專利名稱：4通道動(dòng)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程地基礎(chǔ)質(zhì)量檢測中使用的一種測量儀器。它廣泛地應(yīng)用在工程地基處理，建筑物樁基質(zhì)量檢查，地震安全性評價(jià)，大型建筑物的抗震檢測，房屋自振等方面的物理參數(shù)的檢測。為建筑結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性提供可靠的依據(jù)。
目前代表國內(nèi)外先進(jìn)的動(dòng)測儀如PDA，F(xiàn)DP-204，RSM-24FD，RS1616K等，在動(dòng)態(tài)應(yīng)變參數(shù)測試過程中，自動(dòng)跟蹤范圍過窄，因而對應(yīng)變傳感器的平衡要求較高，所以，在測試過程中，必須人工調(diào)節(jié)才能測量，因而，增加了測量的復(fù)雜性，降低了測試效率。同時(shí)，這些動(dòng)測儀，采用多道獨(dú)立的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，增加了儀器的功耗，電路復(fù)雜，增加了儀器的不穩(wěn)定性。
鑒此，本實(shí)用新型的目的是針對上述動(dòng)測儀所存在的問題，提出了一種4通道動(dòng)測儀，本實(shí)用新型采用了應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器，循環(huán)浮點(diǎn)控制技術(shù)，應(yīng)變自動(dòng)跟蹤技術(shù)，多路轉(zhuǎn)移技術(shù)以及快速模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)以及計(jì)算機(jī)控制采集過程等技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)4通道，具有大范圍的應(yīng)變跟蹤能力，低功耗的高性能測試儀器，因而大大提高了測試工作的效率，提高了測試精度，降低了儀器功耗，同時(shí)使該儀器操作更簡便，成本也得到了大大的降低。
為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的4通道動(dòng)測儀的目的，本實(shí)用新型的特征在于它包括應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)，多路轉(zhuǎn)移器(3)，循環(huán)浮點(diǎn)控制器(4)，浮點(diǎn)放大器(5)，高精度，快速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)，邏輯控制器(7)，以及計(jì)算機(jī)控制采集器(8)，而且應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)中的控制端B1，一個(gè)模擬開關(guān)K1，一個(gè)電子電位器W1，一個(gè)比較器CMP1，二個(gè)基準(zhǔn)源V1+，V1-，一個(gè)脈沖產(chǎn)生器PS1，一個(gè)儀器放大器A1和一個(gè)運(yùn)算放大器A2，A2的一個(gè)反饋電阻R1和R2的一個(gè)輸入電阻R2，A2的一個(gè)反饋電容CF1和A2的一個(gè)積分電容CF2。
本實(shí)用新型的其它特征在于應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)中的控制端B1，使模擬開關(guān)K1閉合，應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)的電路變成由一個(gè)電子電位器W1，一個(gè)比較器CMP1，二個(gè)基準(zhǔn)源V1+，V1-，一個(gè)脈沖產(chǎn)生器PS1，一個(gè)儀器放大器A1和一個(gè)運(yùn)算放大器A2，A2的一個(gè)反饋電阻R1和A2的一個(gè)輸入電阻R2，A2的一個(gè)反饋電容CF1和A2的一個(gè)積分電容CF2構(gòu)成。
本實(shí)用新型的其它特征在于應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)中的控制端B1，使模擬開關(guān)K1斷開，應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)的電路變成由一個(gè)電子電位器W1，一個(gè)儀器放大器A1構(gòu)成。
本實(shí)用新型的其它特征在于循環(huán)浮點(diǎn)控制器(4)是由解碼器(4A)，通道控制器(4B)，階碼生成器(4C)，階碼發(fā)送器(4D)構(gòu)成。
本實(shí)用新型的其它特征在于浮點(diǎn)放大器(5)是由模擬開關(guān)(5A)，增益控制器(5B)，放大器(5C)，反饋網(wǎng)絡(luò)(5D)構(gòu)成。
