随着航空工业对结构安全性能要求的日益增高，结构健康监测技术成为了目前国内外研究领域的热点。其中，基于结构中弹性波传播的结构健康监测技术应用最为广泛，因为弹性波在结构中传播范围广且对结构损伤敏感。然而，目前结构健康监测技术主要集中于实验室验证阶段，能够用于工程实际环境的结构健康监测系统较少，特别是在对系统质量与规模有严格要求的航空领域。为了将结构健康监测技术应用到实用工程中，本课题设计了一种基于PXI平台的健康监测系统，该系统利用了布置在结构中的压电传感器/驱动器阵列，集成了基于USB总线的多通道切换器、基于PCI总线的多通道电荷放大器板卡、高速数字采集卡和高速信号发生卡。最终结合了结构健康监测的算法，在航空结构中常见的加筋壁板结构上完成了冲击和损伤的定位成像演示。本文的主要工作在健康监测系统的硬件设计上。首先，针对健康监测系统中所选用的传感器和驱动器进行了分析，通过推导测量电路的特性，提出了需要设计的电荷放大器指标；其次，针对拟定的指标设计了用于压电材料传感信号放大的电荷放大器；然后，结合了健康监测技术中的损伤定位方案，设计了系统需要的多通道切换器，选择了合适的数字采集卡与信号发生卡，完成了基于PXI平台的健康监测系统；最后，为了验证系统的功能与稳定性，本文根据健康监测技术中常用的冲击、损伤定位方法，编写了用于演示的软件程序，并在模拟飞机壁板结构的试验件中进行了主动损伤定位于被动冲击定位的演示实验，实验结果表明，该系统能够准确地实现损伤与冲击位置的定位，设计的硬件具有良好的稳定性和较强的实用功能，满足实际工程的应用要求。