Computerschnittstellendesign der hydraulischen universellen Testmaschine

Hydraulische UniversaltestmaschineComputerschnittstellendesign
1 Designideen
Um die obige Funktion zu vervollständigen, sollte die Änderung der zu gemessenen Last zunächst in eine Änderung der elektrischen Menge umgewandelt werden, dh die Erfassung des Signals. Nachdem die elektrische Menge erhalten wurde, muss sie häufig verstärkt werden und dann in den Umwandlungskreis analog bis digital (a/d) eingefügt werden, um die analoge bis digitale Menge in die digitale Menge zu diskret. Diese digitalen Größen werden über bestimmte Grenzflächenschaltungen zum Computer verwendet, und das Abtastintervall, die Gesamtabtastzeit usw. werden verwendet, um das Abtastintervall zu steuern, und die entsprechenden Animationskurven und die reale Simulation werden gezeichnet.
2 Designprozess und Arbeitsprinzip
2.1 Sensordesign
Die Hauptfunktion dieses Teils der Komponenten besteht darin, die Umwandlung von nichtelektrischen in elektrische Größen zu vervollständigen. Die Struktur sollte nicht nur eine gewisse Genauigkeit des Designs benötigen, sondern auch so einfach wie möglich. Durch die Analyse wurde festgestellt, dass die Lastgröße in der hydraulischen universellen Testmaschine durch den Öldruck des hydraulischen Öls ausgedrückt werden kann. Daher kann der Druckmessmessmittel mit dem Öldruck in die Änderung des Widerstands des Dehnungsmessers und die Änderung des Widerstands in die Änderung der Spannung oder des Stroms durch die Weizensteinbrücke umwandeln, und dann die Verstärkung, Filterung und andere Verarbeitung können als Ausgangsleistung durchgeführt werden. Diese Lösung erfordert einen Zweig vom Arbeitszylinder oder bohrt den Zylinder, um den hydraulischen Sensor zu installieren. Eine andere Lösung besteht darin, die Last direkt auf dem Teststück basierend auf der Struktur des Universalprüfers zu finden, der zur Montage des Spannungssensors (Druck) geeignet ist. Auf diese Weise muss eine gewisse Drangstange getrennt werden, um einen Pull -Force -Sensor zu installieren. Beide oben genannten Lösungen müssen die ursprüngliche Maschinenstruktur ändern, der Transformationsprozess ist kompliziert und das Datum der Brückenausgangssammlung: Das elektrische Signal mit der Zugabe von Auge 1-ein-Valent muss verstärkt, gefiltert usw. Die entsprechende Schaltung ist relativ komplex und die Genauigkeit ist nicht leicht zu gewährleisten. Um eine einfachere und zuverlässigere Kraftmessmethode zu suchen, wurde die interne Strukturanalyse der Testmaschine durchgeführt. Die Untersuchung ergab, dass die an die Probe angelegte Last proportional zum Winkel der Pendelschwung in der Maschine ist, und das Stabelement, das die Pendelschwankungen zur Übersetzung der Achse drückt. Das heißt, die Verschiebung der Bewegung der Stabbaugruppe hängt linear mit der Last zusammen. Unter Verwendung der strukturellen Merkmale der Maschine wird das Problem der Messung der Größe der Last in das Problem der Messung der Verschiebung der Stabbaugruppe umgewandelt. In Anbetracht der Tatsache, dass die Bewegungsfrequenz dieses Teils niedrig ist, wird ein linearer Wicklung mit hoher Präzision linearer Widerstandswandler verwendet, um die Verschiebung zu messen. Dies ändert nicht die Struktur und den Arbeitszustand der ursprünglichen Maschine und der Ausrüstung, und der Ausgangswert ist groß genug. Die A/D -Umwandlung kann direkt ohne Verstärkung durchgeführt werden, wodurch die Schaltung einfach und der Fehler klein ist.
