電子儀器設計產製
一、關鍵挑戰Challenge
1. 現地試驗與監測工作為瞭解工址狀況、確保土木工程運作正常以及災害警示最重要之方法，國內近年來由於極端氣候之影響，例如八八水災以及蘇花公路土石流等災害頻傳，許多工程建設之安全問題逐漸受到重視，無論是新建工程或既有之公共工程建設，安全監測已成為不可或缺之項目。
2. 但土木工程監測相關之電子技術發展十分緩慢，主要由於土木監測產品市場較小，土木業界對電子產業較陌生，且工程監測對穩定性之要求遠較民生消費電子產品為高，具設計能力之廠商不願輕易投入。
3. 中興工程顧問社本著提高國內土木工程技術之宗旨，於2006年起，即投入土木工程電子設備設計及產製技術之研究，該系列研究計畫之目的，即以評估適用於土木工程監測與試驗之電子工程技術為主軸，導入並掌握切實可行之電子技術，進一步開發相關電子設備，期能藉之提升國內土木工程監測技術之層次。
4. 地工監測用電子設備，傳統以來大量採用類比訊號傳輸，集中式訊號轉換及儲存的方式，其缺點為造價高昂以及精度及傳輸距離受限等，本研究採用單晶片微控制器及數位傳輸技術，並自行設計電路、撰寫韌體，完全掌握產製技術，使產品具有彈性調整及應用之能力。
二、關鍵技術特色
單晶片微控制器技術係於一個小型積體電路內，整合入記憶體、運算器以及週邊通訊模組等資源，藉由撰寫韌體程式，控制與其連接的各週邊感測器之運作。利用微控制器開發電子儀器具有以下特色：
1. 電路設計、製作、韌體及監控程式撰寫均完全掌握，具廣大應用彈性。
2. 利用最新型電子元件如高解析類比數位轉換、微機電感測器(MEMS)等，大幅提高量測精度。
3. 韌體進行判釋，即時回饋控制(測讀頻率、啟動警示、應變裝置)。
4. 利用低耗能省電技術，控制設備之平均耗電在uA等級，可在有限電源供應下，大幅延長儀器之使用時間。
5. 可為特定用途設計最適合之專用儀器，不必遷就市售品。
6. 與無線模組或商用數據網路結合，提供遠端監控及警示功能數位傳輸。
三、成果Result
1. 客製化監測系統之研製：
A. 隧道背水壓監測系統：採用有線數位傳輸系統，共包括7個監測斷面，最遠監測距離2.5公里，25個感測器。
B. 山區地下水水壓監測系統：13處監測點，每處兩個水壓計，記讀頻率10分鐘一次，採用遠距無線傳輸技術，每日回傳資料一次，並採用省電技術，電池可持續使用三個月以上，並可依水壓變化即時回傳資料。
2. 創新試驗方法與技術：
A. 雙封塞水力試驗設備：包括孔內加壓設備、地面控制設備及測讀系統三部分，量測頻率每秒一次，精度提升為約七萬分之一。
B. 雙環入滲試驗設備：具回饋控制能力，可長時間無人自動控制並記讀。
3. 傳統地工試驗設備之改良：主要以提升量測精度，降低所需人力為主要開發方向，已完成現地平鈑載重試驗、三軸無圍壓縮試驗等試驗設備之改良。
四、與其他核心技術關連性
1. 監測系統規劃設計
2. 試驗設備改良
五、重要發表文獻
1. 王天佑、王峻德、楊黃政、盧三彥、高憲彰，“地工無線監測設備開發技術之研究”，中興工程季刊第106期，2010/1
