本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)的扭矩扳手動(dòng)態(tài)智能檢定系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

扭矩扳手又叫扭力扳手、力矩扳手、扭矩可調(diào)扳手，是扳手的一種。按動(dòng)力源可分為：電動(dòng)力矩扳手、氣動(dòng)力矩扳手、液壓力矩扳手及手動(dòng)力矩扳手；該裝置可監(jiān)控?cái)Q緊螺紋緊固件過程中的扭矩值，去除人為感知力值的不穩(wěn)定因素，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。但長期使用，會(huì)使扳手的誤差增大，此時(shí)就需要對其進(jìn)行校驗(yàn)和調(diào)整；同時(shí)，扭矩扳手在出廠之前，也需要經(jīng)過檢測和標(biāo)定，才能確保自身的準(zhǔn)確性。

現(xiàn)有技術(shù)中用于檢定扭矩扳手的裝置類型比較單一，多為靜態(tài)扭矩檢定，結(jié)果輸出單一，不能實(shí)時(shí)監(jiān)控扭矩扳手的輸出力值，同時(shí)等螺絲固定后再靜態(tài)檢定可能會(huì)對已擰緊的螺絲造成不可預(yù)知的影響；其次，現(xiàn)有動(dòng)態(tài)扭矩檢定多使用PLC等控制器，處理速度慢，采樣頻率低，用戶交互性差。再者，現(xiàn)有設(shè)備體積較大，笨重，可移動(dòng)性差。

同時(shí)，現(xiàn)有的檢定都是一對一檢定，并不能實(shí)現(xiàn)分布式的多方同時(shí)檢定，以及多方多終端的檢定結(jié)構(gòu)的信息傳輸。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的檢定扭矩扳手的裝置存在輸出結(jié)果單一、處理速度慢、采樣頻率低、用戶交互性差、無法同時(shí)進(jìn)行多個(gè)地點(diǎn)或者終端處的檢定的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)的扭矩扳手動(dòng)態(tài)智能檢定系統(tǒng)及方法，本發(fā)明采用分布式的組網(wǎng)架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)分布式的多方同時(shí)檢定，同時(shí)能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的信息采集與傳輸，同時(shí)，利用中央處理器將扭矩扳手的輸出力矩實(shí)時(shí)顯示，并繪制實(shí)時(shí)曲線，可以動(dòng)態(tài)的觀看力矩變化。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)的扭矩扳手動(dòng)態(tài)智能檢定系統(tǒng)，包括檢定終端、通信網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)，每個(gè)檢定終端通過通信網(wǎng)絡(luò)同時(shí)連接上位機(jī)，并且通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互；

所述通信網(wǎng)絡(luò)為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括多個(gè)互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)連接若干個(gè)檢定終端，且每個(gè)檢定終端均至少包括力矩采集單元、信號(hào)處理單元和處理器，其中：

所述力矩采集單元采集扳手的力矩信號(hào)，將力矩信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，并將模擬電壓信號(hào)傳輸至信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元將模擬電壓信號(hào)放大后轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，并傳輸給處理器，所述處理器根據(jù)數(shù)字電壓信號(hào)與當(dāng)時(shí)傳感器施加的標(biāo)準(zhǔn)力矩對傳感器進(jìn)行標(biāo)定，得到該傳感器的靈敏度，結(jié)合標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，再根據(jù)由標(biāo)準(zhǔn)力矩確定下來的傳感器靈敏度，結(jié)合采集到的實(shí)時(shí)數(shù)字電壓信號(hào)，通過插值算法得到實(shí)時(shí)力矩；

所述上位機(jī)提取每個(gè)檢定終端的力矩?cái)?shù)據(jù)與檢定結(jié)果，進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記動(dòng)作和集中管理、統(tǒng)籌運(yùn)作，實(shí)時(shí)顯示以及存儲(chǔ)力矩?cái)?shù)據(jù)與檢定結(jié)果，通過中央處理機(jī)制，通過通信網(wǎng)絡(luò)同時(shí)檢測各檢定終端的運(yùn)行狀況。

所說信號(hào)處理單元包含信號(hào)放大電路和ADC采樣芯片，信號(hào)放大電路將模擬電壓信號(hào)放大后傳輸給ADC采樣芯片，所述ADC采樣芯片將放大后的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，并將數(shù)字電壓信號(hào)傳輸給處理器電路。

