工程设计学报

工程设计学报, 2024, 31(3): 393-401 doi: 10.3785/j.issn.1006-754X.2024.03.151

机械零部件与装备设计

履带行驶结构的内置式无线应变采集卡设计研究

殷国珠,,1, 张宏,1, 宋扬2, 王景宇1, 宋佳琪1

1.太原科技大学 机械工程学院，山西 太原 030024

2.中国煤炭科工集团 太原研究院有限公司，山西 太原 030006

Design and research of built-in wireless strain acquisition card for tracked traveling structure

YIN Guozhu,,1, ZHANG Hong,1, SONG Yang2, WANG Jingyu1, SONG Jiaqi1

1.School of Mechanical Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China

2.Taiyuan Research Institute Company Limited, China Coal Technology and Engineering Group, Taiyuan 030006, China

通讯作者: 张　宏（1970—），男，山西太原人，教授，博士，从事机械动力学设计与健康监测研究，E-mail: hexie007@163.com

收稿日期: 2023-04-20   修回日期: 2023-07-25  

基金资助: 国家自然科学基金资助项目.  52075355
中央引导地方科技发展资金项目.  YDZJSX20231A050
山西省重点研发计划项目.  202202100401012
山西省研究生教育创新项目.  2022Y681

Received: 2023-04-20   Revised: 2023-07-25  

作者简介 About authors

殷国珠（1992—），男，山西朔州人，硕士生，从事机械状态健康监测与智能维护研究，E-mail:19581596040@163.com，https://orcid.org/0009-0007-4851-9636 , E-mail：19581596040@163.com

摘要

针对煤矿履带掘进机器人在行驶过程中难以获取履带载荷的问题，基于电阻应变片的应变效应和测量电路，设计了一套适用于采集履带行驶结构动态特性的四通道无线应变采集卡。首先，分析了应变采集卡的电路和工作原理。然后，将2对应变片对称布置在试样板中，以DH5902N坚固型数据采集分析系统所采集的应变数据作为标准，通过仿真与试验相结合的方法对应变采集卡4个通道的灵敏度分别进行了标定。最后，将应变采集卡集成封装后内置于履带行驶结构中，并探讨了应变采集卡在封装环境下连续工作时的温度变化规律。结果表明，所设计的应变采集卡可同时采集4个通道的应变信号，其最高采样频率为1 000 Hz，发射功率为4.5 dBm，应变采集误差不超过5×10-6。该应变采集卡在封装环境下连续工作34.7 h后的温度稳定在34.58 ℃左右，可实现履带行驶结构的多自由度应变信号检测。研究结果为履带行驶结构动态载荷的实时采集以及掘进机器人的可靠性分析和故障预测提供了技术支撑。

关键词： 履带行驶结构 ; 应变采集卡 ; 标定 ; 封装

Abstract

Aiming at the problem that it is difficult to obtain the track load of coal mine tracked tunneling robots during driving, a set of four-channel wireless strain acquisition card suitable for collecting dynamic characteristics of tracked traveling structure was designed based on the strain effect of resistive strain gauges and the measurement circuit. Firstly, the circuit and working principle of the strain acquisition card were analyzed. Then, two pairs of strain gauges were symmetrically arranged on the test template, and the strain data collected by DH5902N rugged data acquisition and analysis system was used as the standard to calibrate the sensitivity of four channels in the strain acquisition card through the combination of simulation and test. Finally, the strain acquisition card was integrated and packaged in the tracked traveling structure, and the temperature variation rule of the strain acquisition card under continuous operation in the package environment was discussed. The results showed that the designed strain acquisition card could collect the strain signal of four channels at the same time. Its maximum sampling frequency was 1 000 Hz, transmitting power was 4.5 dBm, and strain acquisition error was less than 5×10-6. The temperature of the strain acquisition card was stable at 34.58 ℃ after 34.7 h continuous operation in the package environment, which could realize the multi-degree-of-freedom strain signal detection for the tracked traveling structure. The research results provide technical support for real-time acquisition of the dynamic load of tracked traveling structures and the reliability analysis and fault prediction of tunneling robots.

