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(shí)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(hào)放大后送入Z80單板機(jī)接口，經(jīng)計(jì)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(shí)用新型的技術(shù)解決方案它主要由測量電橋、模擬信號(hào)放大、A／D轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)接口、計(jì)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(shí)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(jí))數(shù)據(jù)采集電路圖，它由555時(shí)基電路和Z80CTC組成。右下方圖為μs級(jí)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(shí)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(hào)放大、13是A／D轉(zhuǎn)換、14是計(jì)算機(jī)接口、15是計(jì)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(jí))數(shù)據(jù)采集電路是對(duì)現(xiàn)有的A／D轉(zhuǎn)換，計(jì)算機(jī)接口的改進(jìn)。它的電路連接關(guān)系是用555時(shí)基電路的輸出端3號(hào)腳與CTC的CLK(0)端相接，其輸入端5號(hào)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(hào)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(hào)。
以下結(jié)合附圖描述技術(shù)方案其中模擬信號(hào)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(jí)，作為放大器件?？墒箿y量誤差在±5με以下。其電原理圖見附圖2。計(jì)算機(jī)接口部分，我們利用兩個(gè)接口分別為μs級(jí)數(shù)據(jù)采集，和ms級(jí)數(shù)據(jù)采集。μs級(jí)數(shù)據(jù)采集通常用在變化很快的動(dòng)態(tài)應(yīng)變測量中，而ms級(jí)數(shù)據(jù)采集通常用在變化速度比較小的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的應(yīng)變測量中。其中μs級(jí)數(shù)據(jù)采集接口電原理圖見附圖2中的右下方圖。ms級(jí)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(jí)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(shí)基集成電路，它是用途極廣的精密定時(shí)器。如圖2右上方圖它是用555組成一個(gè)可調(diào)占空比的矩形波信號(hào)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(hào)加在時(shí)基電路的控制電壓端(圖3的5號(hào)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(hào)的占空比發(fā)生變化，時(shí)基電路(見附圖3)2號(hào)腳是觸發(fā)端，5號(hào)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(hào)的變化變成了信號(hào)發(fā)生器的矩形波的占空比的改變。這個(gè)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(hào)的驅(qū)動(dòng)性也非常好。然后我們將這個(gè)信號(hào)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(jì)數(shù)可中斷方式，CTC的0通道置為定時(shí)不可中斷，外上升沿觸發(fā)啟動(dòng)方式，CTC的1通道為可中斷計(jì)數(shù)方式。這樣我們將被測信號(hào)用單板機(jī)上晶振電路的振蕩周期作為基準(zhǔn)時(shí)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(jí)的時(shí)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(jì)算機(jī)處理部分，信號(hào)進(jìn)入接口后，計(jì)算機(jī)用對(duì)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(shí)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(gè)特點(diǎn)(1)重量輕、體積??；(2)智能化、功能強(qiáng)；(3)價(jià)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(diǎn)，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(jì)算機(jī)與計(jì)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(jì)算機(jī)接口采用了由555時(shí)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(shí)基電路的輸出端3號(hào)腳與CTC中的CLK(0)相接，555時(shí)基電路的輸入端5號(hào)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(hào)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(hào)。
專利摘要本實(shí)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(hào)放大、A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)接口、顯示打印等部分組成，其中A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)接口采用了由555時(shí)基電路和Z80CTC組成的16位以上數(shù)據(jù)采集電路，可在ms級(jí)的時(shí)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(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B7/16GK2058740SQ89205489
公開日1990年6月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:南京激華光電實(shí)業(yè)公司