所述標(biāo)準(zhǔn)扭矩扳手施加一定的力矩到力矩采集單元，然后記錄施加該力時(shí)，獲取的電壓值與該力的比值，即為靈敏度。

所述處理器包括FPGA，F(xiàn)PGA通過SPI接口對ADC采樣芯片進(jìn)行配置，控制ADC芯片的采樣速度及存儲(chǔ)位置。

所述處理器還包括ARM處理器，F(xiàn)PGA通過SPI接口接收ADC芯片輸出的數(shù)字電壓信號(hào)，并保存在內(nèi)存中，ARM處理器根據(jù)內(nèi)存中的電壓數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波算法，把濾波后的電壓數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中，作為原始數(shù)據(jù)。

ARM處理器先從內(nèi)存中獲取數(shù)字電壓信號(hào)的數(shù)值，然后轉(zhuǎn)換成實(shí)際的電壓值；然后，使用牛頓插值的多項(xiàng)式，計(jì)算出實(shí)時(shí)力矩，存儲(chǔ)到內(nèi)存中，作為原始數(shù)據(jù)。同時(shí)采用像素對應(yīng)來過濾實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，過濾后的點(diǎn)成為坐標(biāo)點(diǎn)，放在向量中，用于繪制實(shí)時(shí)曲線，顯示在LCD液晶屏上。

進(jìn)一步的，所述FPGA根據(jù)SPI接口中的CS片選信號(hào)控制一個(gè)ADC芯片的工作與否，其中CS片選信號(hào)為低電平時(shí)ADC芯片工作，反之不工作。

所述ARM處理器內(nèi)置Linux操作系統(tǒng)，讀取內(nèi)存中的原始電壓數(shù)據(jù)，并獲取數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)定信息，通過牛頓差值算法，計(jì)算出實(shí)時(shí)力矩，并將結(jié)果以及實(shí)時(shí)曲線輸出到LCD液晶屏控制電路。標(biāo)定會(huì)得到牛頓插值算法所需的插值節(jié)點(diǎn)，然后推導(dǎo)出牛頓插值的多項(xiàng)式(f(x))，然后采集到的電壓信號(hào)經(jīng)過f(x)轉(zhuǎn)換成力矩(即F＝f(x))。

牛頓差值算法的基本原理為利用函數(shù)f(x)在某區(qū)間中若干點(diǎn)的函數(shù)值，作出適當(dāng)?shù)奶囟ê瘮?shù)，在這些點(diǎn)上取已知值，在區(qū)間的其他點(diǎn)上用這特定函數(shù)的值作為函數(shù)f(x)的近似值，利用牛頓差值算法能夠更好適應(yīng)插值節(jié)點(diǎn)增減。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的工作原理的基礎(chǔ)上，將牛頓差值算法根據(jù)不同應(yīng)用場合的不同，替換為其他差值算法，如拉格朗日插值算法。

所述ARM處理器與LCD液晶屏控制電路、觸摸屏控制電路、USB電路、SD卡電路、以太網(wǎng)口電路、串口電路及實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路相連。

進(jìn)一步的，所述LCD液晶屏控制器電路，可驅(qū)動(dòng)24位LCD液晶屏，可外接LCD液晶屏將采集的數(shù)據(jù)、信息實(shí)時(shí)顯示在屏幕上；同時(shí)可以控制LCD液晶屏的背光燈亮度；

進(jìn)一步的，所述觸摸屏控制電路有兩路，一路支持四線電阻屏接入，另一路支持六線電容屏接入，與用戶交互更直接和便捷；

進(jìn)一步的，所述USB接口電路為USB_HOST電路，包括接口，所述接口的VBUS端分兩路，一路接供電電源，另一路通過電容接地，所述接口的正極端及負(fù)極端分別分為三路，一路通過電阻接地，另一路通過保護(hù)芯片接地，第三路路接至處理器。

進(jìn)一步的，所述以太網(wǎng)口電路包括RJ45電路及千兆以太網(wǎng)電路，所述千兆以太網(wǎng)電路包括以太網(wǎng)控制芯片，以太網(wǎng)控制芯片與核心控制器相連，以太網(wǎng)控制芯片的RD正極端及負(fù)極端、TD正極端及負(fù)極端分別連接至網(wǎng)絡(luò)變壓器，網(wǎng)絡(luò)變壓器接至相應(yīng)的接口。