Keywords： tracked traveling structure ; strain acquisition card ; calibration ; package

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本文引用格式

殷国珠, 张宏, 宋扬, 王景宇, 宋佳琪. 履带行驶结构的内置式无线应变采集卡设计研究[J]. 工程设计学报, 2024, 31(3): 393-401 doi:10.3785/j.issn.1006-754X.2024.03.151

YIN Guozhu, ZHANG Hong, SONG Yang, WANG Jingyu, SONG Jiaqi. Design and research of built-in wireless strain acquisition card for tracked traveling structure[J]. Chinese Journal of Engineering Design, 2024, 31(3): 393-401 doi:10.3785/j.issn.1006-754X.2024.03.151

履带行驶结构是煤矿履带掘进机器人的重要组成部分，其长期处于地形复杂、强振动、高冲击、易碰撞、高湿度及工作空间受限等极端工况下，且承载着整机重量。因此，对履带行驶结构可靠性和适用性的要求较高。履带行驶结构一旦发生故障，就会导致整个掘进机器人无法继续正常工作。履带行驶结构的故障多与履带板疲劳失效、销轴断裂有关[1-2]。实时获取履带行驶结构的动态特性，有助于提高煤矿履带掘进机器人的运行安全性，从而避免意外停机及危险事故的发生。

在结构动态载荷等相关特性获取方面，学者们开展了大量研究。白茹等[3]设计了一套可嵌入履带车辆主动轮中心的微型存储测试系统，用于测量主动轮的动态应力，试验结果表明，该测试系统的测量误差小于1%。孙晓策等[4]对履带车辆爬越台阶的工况进行了仿真分析，获取了其车体的应力及变形情况。吴铁军[5]设计了一种基于4G-DTU（data transfer unit，数据传输单元）的多通道无线数据采集器。郭宏等[6]提出了一种通过WiFi无线传感器采集的振动信号来判断刀具磨损状态的监测方法。Huang等[7]开发了一种基于WSN（wireless sensor network，无线传感器网络）的机器振动监测系统。Zhong等[8]提出了一种联合采集时间设计和传感器关联的优化算法。胡挺等[9]通过仿真和实验手段对所设计的高温应变片的参数进行了标定。Tan等[10]使用光学杠杆对FBG（fiber Bragg grating，光纤布拉格光栅）的应变进行了校准，并介绍了其应变传感和标定的原理。Thomas等[11]采用玻璃纤维增强试样开展了四点弯曲校准，结果表明，该方法适用于校准暴露于较高应变幅值的应变传感器。吴忠锴等[12]基于LabVIEW设计了一种力学应变信号采集软件。王世阳等[13]设计了一种基于LabVIEW的多通道应变采集系统，该系统适用于大型力学实验构件的应变采集。

上述研究在一般结构的动态载荷获取方面取得了较大进展。但由于煤矿履带掘进机器人的履带行驶结构处于周期性循环反复旋转状态，其动态载荷采集困难，目前仍缺乏适用于采集履带行驶结构动态特性的应变采集系统。此外，现有的多数应变标定方法通过对比仿真数据与试验数据来进行标定，标定精度取决于仿真数据的准确性。

基于此，笔者设计了一种四通道无线应变采集卡，将其封装集成后应用于煤矿履带掘进机器人，以实现掘进机器人履带行驶结构的多自由度应变信号检测。同时，对所设计的应变采集卡进行温升模拟试验，旨在为掘进机器人履带行驶结构的可靠性分析及故障预测提供技术支撑。

1 应变采集卡设计

1.1　应变采集卡的电路设计

电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即在外力作用下待测物体发生机械变形，引起其上粘贴的电阻应变片的几何尺寸发生变化，从而导致应变片的电阻改变[14]。一般情况下，用于测量电阻变化量的电路为直流电桥，其基本结构如图1所示[15]。图中：Ue为激励电压，通常采用外接电源给电路供电；Uo为输出电压；R1、R2、R3和R4为电阻，根据测量需求，可将4个电阻中的1个或几个电阻替换为电阻应变片；I1为通过电阻R1和R2的电流；I2为通过电阻R3和R4的电流。

图1

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图1   直流电桥的基本结构

Fig.1   Basic structure of direct current bridge


根据图1，直流电桥的输出电压Uo可表示为：

Uo=I1R1-I2R4=R1R3-R2R4R1+R2R3+R4Ue

由式(1)可知，当R1R3=R2R4时，直流电桥的输出电压Uo=0 V。本文在设计应变采集卡的电路时，采用单臂电桥连接，即采用1个电阻应变片替代上述直流电桥中的1个电阻。假设替代的电阻为R1，其阻值变化量为ΔR，R2、R3、R4均为固定电阻，则直流电桥的输出电压Uo为：

