点，b点为锚固点。

s4，根据上述计算所得预压点距离锚固点的距离x计算外悬臂在载荷下锚固力fb，其中，固定点和预压点分设锚固点两侧，固定点和锚固点相距y，则分析端3得出外悬臂在载荷下锚固力。

如图4所示，y即为bc段的长度，其中，c点为固定点。

s5，分析端3将外悬臂在载荷下锚固力fb传输至中央处理装置1。

具体地，温度传感器6用于检测测试现场的温度信号t，温度传感器6将采集到的温度信号t传输至钢材应力分析端8，钢材应力分析端8根据接收到的温度信号t计算钢材热应力ft，计算钢材热应力ft的如下：

d1，计算锚固点钢材热膨胀距离△l=al(t-t)，其中，a为钢材的热膨胀系数，t为钢材未变形时的温度，l为钢材未变形时的长度。

由于在此计算的为钢材热应力ft，则t始终大于t。

d2，计算钢材热应力ft=e(△l/l)，e为钢材的弹性模量。

具体地，力传感器4设置于锚固点受力点，用于检测外悬臂在载荷下锚固力信号，信号处理电路5对力传感器4采集的锚固力进行依次进行信号放大和信号滤波处理。

具体地，力传感器4用于检测外悬臂在载荷下锚固力信号，将采集的力信号转换为电压信号v0，并将电压信号v0传输至信号处理电路5，v1为经过信号处理电路5处理后的电压信号，信号处理电路5包括信号放大单元和信号滤波单元，力传感器4的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与中央处理装置1的输入端连接。

具体地，信号放大单元包括集成运放a1-a2、电容c1-c6、三极管vt1-vt2、稳压管d1-d2和电阻r1-r9，其中，集成运放a1和a2的第一引脚为-in引脚，第二引脚为+in引脚，第三引脚为comp引脚，第四引脚为v+引脚，第五引脚为s/d引脚，第六引脚为v-引脚，第七引脚为out引脚，第八引脚为nc引脚。

其中，力传感器4的输出端与电阻r2的一端连接，电阻r1的一端接地，电阻r1的另一端与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与集成运放a1的第一引脚连接，电阻r2的另一端还与电阻r3的一端连接，集成运放a1的第二引脚接地，电容c2的一端接地，电容c2的另一端与电阻r4的一端连接，电容c2的另一端还与-15v电源连接，集成运放a1的第六引脚与-15v电源连接，电阻r4的另一端与集成运放a1的第三引脚连接，集成运放a1的第四引脚与+15v电源连接，电容c1的一端接地，电容c1的另一端与+15v电源连接，电阻r3的另一端与电容c5的另一端连接，电阻r3的另一端还与稳压管d1的阳极连接，稳压管d1的阴极与三极管vt1的基极连接，稳压管d1的阴极还与电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端与+30v电源连接，电阻r5的另一端还与三极管vt1的集电极连接，电容c5的另一端还与三极管vt1的发射极连接，电容c3的一端与稳压管d2的阴极连接，电容c3的一端还与电容c6的一端连接，电容c3的另一端与集成运放的第五引脚连接，稳压管d2的阳极与三极管vt2的基极连接，稳压管d2的阳极还与电阻r7的一端连接，电阻r7的另一端与-30v电源连接，电阻r7的另一端还与三极管vt2的集电极连接，电阻r3的另一端还与集成运放a1的第七引脚连接，电容c6的一端还与集成运放a1的第七引脚连接，集成运放a1的第七引脚与集成运放a2的第2引脚连接，电容c5的另一端还与集成运放a2的第四引脚连接，集成运放a2的第一引脚与电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端接地，电容c6的另一端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与集成运放a2的第三引脚连接，电阻r6的一端还与三极管vt2的发射极连接，三极管vt2的发射极与集成运放a2的第六引脚连接，三极管vt2的集电极与-30v电源连接，电容c4的一端与集成运放a2的第五引脚连接，电容c4的另一端与电阻r9的一端连接，电容c4的另一端还与集成运放a2的第七引脚连接，集成运放a2的第7引脚与信号滤波单元的输入端连接。

具体地，信号滤波单元包括电阻r10-r16、电容c7-c12以及集成运放a3。

其中，信号放大单元的输出端与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端与集成运放a3的反相输入端连接，集成运放a3的同相输入端接地，电阻r10的另一端还与电阻r11的一端连接，电阻r11的另一端与集成运放a3的输出端连接，电阻r12的一端与电阻r11的一端连接，电阻r13的一端与电阻r11的一端连接，电容c7的一端与电阻r11的一端连接，电容c7的另一端与集成运放a3的输出端连接，电阻r16的另一端与电容c12的一端连接，电阻r15的另一端与电容c11的一端连接，电阻r14的另一端与电容c10的一端连接，电阻r13的另一端与电容c9的一端连接，电阻r12的另一端与电容c8的一端连接，电容c8的另一端与集成运放a3的输出端连接，电容c9的另一端与集成运放a3的输出端连接，电容c10的另一端与集成运放a3的输出端连接，电容c11的另一端与集成运放a3的输出端连接，电容c12的另一端与集成运放a3的输出端连接，集成运放a3的输出端与中央处理装置1的输入端连接，信号滤波单元将电压信号v1传输至中央处理装置1。

上述实施方式中，信号处理电路5的噪声在2.6nv以内，漂移为0.4μv/℃，集成运放a1-a2均为lt1210低漂移集成运放，集成运放a3为tl072集成运放，由于集成运放a1的直流偏移与漂移并不会影响电路的整体偏移，从而使得电路有着极低的偏移和漂移。