進(jìn)一步的，所述串口電路即為一路RS232電路，包括串口芯片，所述串口芯片與處理器相應(yīng)的端口相連，所述串口芯片的T1OUT端、R1IN端、T2OUT端、R2IN端分別通過相串聯(lián)的電阻及二極管接地。

進(jìn)一步的，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的VDD端分三路，一路通過二極管接至供電電源端，一路通過相串聯(lián)的二極管、電阻及電池接地，第三路通過相并聯(lián)的電容及極性電容接地；所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片SDA端及SCL端分別通過各自對應(yīng)的電阻接至供電電源端且實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片SDA端及SCL端分別與處理器相連。

進(jìn)一步的,每個(gè)子系統(tǒng)均有多個(gè)力矩采集單元，可外接多個(gè)傳感器，所有子系統(tǒng)可以同步采集、同步處理。同樣的，單個(gè)子系統(tǒng)可能包含多個(gè)采集通道。

所述處理器可以累積比較設(shè)定時(shí)間內(nèi)的力矩值，輸出峰值，同時(shí)輸出實(shí)時(shí)曲線，并記錄每次采樣的力矩峰值，同時(shí)，本發(fā)明可以在得到力矩信息后進(jìn)行如下的功能延伸：

(1)頻譜分析功能，選取一段采集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行頻譜分析，輸出頻譜分析圖；

(2)SPC生產(chǎn)過程統(tǒng)計(jì)功能：對生產(chǎn)過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對產(chǎn)生的異常波動(dòng)及時(shí)提醒。

基于上述系統(tǒng)的檢定方法，包括以下步驟：

(1)在各個(gè)檢定終端使用標(biāo)準(zhǔn)扭矩扳手輸出確定力到力矩采集單元，記錄相應(yīng)確定力所對應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)，計(jì)算傳感器的靈敏度，同時(shí)記錄到數(shù)據(jù)庫中，與確定的傳感器一一對應(yīng)，加上其靈敏度以及標(biāo)識(shí)信息成為一個(gè)傳感器通道；

(2)選擇根據(jù)要檢定的扳手力矩選擇對應(yīng)的標(biāo)定數(shù)據(jù)，設(shè)置各個(gè)檢定終端的觸發(fā)閾值、峰值保持、峰值持續(xù)時(shí)間以及采樣次數(shù)；

(3)利用力矩采集單元對采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣，對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、濾波，利用牛頓差值算法計(jì)算出對應(yīng)力矩，形成實(shí)時(shí)力矩曲線；

(4)各個(gè)檢定終端將相應(yīng)的峰值曲線、采樣記錄與檢定結(jié)果通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給上位機(jī)。

由于電氣動(dòng)扳手有自身的力矩輸出規(guī)格，比如一只輸出力矩為100N.m的電動(dòng)扳手；然后，認(rèn)定其合格的標(biāo)準(zhǔn)就是其能正常輸出大于100N.m的力矩。這種檢定方法應(yīng)該是一致認(rèn)可的，而實(shí)現(xiàn)這樣的檢定標(biāo)準(zhǔn)的手段不同，可以通過微型計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)檢定。

靜態(tài)檢定是對已處于擰緊狀態(tài)的螺紋緊固件繼續(xù)擰緊且螺紋旋合面之間剛剛發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)摩擦扭矩的采集與檢定。

動(dòng)態(tài)檢定是在擰緊螺栓的同時(shí)使用傳感器測量峰值力矩；

動(dòng)態(tài)檢定相較于靜態(tài)檢定更能實(shí)時(shí)檢測擰緊的過程，還原真是的擰緊數(shù)據(jù)；而靜態(tài)檢定在第二次擰緊時(shí)就破環(huán)了之前的擰緊狀態(tài)，在一些需要確定扭矩的情況下并不適合。統(tǒng)計(jì)表明，在硬鏈接結(jié)構(gòu)中，靜態(tài)扭矩一般高于動(dòng)態(tài)扭矩。