Uo=R1+ΔRR1+ΔR+R2-R4R3+R4Ue

为简化计算，在设计电路时，常采用4个阻值相同的电阻，即R1=R2=R3=R4=R，则输出电压Uo为：

Uo=ΔR4R+2ΔRUe

通常情况下，ΔR≪R，故式(3)可简化为：

Uo≈ΔR4RUe=SgUe4ε

式中：Sg为电阻应变片的灵敏度系数，即单位应变的电阻变化率；ε为电阻丝的轴向相对变形量，即轴向应变。在激励电压Ue不变的条件下，输出电压Uo与轴向应变ε成正比。

1.2　应变采集卡的硬件设计

本文所设计的应变采集卡由4个模块组成，包括应变采集模块、信号发射模块、信号接收模块和电源模块。鉴于应变采集卡需内置集成在履带行驶结构的履带板上，考虑到安装空间的限制和数据传输特性，选择STM32F103C8T6芯片作为应变采集卡的核心控制器；应变采集模块选用LTC6652芯片；信号发射模块采用ZigBee无线通信协议，主芯片选择TI（Texas Instruments，德州仪器）公司生产的CC2530芯片，该芯片具有功耗低、集成度高和运行模式多等优点。该应变采集卡的工作原理如图2所示：将电阻应变片粘贴在待测物体表面，以采集应变信号；随后，信号发射模块基于无线传输方式将采集的应变信号发射至信号接收模块；信号接收模块接收到应变信号后，将其传输到上位机中，以进行数据处理。其中：应变采集模块和信号发射模块由电源模块供电，信号接收模块由上位机供电。

图2

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图2   应变采集卡工作原理

Fig.2   Working principle of strain acquisition card


应变采集卡的电路图如图3所示。其中，应变采集模块包含CH1、CH2、CH3和CH4四个应变采集通道，其整体尺寸为50 mm×30 mm×11 mm。信号发射模块的尺寸为32 mm×16 mm×2 mm，发射功率为4.5 dBm，最远传输距离为250 m。信号接收模块通过USB（universal serial bus，通用串行总线）接口与上位机直连，其尺寸为14 mm×8 mm×2 mm。电源模块包括电池和充电器两部分，其中电池选用型号为503048、额定电压为3.7 V、容量为1 000 mAh的聚合物锂电池，可充电循环使用。

图3

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图3   应变采集卡电路图

Fig.3   Circuit diagram of strain acquisition card


1.3　应变采集卡的软件设计

采用LabVIEW编写应变采集软件，并安装在上位机中。在应变采集软件中设置采样频率，最高为1 000 Hz；随后对应变采集软件进行初始化处理，以实现应变数据的初始清零。采集的应变信号在应变采集软件界面上显示并保存为CSV（comma-separated values，逗号分隔值）格式。同时，采集的应变数据按绝对时间保存，以实现与其他信号采集设备的同步性。

2 应变采集卡标定

为保证所设计的应变采集卡的准确性，须对其进行标定。本文以DH5902N坚固型数据采集分析系统（下文简称DH5902N）所采集的应变数据为标准来标定应变采集卡。同时，为了提高标定结果的准确性，提出了一种同步标定方法，即利用DH5902N和应变采集卡同时采集一次试验中产生的应变信号并进行标定，整个标定过程均在标定装置上完成。

2.1　标定装置设计

应变采集卡标定装置主要包括试样板和台架两部分，其中试样板的材质为45钢。如图4所示，试样板上方标号为1，2，…，5的5个圆孔与其下方的5个圆孔一一对应，每对圆孔的中心距均为188 mm；6号圆孔为挂钩螺栓安装的位置，用于悬挂重物。台架上加工2个定位孔，其中心距为188 mm，通过螺栓将试样板固定在台架上。

图4

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图4   应变采集卡标定装置

Fig.4   Strain acquisition card calibration device


如图5所示，在试样板表面粘贴2对应变片，应变片的型号为BE120-1AA，敏感栅尺寸为2.8 mm×2.0 mm；应变片1与1′以及应变片2与2′上下对称布置。以水平放置的试样板左下角为原点，水平方向为X向，垂直方向为Y向，建立直角坐标系。4个应变片粘贴位置的坐标如表1所示。在标定试验中，在挂钩螺栓上悬挂不同重物即可产生不同的应变，每次试验均能得到4个应变数据。将上下对称的应变片分别连接DH5902N和所设计的应变采集卡，即可实现同步标定。

