常温下结构构件的应力应变测量,随着载荷情况不同可分为静态测量和动态测量两种。当载荷变化缓慢时,构件应力应变也随时间缓慢变化,这时就属于静态应力应变测量。静态应变测量常应用于重要的工程结构物,如飞机结构、锅炉、汽轮机、动车车体等,在设计制造后进行严格试验,检测构件的应力和变形,确认满足强度和稳定性等要求,并留有足够安全裕度。此外,各种材料的静力和疲劳试验中也在大规模的使用静态应变测量装置。当前市场上的应变数据采集器多为静态和动态结合的通用型,采用DSP+FPGA或MCU+FPGA的主构架,采集精度高达24位,设备结构复杂,大量通道使用时价格十分昂贵。因此,开发一种主要针对某些场合使用,既低价又满足精度要求,并便于多通道组网适合大规模使用的新型静态应变数据采集器有着极其重要的意义。本文在查阅国内外文献及对比不同产品功能、技术指标和发展趋势的基础上,完成了基于Cortex-M3内核ARM处理器的静态应变数据采集器的软硬件设计。该装置具有16通道输入,支持120Ω应变片1/4电桥的采集配置,采集精度为12位,系统分辨率可达5με,具有长测量导线补偿能力,并带有以太网接口和SD卡本地存储功能,可以满足采集点数多,连接组网方便可靠,数据实时备份的需要,能够适应低成本、多场合、大规模的应用。文章首先阐述了课题的研究背景及选题意义,并对目前国内外应变采集系统进行了分析和研究,明确了不同用途及规模的系统的结构和方式。在市场调研与产品定位及研发实力的基础上提出了本设计的技术指标和功能要求。文章随后介绍了静态应变测量的原理和方法,并完成了本装置的硬件和软件设计。硬件设计方面,采用美国TI公司Cortex-M3内核ARM处理器LM3S9B96作为系统的中央处理器,其独特的指令体系,强大的数据处理能力,丰富的片上接口资源满足了静态应变数据采集的功能和性能需求。本文完成了各部分硬件电路的设计,并详细叙述了其功能,给出了芯片选型及电路设计的依据,给出了总的电路原理图及PCB图。软件设计方面,完成了主程序设计,给出了主程序流程图,并编写了各个任务模块的源代码。实现了TCP/IP协议的裁剪移植,使网络通信正常使用。实现了SD卡在SPI模式下的通讯,完成了Web服务器的页面设计,对采集到的数据进行了运算处理,为后续分析使用提供了便利。最后,制作了实验电路板,对其进行了调试,获得了实验数据,验证了设计的可行性和合理性。.对论文进行了总结,叙述了本文完成的工作,说明了本文的特点和意义,同时指出了本装置设计的不足和改进思想。