專利名稱：智能化應(yīng)變測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所要給出的是一種采用數(shù)字化、智能化應(yīng)變測量技術(shù)而研制成功的智能化應(yīng)變測試儀。屬于電子測量儀器技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)，采用的是電流表讀數(shù)、光線示波器記錄，并且儀器均由晶體管、電子管和機(jī)械光學(xué)部件組成，故它們體積大、重量重、非智能化。
本實用新型的目的是克服上述存在的問題，提出一種具有智能功能的應(yīng)變測試儀，它是采用高精度運(yùn)算放大器將應(yīng)變電橋的模擬信號放大后送入Z80單板機(jī)接口，經(jīng)計算機(jī)處理后數(shù)字顯示并用微型打印機(jī)打印出數(shù)據(jù)和圖形。
本實用新型的技術(shù)解決方案它主要由測量電橋、模擬信號放大、A／D轉(zhuǎn)換、計算機(jī)接口、計算機(jī)(單板機(jī))處理包括數(shù)字顯示和打印等部分組成。
附

圖1是本實用新型的工作框圖。
附圖2是電原理圖，其中的左方圖為測量電橋和模擬放大器電原理圖，右上方圖是16位以上(ms級)數(shù)據(jù)采集電路圖，它由555時基電路和Z80CTC組成。右下方圖為μs級數(shù)據(jù)采集電路圖該圖中的ADC0809是常規(guī)的轉(zhuǎn)換器。
附圖3是555時基電路內(nèi)部電原理圖。
附圖1中的11是測量電橋、12是模擬信號放大、13是A／D轉(zhuǎn)換、14是計算機(jī)接口、15是計算機(jī)(Z80單板機(jī))、16是數(shù)字顯示、17是微型打印機(jī)。
16位以上(ms級)數(shù)據(jù)采集電路是對現(xiàn)有的A／D轉(zhuǎn)換，計算機(jī)接口的改進(jìn)。它的電路連接關(guān)系是用555時基電路的輸出端3號腳與CTC的CLK(0)端相接，其輸入端5號腳與測量電橋和模擬放大器的輸出端相接，CTC中的CLK(0)端與CLK(3)端相接，作為CTC的信號輸入端，其中的CTO端與CLK(1)端相接作為測量的標(biāo)準(zhǔn)度量信號。
以下結(jié)合附圖描述技術(shù)方案其中模擬信號放大部分，我們采用ZF402高精度正負(fù)穩(wěn)壓電源組件為模擬放大電路的電源；用失調(diào)電壓溫度漂移2VIo＝3μv／℃的FC54運(yùn)算放大器兩級，作為放大器件。可使測量誤差在±5με以下。其電原理圖見附圖2。計算機(jī)接口部分，我們利用兩個接口分別為μs級數(shù)據(jù)采集，和ms級數(shù)據(jù)采集。μs級數(shù)據(jù)采集通常用在變化很快的動態(tài)應(yīng)變測量中，而ms級數(shù)據(jù)采集通常用在變化速度比較小的動態(tài)或靜態(tài)的應(yīng)變測量中。其中μs級數(shù)據(jù)采集接口電原理圖見附圖2中的右下方圖。ms級高精度數(shù)據(jù)采集電原理圖見附圖2中的右上方圖。ms級高精度數(shù)據(jù)采集電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分采用的555時基集成電路，它是用途極廣的精密定時器。如圖2右上方圖它是用555組成一個可調(diào)占空比的矩形波信號發(fā)生器。把由測量電橋輸出的經(jīng)運(yùn)算放大器放大的電壓信號加在時基電路的控制電壓端(圖3的5號腳)，由于電橋電壓的變化而引起的觸發(fā)電壓的變化，進(jìn)而使輸出信號的占空比發(fā)生變化，時基電路(見附圖3)2號腳是觸發(fā)端，5號腳電壓的改變能引起上、下觸發(fā)電平的改變。
通過以上的電路，我們將測量電橋的模擬信號的變化變成了信號發(fā)生器的矩形波的占空比的改變。這個矩形波非常標(biāo)準(zhǔn)，沒有任何雜波，并且隨測量橋的輸出電壓變化非常靈敏，輸出信號的驅(qū)動性也非常好。然后我們將這個信號送入Z80CTC的3通道和0通道、見圖2。用軟件將圖2中的CTC的3通道設(shè)置為計數(shù)可中斷方式，CTC的0通道置為定時不可中斷，外上升沿觸發(fā)啟動方式，CTC的1通道為可中斷計數(shù)方式。這樣我們將被測信號用單板機(jī)上晶振電路的振蕩周期作為基準(zhǔn)時間單位，通過CTC將它直接量化。由于0通道的輸出脈沖Δt＝8μs(Δt還可以更小)，所以在ms級的時間內(nèi)我們可以采集到16位以上的數(shù)據(jù)，完成高精度測量。計算機(jī)處理部分，信號進(jìn)入接口后，計算機(jī)用對接口編程的方法建立用8位數(shù)據(jù)總線的CPU與各接口的聯(lián)系方法。我們將各種數(shù)據(jù)采集程序，數(shù)據(jù)處理程序和顯示，打印等程序固化在EPROM中。并用功能鍵進(jìn)行測量控制，可以數(shù)字顯示或通過專配的微型打印機(jī)打出結(jié)果。我們還將數(shù)據(jù)處理程序引入到RAM中，用戶可以根據(jù)自己的需要編出數(shù)據(jù)處理程序。
本實用新型由于采用了集成電路和微型打印機(jī)，本儀器有以下幾個特點(1)重量輕、體積小；(2)智能化、功能強(qiáng)；(3)價格低。另外由于采用了微型打印機(jī)，一改過去那種光線示波器用感光材料記錄的缺點，僅用普通紙就可記錄圖形和數(shù)據(jù)了。
權(quán)利要求1.一種主要由測量電橋、模擬放大器、A/D轉(zhuǎn)換、計算機(jī)與計算機(jī)接口、數(shù)字顯示及打印機(jī)等組成的智能化應(yīng)變測試儀，其特征是A/D轉(zhuǎn)換、計算機(jī)接口采用了由555時基電路和Z80CTC組成的16位以上數(shù)據(jù)采集電路，該電路的連接關(guān)系是555時基電路的輸出端3號腳與CTC中的CLK(0)相接，555時基電路的輸入端5號腳與測量電橋、模擬放大器輸出端相接，CTC中的CLK(0)端與CLK(3)端相接作為CTC的信號輸入端，CTC中的CT0端與CLK(1)端相接作為測量的標(biāo)準(zhǔn)度量信號。
專利摘要本實用新型給出的是一種采用數(shù)字化、智能化應(yīng)變測量技術(shù)而研制成功的智能化應(yīng)變測試儀。主要由測量電橋、模擬信號放大、A/D轉(zhuǎn)換、計算機(jī)與計算機(jī)接口、顯示打印等部分組成，其中A/D轉(zhuǎn)換、計算機(jī)接口采用了由555時基電路和Z80CTC組成的16位以上數(shù)據(jù)采集電路，可在ms級的時間內(nèi)采集到16位以上的數(shù)據(jù)，完成高精度測量。具有體積小、重量輕、智能化、功能強(qiáng)、價格低等優(yōu)點。
文檔編號G01B7/16GK2058740SQ89205489
公開日1990年6月27日 申請日期1989年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月4日
發(fā)明者譚南寧 申請人:南京激華光電實業(yè)公司