图5

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图5   试样板上应变片的粘贴位置

Fig.5   Paste position of strain gauge on test template


表1   应变片粘贴位置的坐标

Table 1  Coordinate of paste position of strain gauge

应变片位置坐标/mm
XY
114729
1′14718
218729
2′18718

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2.2　应变片对称布置仿真

为验证同步标定方法的准确性，对试样板上施加不同外力时应变片1与1′以及应变片2与2′处的应变进行仿真与对比。利用SolidWorks软件建立应变采集卡标定装置的三维模型，并将其导入ANSYS软件以进行应变仿真。其中，试样板与台架采用摩擦接触类型，摩擦系数设为0.17；台架底面添加固定约束，试样板分别通过圆孔1，3，4，5固定在台架上。在挂钩螺栓处分别施加41.16 N和80.90 N的外力，其方向与地球表面的重力方向一致，共得到8组应变仿真结果。由于篇幅限制，只展示圆孔1处固定、施加41.16 N外力时的应变仿真结果，如图6所示。从图6中可以看出，4个应变片处的应变均为负值，这是因为应变片粘贴在试样板上表面，在施加外力后，上表面受压变形。此外，由于应变片2和2′距离挂钩螺栓较应变片1和1′近，其变形更严重，应变更大。鉴于所产生的应变极其微小，下文均统一用微应变（με）表示。

图6

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图6   试样板的应变仿真结果（圆孔1处固定、施加41.16 N外力）

Fig.6   Strain simulation result of test template (circular hole 1 fixed and applied with external force of 41.16 N)


试样板通过不同圆孔固定且挂钩螺栓处施加不同外力（41.16 N和80.90 N）时的应变仿真结果如表2所示。由表2可以看出，应变片1与1′处的微应变基本一致，最大误差出现在试样板固定在圆孔1处且施加80.90 N外力时，误差为0.03。应变片2与2′处的微应变也基本一致，最大误差同样出现在试样板固定在圆孔1处且施加80.90 N外力时，误差为0.07。仿真结果表明：在试样板表面上下对称处粘贴应变片，对称应变片处的应变基本相等，验证了同步标定方法的准确性。

表2   固定位置、施加外力不同时试样板的应变仿真结果

Table 2  Strain simulation results of test template under different fixed positions and applied external force

固定

位置

施加外力/N微应变
应变片1应变片1′应变片2应变片2′
圆孔141.16-16.67-16.67-25.30-25.27
80.90-19.27-19.30-49.77-49.70
圆孔341.16-14.24-14.24-25.52-25.54
80.90-27.76-27.76-49.54-49.59
圆孔441.16-14.56-14.56-22.78-22.76
80.90-27.95-27.96-44.00-44.03
圆孔541.16-12.52-12.52-16.83-16.85
80.90-23.46-23.46-32.21-32.25

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2.3　标定试验

2.3.1　应变采集卡CH1和CH2通道的标定

在标定试验开始前，将试样板上的应变片1和2与DH5902N的CH1和CH2通道相连，将应变片1′和2′与应变采集卡的CH1和CH2通道相连。在标定试验过程中，将试样板按圆孔1、圆孔3、圆孔4和圆孔5的顺序分别固定在台架上，每次固定后在挂钩螺栓处分别悬挂2个重物块，质量分别为4.200 kg和8.255 kg。在每一种质量下，重物块均重复悬挂3次，并取3次应变测量结果的平均值作为试验结果，如表3所示。表中：“/ ”表示应变采集卡在3次重复试验中所采集数据的偏差较大，不适合作为标定数据，未统计。

表3   应变采集卡CH1和CH2通道的标定试验测量数据

Table 3  Calibration test measurement data for CH1 and CH2 channels of strain acquisition card

固定位置悬挂质量/kg微应变
应变采集卡的CH1DH5902N的CH1应变采集卡的CH2DH5902N的CH2
圆孔14.200/-13.02-6.79-28.13
8.255-5.20-25.88-14.10-56.74
圆孔34.200-3.47-16.50-6.39-27.44
8.255-8.30-32.39-13.89-54.72
圆孔44.200-3.83-17.09-6.85-26.12
8.255-7.26-32.56-12.67-50.36
圆孔54.200-3.10-15.36/-21.44
8.255/-26.04-9.51-37.40

