桥面设置防水层的目的是提高桥梁的耐久性。在防水层施工过程中，桥面处理不当或施工质量不合格都会导致防水层与混凝土桥面的粘结力下降。因此，在施工结束后必须对层间粘结性能进行检测，以便及时发现薄弱部位，并实施补强措施。本文结合实际的工程应用，研发了用于桥面防水材料和防水层质量检测并对实验数据进行实时采集处理、显示的系列仪器，包括防水层电动剪切仪、拉拔仪、撕裂仪。该系列仪器由机械系统和数据采集系统两部分构成。本论文简要说明了机械系统的结构以及工作过程，着重介绍了数据采集系统的开发与研制。 数据采集系统借鉴了智能仪器和虚拟仪器的特点，以MSP430单片机和USB(通用串行总线)技术为基础，提出了一种高速、实时的数据采集方案。重点介绍了数据采集卡硬件和软件的设计、USB驱动程序和上位机(PC机)应用程序的开发。其中数据采集卡的设计包括：电源模块、USB接口技术、步进电机驱动、A／D转换、信号调理、数字滤波、串口通信、数码管显示和抗干扰技术等。整个数据采集过程由上位机软件来控制，包括数据采集的开始、停止、实时显示、数据处理、存储和打印等。 防水层测试仪在投入使用后，数据采集系统的工作令人满意，能够为试验人员提供准确可靠的试验数据。最后，为了更好的提高数据采集系统的工作性能，本文还提出了几种改进方案供以后设计参考。