在信号放大单元中，电阻r1的阻值为60ω，电阻r2的阻值为300ω，电阻r3的阻值为1kω，电阻r4为阻值为6.2kω，电阻r5为阻值为1kω，电阻r6为阻值为6.2kω，电阻r7为阻值为1kω，电阻r8为阻值为1kω，电阻r9为阻值为1kω，电容c1的电容值为1μf，电容c2的电容值为1μf，电容c3的电容值为0.01μf，电容c4的电容值为0.01μf，电容c5的电容值为1μf，电容c6的电容值为1μf，稳压管d1-d2为15v稳压管，三极管vt1-vt2的型号均为2n3904。

在信号放大单元中，信号放大单元具有13mhz的全功率带宽，在对接收到的信号进行信号放大时，使用集成运放a1驱动集成运放a2，集成运放a2进一步放大采集到的信号，信号放大单元在容性负载时是稳定的，具有短路保护，并且在过热时会进行热关断。

在信号滤波单元中，信号滤波单元为-3db/oct的滤波器，首先信号滤波单元的中心频率为f0，然后定义出f0的4倍、16倍及1/4、1/16倍，当适用的频带为20hz-20khz时，从fl=20hz、fh=20khz可得到：

。

f0的常数r14，以c10=0.01μf为基准，可得：

。

4f0的常数c11、r15取c10值的1/2、r14的值的1/2时，频率正好为4f0。16f0的常数c12、r16也同样，取c10值的1/4、r14的值的1/4。f0/4、f0/16也同样按照此顺序计算，计算可得电阻r12的阻值为100.6kω，电阻r13的阻值为50.32kω，电阻r14的阻值为25.16kω，电阻r15的阻值为12.58kω，电阻r16的阻值为6.29kω，电容c8的电容值为0.04μf，电容c9的电容值为0.02μf，电容c10的电容值为0.01μf，电容c11的电容值为5000pf，电容c12的电容值为2500pf。

其中，电容c7用作20khz附近的响应调整，当电容c7的电容值为2200pf时会变成-3db/oct的直线，反馈电阻r11设置成和r12相等，补偿信号滤波单元的衰减，r10=r11/a=22kω。

由于力传感器4采集的信号的信噪比不理想，因而使用信号放大单元通过集成运放a1-a2、电容c1-c6、三极管vt1-vt2、稳压管d1-d2和电阻r1-r9对力传感器4输出的电压v0进行放大处理，由集成运放a1-a2、电容c1-c6、三极管vt1-vt2、稳压管d1-d2和电阻r1-r9构成的信号放大单元只有0.4μv/℃的漂移、2μv以内的偏移、100pa偏置电流和0.1hz到10hz宽带内2.6nv的噪声。其中，信号滤波单元使用电阻r10-r16、电容c7-c12以及集成运放a3对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了力检测的精度。

具体地，中央处理装置1将接收到的锚固力fb和锚固力f传输至比较模块7，比较模块7用于将锚固力fb和锚固力f进行比较，若丨fb+ft-f丨≥500n，则比较模块7通过无线传输装置9输出报警信息至显示端10，若丨fb+ft-f丨＜500n，则比较模块7通过无线传输装置9输出合格信息至显示端10。

测试人员能够通过显示端10获知校准结果，再者，若校准结果为不合格，即显示端10接收到的为报警信息，则工作人员需重新对分析端3的数据分析模型和钢材应力分析端8的计算模块进行检查，同时对力传感器4进行检查，以确定哪组数据出现错误；若校准结果为合格，即显示端10接收到的为合格信息，则工作人员可以同时使用fb+ft或f作为外悬臂的锚固实际力。

具体地，中央处理装置1为8位微处理器atmega128。

考虑到成本和处理性能的要求，中央处理装置1选用低功耗8位微处理器atmega128，该芯片硬件资源丰富，具有低功耗、功能多、价格便宜和性能强大等优点，atmega128自身带有128k字节flash存储器，同时带有4k字节的eeprom存储器，各个传感器采集的数据直接存放在eeprom存储器中，atmega128内部的adc端口具有8个通道，每通道的分辨率为10bit，输入电压范围为0~5v，能够满足监测数据巡回采集的需要，同时也无需另加ad转换器件，简化了外围电路设计，降低了成本。

具体地，显示端10为lcd显示单元，lcd显示单元采用3.3v电压供电。

上述实施方式中，lcd显示单元采用3.3v电压供电，以便于与微处理器atmega128的i/o口电平匹配，lcd显示单元与微处理器atmega128的接口采用串行接口进行通信。

具体地，无线传输装置9为wifi模块，wifi模块为vt6656模块。

上述实施方式中，无线传输装置9为wifi模块，wifi作为一种无线联网技术，最主要的优势在于不需要布线，不受布线条件的限制，因此特别适合移动办公用户的需要，wifi模块采用vt6656模块实现数据的远程传输，vt6656模块内嵌tcp/ip协议线，降低了设计的难度，同时大大提高了atmega128处理其他数据的能力，vt6656与atmega128的连接非常简单，二者可以通过标准的usb接口直接相连，vt6656模块采用54mbps标准的802.11g无线以太网访问，比基于802.11b协议的快5倍，采用usb2.0接口最高比usb1.0接口快40倍，新的天线技术支持更远距离的无线访问，支持所有标准的821.11g和802.11b无线路由器及接入点，支持64/128/256位wep加密，支持wpa/wpa2、wpa-psk/wpa2-psk等高级加密与安全机制。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。