2.2 Auswahl des A/D -Wandlers und des peripheren Schaltungsdesigns
Dieser Teil des Schaltkreises diskret die oben erhaltenen analogen Spannungssignale in digitale Signale, um eine einfache Computeridentifizierung zu erhalten.
2.2.1 Auswahl und Eigenschaften des A/D -Wandlers Es gibt viele Arten von A/D -Konverter, unterschiedliche Leistungen und großartige Preisschwankungen. Nach seinem Konversionsprinzip ist es in eine binäre Steigungsmethode, die integrierte Methode, die parallele Vergleichsmethode, die Spannungsfrequenzumwandlungsmethode und die Sequenzvergleichsmethode unterteilt. Da dieses Experiment die geringe Anzahl von Datenkanälen messen muss und die erforderliche Umwandlungsrate nicht hoch ist. Unter Berücksichtigung der Faktoren wie einfachen peripheren Schaltkreise, guter Zuverlässigkeit, geringer Strombedarf und Wirtschaftlichkeit wird der ADC0809 -Chip ausgewählt. Es handelt sich um ein CMOS-Datenerfassungsgerät und ein 28-poliges Dual-in-Line-Paket. Es enthält nicht nur einen 8-Bit-Konverter aufeinanderfolgender Approximationskonverter, sondern bietet auch einen 8-Kanal-analogen Multi-Channel-Schalter und eine gemeinsame Adressierungslogik. Seine Hauptmerkmale sind: ① Verwenden Sie eine einzelne 5-V-Netzteil, wobei ein Arbeitstaktbereich IOKH2-1MH2 (typischer Wert ist 640 kHz); ② Die Auflösung beträgt 8-Bit-Binärcode mit 7-Bit-Genauigkeit, Nullabweichung und Fehler in vollem Umfang weniger als 0,51 SB, und es ist keine Kalibrierung erforderlich. ③ Es verfügt über eine 8-Kanal-Türverriegelungsschaltersteuerung, die direkt mit 8 analogen einendigen analogen Mengen herstellen kann. Die Chipstruktur ist in Abbildung 1 dargestellt, und der Prozess des aufeinanderfolgenden Vergleichs wird angewendet. Diese Vergleichsmethode wird weit verbreitet, und es werden viele A/D -Konvertierungschips auf diesem Prinzip durchgeführt. Es verwendet eine Reihe von Referenzspannungen (z. B. den Decodieren, der beim Wiegen des Gleichgewichts verwendet wird) und gibt die zu konvertierte Spannung [Waage -Objekte) ein, um festzustellen, ob jedes Bit der konvertierten Zahl 1 oder 0 Bit für Bit ist. Die Reihenfolge wird vom Hoch bis zum Tief festgelegt. Dies ist wie das Wiegen des Gleichgewichts und das Hinzufügen von Decodes einzeln von groß nach klein, bis das Gewicht des zusätzlichen Decodes das Gewicht des schweren Objekts ist.
2.2.2 Die Funktionen und Verarbeitung der ADC0809 -Stifte des peripheren Schaltungsdesigns sind wie folgt:
Der Kanal simuliert den Eingang und die Route wird durch drei Adressdecodierung von Adda, A DDS und DDC angeschlossen. AD DA, ein DDB, ein DDC: Analog -Kanalauswahladresssignal. Adda ist die niedrige Position und AddC ist die hohe Position. Wenn 000, ist der 0 -Kanal, das heißt u, o Arbeit. Da für dieses Experiment nur ein Kanal konvertiert werden muss, besteht nicht erforderlich, die Kanaladresse zu strotzen, sondern nur alle drei Adressen zu erden, dh nur die Eingabe von UP ist gültig. CL K: Das Takteingangssignalende. Da dieser Chip keine interne Uhr hat, wird die Uhr hinzugefügt. Nach seinen Frequenzanforderungen ist der Oszillator wie in Abbildung 2 gezeigt ausgelegt. Er verwendet die Nag -Gate -Schwingung, um ein quadratisches Wellenimpulssignal mit derselben Frequenz wie der Quarzkristall zu erzeugen. Die Frequenz beträgt 32 kHz, was den CLK -Taktanforderungen entspricht. EO C: Das Konvertierungsendsignal zeigt an, dass die A/D -Umwandlung endet. Senden Sie das Signal an den Computer, um es zu benachrichtigen, um die Daten zu lesen. Da die Frequenz des Eingangssignals niedrig ist, wird keine Abtast- und Haltungsschaltung eingerichtet.