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2.3.2　应变采集卡CH3和CH4通道的标定

待CH1和CH2通道的标定试验结束后，将试样板上的应变片1和2与DH5902N的CH3和CH4通道相连，将应变片1′和2′与应变采集卡的CH3和CH4通道相连。重复上述标定试验步骤，得到CH3和CH4通道的标定试验测量数据，如表4所示。

表4   应变采集卡CH3和CH4通道的标定试验测量数据

Table 4  Calibration test measurement data for CH3 and CH4 channels of strain acquisition card

固定位置悬挂质量/kg微应变
应变采集卡的CH3DH5902N的CH3应变采集卡的CH4DH5902N的CH4
圆孔14.200-3.77-13.71-6.51-28.10
8.255-6.46-26.30-13.47-54.76
圆孔34.200-4.80-18.48-7.31-27.28
8.255-8.05-35.32-13.51-53.84
圆孔44.200/-18.64/-25.77
8.255-8.06-34.68-12.18-50.15
圆孔54.200/-17.06-5.39-21.11
8.255-7.37-33.73-8.33-37.84

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2.3.3　试样板应变对比

为验证DH5902N所采集数据的准确性，对表3所示的DH5902N采集的应变数据与仿真应变数据进行对比，结果如图7所示。由图7可知，DH5902N实际测得的应变与仿真得到的应变的变化趋势保持一致，但实测值比仿真值大。分析原因在于：在标定试验中，应变片通过长导线接入测量仪器，这势必会对直流电桥的平衡产生影响，而在仿真过程中这种影响并不存在[16]。

图7

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图7   DH5902N采集应变与仿真应变的对比

Fig.7   Comparison of acquired strain by DH5902N and simulated strain


2.3.4　采集卡通道灵敏度的确定

将应变采集卡的4个通道采集的应变数据分别记作x1、x2、x3和x4，DH5902N的4个通道采集的应变数据分别记作y1、y2、y3和y4。采用直线拟合方法对相应通道所采集的应变数据进行拟合，得到的拟合函数如表5所示。其中：决定系数R2=0~1，R2值越大，说明拟合效果越好。应变采集卡与DH5902N采集数据的拟合结果如图8所示。

表5   应变采集卡与DH5902N采集数据的拟合函数

Table 5  Fitting function of acquired data of strain acquisition card and DH5902N

通道拟合函数决定系数R2
CH1y1=3.640 x1-4.3940.949
CH2y2=3.886 x2-1.1610.994
CH3y3=5.129 x3+5.8850.998
CH4y4=4.015 x4-0.7580.978

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图8

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图8   应变采集卡与DH5902N采集数据的拟合结果

Fig.8   Fitting results of acquired data of strain acquisition card and DH5902N


将表5所示的拟合函数输入所设计的应变采集软件，以对应变采集卡进行标定，标定后应变采集卡直接显示拟合后的结果。再次使用DH5902N和应变采集卡对试样板的应变进行测量与对比，得到的结果如图9所示。由图9可以看出，在对应变采集卡进行标定后，应变采集卡与DH5902N所采集的微应变的最大误差为5。结果表明，标定后应变采集卡的准确性显著提高。

图9

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图9   标定后应变采集卡与DH5902N的采集数据对比

Fig.9   Comparison of acquired data by calibrated strain acquisition card and DH5902N


3 应变采集卡封装集成

为了更好地适应煤矿井下巷道的复杂环境[17]，将应变采集卡封装在履带行驶结构中的履带板上，以实现有效保护。将应变采集卡中的应变采集模块与信号发射模块衔接组合后，采用尼龙外壳对其进行封装。同时，在尼龙外壳与履带板之间增加尼龙夹板，以避免履带板与尼龙外壳直接接触。尼龙外壳、尼龙夹板与履带板采用螺栓连接。应变采集卡封装结构如图10所示。封装后尼龙外壳的热阻成为影响应变采集卡散热的主要因素，通过加入高导热材料来有效提升其散热能力[18]。此外，为保证应变采集卡可有效地将热量散发到空气中，在尼龙外壳处留4个散热孔。鉴于硅胶垫具有减振、散热性能好的优点，在尼龙外壳左右2个凹槽的四周和底面放置硅胶垫后，再将应变采集卡封装部分和电池分别放入两侧凹槽，并用环氧树脂胶对应变采集卡封装部分进行灌封，以起到保护敏感元件及抗振缓冲的作用。应变采集卡在履带行驶结构中的封装位置如图11所示。