本實(shí)用新型的其它特征在于邏輯控制器(7)是由時(shí)間控制器(7A)，指令接收器(7B)，指令產(chǎn)生器(7C)，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)(7D)，數(shù)據(jù)緩存器(7E)構(gòu)成。
本實(shí)用新型的其它特征在于多路轉(zhuǎn)換器(3)是由多路模擬開關(guān)(3A)，抗干擾器(3B)，高速緩沖器(3C)構(gòu)成。


圖1是本實(shí)用新型的4通道動(dòng)測儀基本原理圖。
圖2是本實(shí)用新型的應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器原理圖。
圖3是本實(shí)用新型的應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器K1閉合原理圖。
圖4是本實(shí)用新型的應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器K1斷開原理圖。
圖5是本實(shí)用新型的循環(huán)浮點(diǎn)控制器基本原理圖。
圖6是本實(shí)用新型的浮點(diǎn)放大器基本原理圖。
圖7是本實(shí)用新型的邏輯控制器基本原理圖。
圖8是本實(shí)用新型的多路轉(zhuǎn)換器基本原理圖。
參照圖1，圖2，圖3，圖4，圖5，圖6，圖7，圖8通過測量應(yīng)變參數(shù)的工作過程詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的實(shí)施經(jīng)過如下一臺(tái)具有4通道的動(dòng)測儀，可以同時(shí)測量4個(gè)不同位置的速度，加速度，應(yīng)變等參數(shù)，首先將4個(gè)應(yīng)變傳感器(1)放在4個(gè)不同的觀測點(diǎn)上，當(dāng)給計(jì)算機(jī)(8)設(shè)置好參數(shù)并開始觀測時(shí)，計(jì)算機(jī)(8)按固定的程序，通過邏輯控制器(7)發(fā)出指令，指令接收器(7B)按指令設(shè)置時(shí)間控制器(7A)發(fā)出的時(shí)間信號產(chǎn)生各種不同的控制信號，首先控制應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)中的B1，使K1閉合，當(dāng)應(yīng)變傳感器(1)不平衡時(shí)，由A1儀器放大器輸出的信號通過運(yùn)算放大器A2及A2的一個(gè)反饋電阻R1和A2的一個(gè)輸入電阻R2，A2的一個(gè)反饋電容CF1和A2的一個(gè)積分電容CF2產(chǎn)生的直流電平由比較器CMP1與二個(gè)基準(zhǔn)源V1+，V1-，進(jìn)行比較，從而控制脈沖產(chǎn)生器PS1產(chǎn)生的脈沖，當(dāng)A1輸出高于V1+時(shí)，比較器CMP1將PS1產(chǎn)生的調(diào)節(jié)脈沖注入電子電位器W1的R-端，使W1的電阻負(fù)向改變，從而使A1輸出下降，當(dāng)A1輸出低于V1-時(shí)，比較器CMP1將PS1產(chǎn)生的調(diào)節(jié)脈沖注入電子電位器W1和R+端，使W1的電阻正向改變，從而使A1輸出提高，因而使應(yīng)變傳感器(1)達(dá)到平衡。當(dāng)應(yīng)變傳感器(1)達(dá)到平衡后，指令產(chǎn)生器(7C)控制應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)中的B1，使K1斷開，電子電位器W1由于失去調(diào)節(jié)脈沖，從而保持在平衡位置，這時(shí)指令產(chǎn)生器(7C)使多路轉(zhuǎn)換器(3)按一定的時(shí)間順序選通4個(gè)通道，然后使高精度，快速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)由循環(huán)浮點(diǎn)控制器(4)中的解碼器(4A)解碼，通過階碼器(4C)產(chǎn)生階碼控制浮點(diǎn)放大器(5)中的模擬開關(guān)(5A)，使增益控制器(5B)，通過反饋網(wǎng)絡(luò)(5D)控制放大器(5C)。同時(shí)，指令產(chǎn)生器(7C)產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸指令使模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以及循環(huán)浮點(diǎn)控制器(4)產(chǎn)生的階碼通過通道控制器(4B)，階碼發(fā)送器(4D)送入數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)(7D)，并存入數(shù)據(jù)緩存器(7E)中。當(dāng)數(shù)據(jù)緩存器(7E)中的數(shù)據(jù)存滿后，通過邏輯控制器(7)發(fā)出指令，由計(jì)算機(jī)(8)將數(shù)據(jù)采入并顯示在屏幕上，同時(shí)存入磁盤。
本實(shí)用新型提高了測試工作的效率，提高了測試精度，同時(shí)使該儀器操作更簡便，降低了儀器功耗，成本也得到了大大的降低。