2.3 Schnittstellen- und Programmsteuerung
Es gibt viele Kommunikationsmethoden für Computer, um digitale Signale zu erhalten. Sie können über die Expansion des Computer -Motherboards abgeschlossen werden, oder sie können verwendet werden, um parallele Schnittstellen und serielle Schnittstellen zu verwenden. Obwohl die Phase der Motherboard -Expansion ein umfassendes Signal hat und einfacher zu entwerfen ist, ist sie in der Vielseitigkeit schlecht. Sie müssen den Mainframe öffnen, um das Board zu installieren. Obwohl die Shenxing-Schnittstelle eine Fernkommunikation durchführen kann, ist sie langsam und erfordert, dass ein separater Kommunikationsadapter entworfen wird. Parallele Schnittstellen werden häufig verwendet, um eine Verbindung zu Extraktionsgeräten (z. B. Druckern) herzustellen. Es ist jedoch möglich, Daten zu extrahieren, indem der Computer über Software gesteuert wird. Dieses Experiment ist in der C -Sprache programmiert, und das Port -Control -Quellprogramm lautet wie folgt:
2.4 Schaltkreis riskante Steuerung
Es kann viele Interferenzen in der Schaltung geben, wie die Stromversorgung, Bodenrauschen, elektromagnetische Störungen usw. Wenn nicht ordnungsgemäß behandelt wird, wirkt sich dies unweigerlich auf die normale Arbeit aus. Die Verarbeitungsmethode lautet: ① Das elektrische Pfund wird vom Computer genommen und die Arbeitsspannung 5 V. In Anbetracht der Tatsache, dass die Spannung im Computer nicht sehr genau ist, wird die 12 -V -Spannung zur Regulierung der Spannung verwendet. Genauigkeit kann die Anforderungen erfüllen. Um das Stromversorgungsrauschen zu verringern, wird ein Elektrolytkondensator mit großer Kapazität zum vorderen Ende des LM7805 für die Niederfrequenzwellenkonstruktion gegeben, um die Pulsationskomponente zu verringern. Hochfrequenzfilterkondensatoren werden zwischen der Stromversorgung jedes Chips und dem Erdungsdraht hinzugefügt, wodurch die durch den Spikestrom verursachte Störungsstrom stark reduziert wird, die durch die vorübergehende Leitung und das Abschalten der Stromlast verursacht werden. ② Für die Kontrolle der Bodeninterferenz wird die Mehrpunkt-Erdungsmethode hauptsächlich verwendet. ③ Trennen Sie die Stromleitung von der Signallinie, schützen Sie die Datenlinie und minimieren Sie die Länge der Datenlinie, so dass die elektromagnetische Interferenz in einem sehr geringen Bereich gesteuert werden kann.
Häufig verwendete Computerdatenerfassungssysteme verwenden Motherboard -Expansionsstätten oder serielle Schnittstellen. Durch Experimente wurde festgestellt, dass die Verwendung des parallelen Ports eines Computers zur Datenerfassung vollständig machbar ist und Vorteile hat, dass andere Ports nicht übereinstimmen, nämlich einfache Linien, einfache Design, kleine Störungen, hohe Übertragungsrate, gute Anpflanzung usw. Dies ist von großer Bedeutung für die Untersuchung der Computerkontrolle von großer Bedeutung.http://www.hssdtest.com/