在電氣動(dòng)扳手行業(yè)，扳手扭矩輸出一般變動(dòng)劇烈，為沖擊類型，更需要實(shí)時(shí)捕捉扭矩或扭矩峰值，因此動(dòng)態(tài)檢定的方法更好一些。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明為動(dòng)態(tài)檢定過程，避免了現(xiàn)有技術(shù)中靜態(tài)扭矩檢定不能實(shí)時(shí)監(jiān)控扭矩扳手的輸出力值，同時(shí)等螺絲固定后再靜態(tài)檢定可能會(huì)對已擰緊的螺絲造成不可預(yù)知的影響的問題；

(2)本發(fā)明采用FPGA+ARM的處理器，集合了FPGA的數(shù)據(jù)并行處理能力以及ARM的通用性，即可以高速的采集力矩信號(hào)，也能快速的處理信號(hào)，提高采樣頻率，增強(qiáng)了用戶交互性；

(3)本發(fā)明的采樣頻率可到500K/秒，有效位數(shù)有18位，精度極高；能識(shí)別力值中極細(xì)微的變化，不易受到環(huán)境變化的影響。

(4)本發(fā)明還配備全中文顯示的LCD液晶屏，能實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，并配備電容觸摸屏，可操作性更強(qiáng)。本發(fā)明還支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，USB數(shù)據(jù)傳輸，SD卡讀寫等功能，無需連接計(jì)算機(jī)，就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳與分享；同時(shí)可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SD卡中，有效的解決了不能存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的問題；

(5)本發(fā)明的檢定終端為分布式架構(gòu)，且能夠?qū)崿F(xiàn)分布式的多方同時(shí)檢定，同時(shí)通過星形架構(gòu)能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的信息采集與傳輸；

(6)本發(fā)明通過上位機(jī)的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和分享，可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SD卡中，有效的解決了不能存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的問題。同時(shí)可以把每天的檢定記錄由數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出到U盤，方便管理數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以作為員工的工作量考核。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的顯示屏電路示意圖；

圖2為本發(fā)明的電源外圍電路圖示意圖；

圖3為本發(fā)明USBHost接口電路圖的示意圖；

圖4為本發(fā)明的SD卡電路圖；

圖5為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；

圖6為本發(fā)明的流程示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

如圖5所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)的扭矩扳手動(dòng)態(tài)智能檢定系統(tǒng)，包括多個(gè)分布式布設(shè)的檢定終端，每個(gè)檢定終端通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)彼此連接，同時(shí)連接上位機(jī)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)連接有多個(gè)檢定終端，所述通信網(wǎng)絡(luò)為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使檢定終端構(gòu)成星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)檢定終端均至少包括力矩采集單元、信號(hào)處理單元和處理器，每個(gè)檢定終端通過通信網(wǎng)絡(luò)同時(shí)連接上位機(jī)，并且通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互，檢定終端分布與各個(gè)檢定實(shí)驗(yàn)地區(qū)。其中：

力矩采集單元，用于實(shí)施采集扳手的力矩信號(hào)，將力矩信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，并將模擬電壓信號(hào)傳輸至信號(hào)處理單元；

信號(hào)處理單元包含信號(hào)放大電路和ADC采樣芯片，信號(hào)放大電路將模擬電壓信號(hào)放大后傳輸給ADC采樣芯片；

ADC采樣芯片將放大后的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，并將數(shù)字電壓信號(hào)傳輸給處理器電路；

處理器電路對收到的數(shù)字電壓信號(hào)保存至內(nèi)存中。處理器電路根據(jù)內(nèi)存中的電壓數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波算法后進(jìn)行傳感器標(biāo)定和扳手動(dòng)態(tài)檢定；

傳感器標(biāo)定是由標(biāo)準(zhǔn)扭矩扳手施加一定的力矩到力矩采集單元，然后記錄施加該力時(shí)，獲取的電壓值與該力的比值，即為靈敏度，并記錄到數(shù)據(jù)庫中；

扳手動(dòng)態(tài)檢定是根據(jù)標(biāo)定得來的靈敏度以及實(shí)時(shí)采集到的電壓數(shù)據(jù)，通過牛頓差值算法得到實(shí)時(shí)力矩；然后，累積比較一定時(shí)間內(nèi)的力矩值，輸出峰值，同時(shí)輸出實(shí)時(shí)曲線，并把每次采樣的力矩峰值記錄到數(shù)據(jù)庫中。

進(jìn)一步的，在力矩采集單元中，實(shí)時(shí)采集力矩信號(hào)，轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，并傳輸至信號(hào)處理單元。

