随着我国桥梁、大坝、隧道等重大基础工程的兴建,建筑物的结构健康监测变得越来越重要,如何有效地监测建筑物的质量、实现工程的安全预警成为了亟待解决的问题。振弦式传感器在结构健康监测中担任了非常重要的角色,是岩土工程载荷测量的首选传感器,其工作原理是将所受外界的载荷转化为频率信号,具有坚固耐用、传输距离远、输出信号稳定等优点。然而,振弦式传感器存在起振困难、响应信号微弱等问题,如何实现可靠地起振和快速准确地读取是本论文需要解决的问题。针对上述问题,论文以单线圈振弦式传感器为研究对象,设计了基于STM32单片机为主控芯片的信号采集系统,该系统实现了数据的自动采集、处理、存储、显示、传输等功能。论文主要工作如下:在硬件设计方面,本文设计的信号采集系统包含两部分:驱动模块和主控模块。驱动模块主要完成振弦式传感器的驱动工作,实现采集振弦式传感器频率信号所必须的激振过程和拾振过程,设计了激振电路、模拟切换电路、拾振电路、电源电路等。主控模块用来完成输出激励信号、读取响应信号、存储数据、传输数据等工作,主要由STM32单片机最小系统、实时时钟电路、电源电路、OLED显示模块、SD卡存储模块、ESP8266无线通信模块等组成。在软件设计方面,为提高激振信号的驱动能力,本文提出了一种基于低压扫频的改进型扫频方法,设计了初次激振和复激振的扫频方案,并采用传统频率计和等精度频率计两种方法读取响应信号。分析对比上述两种不同的测频方法,实现了快速准确地读取传感器的响应信号。该改进型扫频方法易于实现,便于单片机控制,在测量一些不易起振的振弦式传感器方面优势明显。在实验验证方面,利用Multisim软件完成了电路仿真,在确保电路准确的基础上完成PCB的设计、元器件的焊接、电路板的调试等工作,结合实际振弦式传感器完成实验验证工作。分析了单片机采集到的数据,并实时上传到云端,验证了信号采集系统的稳定性。实验结果表明本论文设计的信号采集系统驱动能力强、读取准确、稳定性好,具有较好的工程推广价值。