图10

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图10   应变采集卡封装结构

1—尼龙外壳；2—尼龙夹板；3—履带板；4—螺母；

5—硅胶垫；6—环氧树脂胶；7—应变采集卡封装部分；

8—凹槽；9—电池；10—散热孔。

Fig.10   Strain acquisition card package structure


图11

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图11   应变采集卡在履带行驶结构中的封装位置

Fig.11   Package position of strain acquisition card in tracked traveling structure


4 应变采集卡热传导分析

封装后，应变采集卡的散热性能直接影响其内部芯片的工作性能、可靠性和使用成本[19]，故须对封装后的应变采集卡进行热传导分析。

应变采集卡的主要发热元件为芯片、电阻以及电容[20-21]，在散热仿真时应对这些元件的发热量进行计算。在本文所设计的应变采集卡中，高功率芯片有2个（LTC6652芯片和CC2530芯片），散热仿真时分别计算其功耗。电阻元件共有16个，阻值均为120 Ω，其中4个为电阻应变片，由于应变片粘贴在待测物体表面，位于封装结构之外，因此在散热仿真时无需计算其功耗。电容包括去耦电容和旁路电容两种，起抗干扰作用，将电路中所有电容等效为4个电容。最终测得应变采集卡的总功率为0.75 W，其各组件的功耗和发热量如表6所示。

表6   应变采集卡各组件的功耗和发热量

Table 6  Power consumption and heat generation of each component of strain acquisition card

组件数量/个使用温度范围/℃功耗/W发热量/(W/m3)
LTC6652芯片1-40~1250.016 21.20×106
CC2530芯片1-40~850.097 22.70×106
电阻12-55~1550.021 91.92×107
等效电容4-55~1550.069 16.07×107

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将应变采集卡封装结构的三维模型导入ANSYS软件以进行热传导分析。应变采集卡封装结构有限元模型的总节点数为1 442 314个，单元数为886 208个；设环境温度为22 ℃，空气对流系数为15 W/(m2·℃)，忽略辐射散热。仿真模拟煤矿井下实际工况，仿真时间为（7×24） h。通过有限元仿真得到应变采集卡的温度随时间的变化规律，如图12所示。分析图12可知，该应变采集卡在t=34.7 h时达到最高温度，为34.58 ℃，与环境温度相比，升高了12.58 ℃；在t=34.7—168.0 h阶段，应变采集卡的温度趋于稳定。为进一步观察应变采集卡达到最高温度时的温度分布情况，提取t=34.7 h的温度云图，如图13所示。

图12

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图12   应变采集卡的温度变化规律

Fig.12   Temperature variation rule of strain acquisition card


图13

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图13   t=34.7 h时应变采集卡的温度云图

Fig.13   Temperature cloud map of strain acquisition card at t=34.7 h


应变采集卡的使用温度范围由其芯片、电阻以及电容的使用温度范围决定。结合表6可知，应变采集卡的使用温度范围为-40~85 ℃，而仿真得到的最高温度仅为34.58 ℃，说明该封装方式下的应变采集卡可以正常使用。

5 结 论

针对煤矿履带掘进机器人在行进过程中难以获取其履带行驶结构动态载荷的问题，设计了一种四通道的内置式无线应变采集卡。同时，通过仿真与试验相结合的方式对所设计的应变采集卡进行了标定，并完成了封装集成与热传导分析。所得结论如下。

1）所设计的应变采集卡可同时采集4个通道的应变信号，其最高采样频率为1 000 Hz，发射功率为4.5 dBm，最远传输距离为250 m，能完成对履带行驶结构多自由度应变信号的检测。

2）通过直线拟合的方法确定了应变采集卡各通道的灵敏度系数，实现了应变采集卡的标定。标定后应变采集卡与DH5902N所采集的应变数据的最大误差不超过5×10-5。

3）应变采集卡封装后直接内嵌于履带行驶结构的履带板中，通过热传导有限元分析可知，该应变采集卡连续工作34.7 h后的最高温度达到34.58 ℃，之后趋于稳定，说明所设计的应变采集卡在封装后可以正常使用。

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