權(quán)利要求1，一種4通道動(dòng)測儀，其特征在于它包括應(yīng)用自動(dòng)跟蹤放大器(2)，多路轉(zhuǎn)換器(3)，循環(huán)浮點(diǎn)控制器(4)，浮點(diǎn)放大器(5)，循環(huán)浮點(diǎn)控制器(4)，浮點(diǎn)放大器(5)，快速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)，邏輯控制器(7)，計(jì)算機(jī)控制采集器(8)，應(yīng)用自動(dòng)跟蹤放大器(2)中的控制端B1，一個(gè)模擬開關(guān)K1，一個(gè)電子電位器W1，一個(gè)比較器CMP1，二個(gè)基準(zhǔn)源V1+，V1-，一個(gè)脈沖產(chǎn)生器PS1，一個(gè)儀器放大器A1和一個(gè)運(yùn)算放大器A2，A2的一個(gè)反饋電阻R1和A2的一個(gè)輸入電阻R2，A2的一個(gè)的饋電容CF1和A2的一個(gè)積分電容CF2。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的4通道動(dòng)測儀，其特征在于它包括應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)中的控制端B1，使模擬開關(guān)K1閉合，應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)的電路變成由一個(gè)電子是電位器W1，一個(gè)比較器CMP1，二個(gè)基準(zhǔn)源V1+，V1-，一個(gè)脈沖產(chǎn)生器PS1，一個(gè)儀器放大器A1和一個(gè)運(yùn)算放大器A2，A2的一個(gè)反饋電阻R1和A2的一個(gè)輸入電阻R2，A2的一個(gè)反饋電容CF1和A2的一個(gè)積分電容CF2構(gòu)成。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的4通道動(dòng)測儀，其特征在于它包括應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)中的控制器B1，使模擬開關(guān)K1斷開，應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器(2)的電路變成由一個(gè)電子電位器W1，一個(gè)儀器放大器A1構(gòu)成。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的4通道動(dòng)測儀，其特征在于循環(huán)浮點(diǎn)控制器(4)是由解碼器(4A)，通道控制器(4B)，階碼生成器(4C)，階碼發(fā)送器(4D)構(gòu)成。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的4通道動(dòng)測儀，其特征在于浮點(diǎn)放大器(5)是由模擬開關(guān)(5A)，增益控制器(5B)，放大器(5C)，反饋網(wǎng)絡(luò)(5D)構(gòu)成。
6，根據(jù)權(quán)利要求1所述的4通道動(dòng)測儀，其特征在于在邏輯控制器(7)是由時(shí)間控制器(7A)，指令接收器(7B)，指令產(chǎn)生器(7C)，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)(7D)，數(shù)據(jù)緩存器(7E)構(gòu)成。
7，根據(jù)權(quán)利要求1的述的4通道動(dòng)測儀，其特征在于多路轉(zhuǎn)換器(3)是由多路模擬開關(guān)(3A)，抗干擾器(3B)，高速緩沖器(3C)構(gòu)成。
專利摘要4通道動(dòng)測儀涉及工程地基礎(chǔ)質(zhì)量檢測中使用的一種測量儀器。本實(shí)用新型采用了循環(huán)浮點(diǎn)控制技術(shù),應(yīng)變自動(dòng)跟蹤放大器,多路轉(zhuǎn)移器,快速模數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換器以及計(jì)算機(jī)控制采集過程等技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)4通道,高性能測試儀器提高了測試工作的效率,提高了測試精度,降低了成本,儀器操作更簡便。它廣泛地應(yīng)用在工程地基處理,建筑樁物樁基質(zhì)量檢查,地震安全性評價(jià),大型建筑物的抗震檢測,房屋自振等方面的物理參數(shù)的檢測。為建筑結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性提供可靠的依據(jù)。
文檔編號G01M99/00GK2369241SQ98232248
公開日2000年3月15日 申請日期1998年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月24日
發(fā)明者鄧中華 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所