進(jìn)一步的，信號(hào)處理單元中，對模擬電壓信號(hào)進(jìn)行放大，并通過ADC芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號(hào)，數(shù)字電壓信號(hào)進(jìn)一步傳輸?shù)教幚砥麟娐罚?/p>

進(jìn)一步的，所述處理器電路包括FPGA及ARM處理器，F(xiàn)PGA通過SPI接口對ADC采樣芯片進(jìn)行配置，控制ADC芯片的采樣速度及存儲(chǔ)位置；

進(jìn)一步的，F(xiàn)PGA通過SPI接口接收ADC芯片輸出的數(shù)字電壓信號(hào)，并保存在內(nèi)存中，ARM處理器根據(jù)內(nèi)存中的電壓數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波算法，把濾波后的電壓數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中，作為原始數(shù)據(jù)；

進(jìn)一步的，ARM處理器內(nèi)置Linux操作系統(tǒng)，會(huì)讀取內(nèi)存中的原始電壓數(shù)據(jù)，并獲取數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)定信息，通過牛頓差值算法，計(jì)算出實(shí)時(shí)力矩，并將結(jié)果以及實(shí)時(shí)曲線輸出到LCD液晶屏控制電路。

進(jìn)一步的，處理器FPGA根據(jù)SPI接口中的CS片選信號(hào)控制一個(gè)ADC芯片的工作與否，其中CS片選信號(hào)為低電平時(shí)ADC芯片工作，反之不工作。

進(jìn)一步的，所述處理器電路還與LCD液晶屏控制電路、觸摸屏控制電路、USB電路、SD卡電路如圖4所示，、以太網(wǎng)口電路、串口電路及實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路相連；

進(jìn)一步的，所述LCD液晶屏控制器電路，可驅(qū)動(dòng)24位LCD液晶屏，可外接LCD液晶屏將采集的數(shù)據(jù)、信息實(shí)時(shí)顯示在屏幕上；同時(shí)可以控制LCD液晶屏的背光燈亮度；

進(jìn)一步的，所述觸摸屏控制電路有兩路，一路支持四線電阻屏接入，另一路支持六線電容屏接入，與用戶交互跟直接和便捷；

進(jìn)一步的，如圖3所示，所述USB接口電路為USB_HOST電路，包括接口，所述接口的VBUS端分兩路，一路接供電電源，另一路通過電容接地，所述接口的正極端及負(fù)極端分別分為三路，一路通過電阻接地，另一路通過保護(hù)芯片接地，第三路路接至處理器。

進(jìn)一步的，所述以太網(wǎng)口電路包括RJ45電路及千兆以太網(wǎng)電路，所述千兆以太網(wǎng)電路包括以太網(wǎng)控制芯片，以太網(wǎng)控制芯片與核心控制器相連，以太網(wǎng)控制芯片的RD正極端及負(fù)極端、TD正極端及負(fù)極端分別連接至網(wǎng)絡(luò)變壓器，網(wǎng)絡(luò)變壓器接至相應(yīng)的接口。

進(jìn)一步的，所述串口電路即為一路RS232電路，包括串口芯片，所述串口芯片與處理器相應(yīng)的端口相連，所述串口芯片的T1OUT端、R1IN端、T2OUT端、R2IN端分別通過相串聯(lián)的電阻及二極管接地。用于調(diào)試。

進(jìn)一步的，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片的VDD端分三路，一路通過二極管接至供電電源端，一路通過相串聯(lián)的二極管、電阻及電池接地，第三路通過相并聯(lián)的電容及極性電容接地；所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片SDA端及SCL端分別通過各自對應(yīng)的電阻接至供電電源端且實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片SDA端及SCL端分別與處理器相連。

扳手輸出的力矩通過扭矩傳感器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)，模擬電壓信號(hào)經(jīng)過放大后，通過ADC芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)(即電信號(hào))通過SPI接口傳輸給FPGA。特別地，本發(fā)明設(shè)計(jì)高速ADC芯片的SPI接口中的CS片選信號(hào)控制一個(gè)ADC芯片的工作與否，其中CS片選信號(hào)為高電平時(shí)ADC芯片工作，反之不工作。

FPGA對收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行初步處理，并將其按照一定的邏輯存儲(chǔ)到內(nèi)存顆粒DDR3中并提供給ARM處理器每個(gè)數(shù)據(jù)的地址，ARM處理器會(huì)根據(jù)這些地址提取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)對其進(jìn)行處理，本發(fā)明采用濾波算法對內(nèi)存中的力矩?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波，然后使用牛頓插值算法識(shí)別和處理內(nèi)存中的力矩?cái)?shù)據(jù)，識(shí)別和計(jì)算得出的結(jié)果，將通過C3輸出。同時(shí)，通過C4接收用戶操作。

C3為LCD液晶屏控制電路，本發(fā)明使用linux LCD驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)LCD屏，通過RGB888接口可將計(jì)算結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在LCD液晶屏上。

處理器包括殼體、主板、顯示模塊、觸摸模塊，主板包括處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)器和相應(yīng)的外圍電路，主板連接顯示模塊和觸摸模塊。

主板包括：集成FPGA+ARM處理器的系統(tǒng)級(jí)處理器芯片、DDR3內(nèi)存顆粒、由NAND FLASH芯片和可選的可擴(kuò)展存儲(chǔ)器TF卡組成的存儲(chǔ)器、ADC芯片、USB接口、網(wǎng)絡(luò)接口和主板上相應(yīng)的外圍電路。

主板上相應(yīng)的外圍電路，包括ADC采樣電路C1，處理器芯片(FPGA+ARM處理器)外圍電路C2、LCD顯示電路C3、觸摸屏電路C4，USB接口電路C5、SD卡電路C6、以太網(wǎng)口電路C7、串口電路C8及實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路C9。其中，C3用于實(shí)時(shí)顯示測試數(shù)據(jù)，C4用于接收用戶操作，C3、C4共同完成與用戶的交互。C5可接U盤，C6可插SD卡，C7用于連接互聯(lián)網(wǎng)，C8用于調(diào)試，C9用于掉電時(shí)間保持。

處理器芯片上搭載linux 3.17.0操作系統(tǒng)，其外圍電路C2與上述C1、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9相連，通過相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)對上述相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制。其中ADC驅(qū)動(dòng)為自主開發(fā)，通過linux驅(qū)動(dòng)程序通過對FPGA的SPI接口進(jìn)行配置，進(jìn)而FPGA的SPI接口會(huì)相應(yīng)控制ADC芯片。其他接口皆是linux標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

顯示模塊為一個(gè)7寸LCD液晶屏，24bit圖像數(shù)據(jù)；觸摸模塊為一個(gè)7寸電容觸摸屏，集成在顯示板上。顯示板獨(dú)立，與主板使用fpc-50pin排線連接。采用全中文顯示界面，實(shí)時(shí)顯示采樣得到的力矩值，并顯示實(shí)時(shí)曲線，以及設(shè)置時(shí)間內(nèi)的峰值。同時(shí)還可以配合觸摸屏對曲線進(jìn)行縮放和移動(dòng)，也可以獲取曲線上的點(diǎn)的值，并記錄到數(shù)據(jù)庫中。

其一種實(shí)施方式的顯示屏電路如圖1所示。

具體的檢定過程，包括：

步驟一：標(biāo)定傳感器：

1.1使用標(biāo)準(zhǔn)扭矩扳手輸出確定力到力矩采集單元；

1.2記錄相應(yīng)確定力所對應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)；

1.3電壓比力矩即為該傳感器的靈敏度，記錄不同采樣點(diǎn)的靈敏度到數(shù)據(jù)庫；

步驟二：相關(guān)參數(shù)設(shè)置：

2.1選擇根據(jù)要檢定的扳手力矩選擇對應(yīng)的傳感器標(biāo)定的數(shù)據(jù)；

2.2設(shè)置觸發(fā)閾值、峰值保持、峰值持續(xù)時(shí)間、采樣次數(shù)等參數(shù)

步驟三：動(dòng)態(tài)檢定：

3.1利用力矩采集單元對采樣點(diǎn)進(jìn)行采樣；

3.2采樣點(diǎn)力矩信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳遞到內(nèi)存；

3.3ARM處理器從相應(yīng)內(nèi)存中讀取數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過濾波算法后，使用牛頓差值算法計(jì)算出對應(yīng)力矩，然后通過LCD輸出實(shí)時(shí)值、一定時(shí)間的峰值以及采樣曲線，并保存每次采樣的峰值形成采樣記錄。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。