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一种材料试验机测控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种材料试验机测控系统，包括测控主机、中央处理器、无线射频收发模块一、无线射频收发模块二、光电隔离器一、光电隔离器二、用于检测材料试验机相关工作参数的传感器单元、与中央处理器相接的存储器和看门狗电路以及与测控主机相接的通信服务器、LCD显示器和打印机。本实用新型电路简单高效，数据传输实时性好。工作利用无线通信技术和传感器技术实现了试验数据的实时自动采集、分析、处理和对执行机构的自动控制，有效解决了现有测控系统接线繁琐，投入和维护费用高，系统可扩展性和移动性能差等问题。
【专利说明】一种材料试验机测控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及材料测试【技术领域】，尤其是涉及一种材料试验机测控系统。
【背景技术】
[0002]材料科学是工业和制造业的基础，一切工业制造都要以材料科学为前提。而各种新材料、新产品的开发都离不开材料性能的测试。在材料学科的发展中，为了探索和研究新型金属、合金、化合物、高分子材料和复合材料的机械性能，需要用材料试验机等仪器在各种复杂的环境下(如高温、低温、高压和腐蚀介质等)进行精确的试验。只有在了解了材料的力学性能后才能设计和制造出合理、可靠的产品，而电子万能材料试验机是材料力学性能测试的平台，因此对材料科学的研究和发展具有重要的意义。
[0003]现有的材料试验机测控系统不断向自动化和信息化发展，但它们的处理器和上位机之间通常采用PCI总线接口或USB接口进行有线通信，这在一定程度上导致了系统接线繁琐，投入和维护费用高，系统可扩展性和移动性能差等问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种材料试验机测控系统，工作利用无线通信技术和传感器技术实现了试验数据的实时自动采集、分析、处理和对执行机构的自动控制，保证了测试精度的同时大大降低了投入和维护费用。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种材料试验机测控系统，其特征在于:包括测控主机、中央处理器、无线射频收发模块一、无线射频收发模块二、光电隔离器一、光电隔离器二、用于检测材料试验机相关工作参数的传感器单元、与中央处理器相接的存储器和看门狗电路以及与测控主机相接的通信服务器、LCD显示器和打印机；所述中央处理器和通信服务器分别与无线射频收发模块一和无线射频收发模块二相接，所述无线射频收发模块一和无线射频收发模块二无线连接，所述材料试验机包括基座、试件夹具、丝杠、横梁和通过精密减速器带动所述丝杠驱动所述横梁上下移动的电机，所述中央处理器和电机之间连接有用于驱动电机工作的伺服驱动器，所述传感器单元包括固定在所述基座上用于采集所述材料试验机拉伸材料时的拉伸力的负荷传感器、位于丝杠顶端用于采集所述横梁上升的位移量的位移传感器和安装在所述试件夹具上用于采集被试验材料的变形量的变形传感器，所述负荷传感器与光电隔离器一相接，所述位移传感器和变形传感器均与光电隔离器二相接、所述光电隔离器一与中央处理器之间连接有信号调理电路，所述光电隔离器二与中央处理器之间连接有数据采集器，所述信号调理电路包括依次连接的放大电路、滤波电路和A/D转换电路。
[0006]上述一种材料试验机测控系统，其特征是:所述中央处理器为TMS320F2812型DSP。
[0007]上述一种材料试验机测控系统，其特征是:所述数据采集器为可编程逻辑器件CPLD。[0008]上述一种材料试验机测控系统，其特征是:所述负荷传感器为应变片电桥式传感器。
[0009]上述一种材料试验机测控系统，其特征是:所述位移传感器和变形传感器均为增量式光电编码器。
[0010]上述一种材料试验机测控系统，其特征是:所述光电隔离器一和光电隔离器二均为 TLP521-1。
[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:电路简单高效，数据传输实时性好。工作利用无线通信技术和传感器技术实现了试验数据的实时自动采集、分析、处理和对执行机构的自动控制，有效解决了现有测控系统接线繁琐，投入和维护费用高，系统可扩展性和移动性能差等问题。
[0012]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0014]附图标记说明:
[0015]I 一测控主机；2—中央处理器； 3—无线射频收发模块一；
[0016]4 一无线射频收发模块二；5—存储器；
[0017]6一看门狗电路；7—通/[目服务器；8 —LCD显不器；
[0018]9一打印机；`10 —电机；11 一伺服驱动器；
[0019]12—负荷传感器； 13—位移传感器； 14 一变形传感器；
[0020]15—光电隔离器一；16—光电隔离器二； 17—信号调理电路；
[0021]18—数据采集器。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，本实用新型包括测控主机1、中央处理器2、无线射频收发模块一3、无线射频收发模块二 4、光电隔离器一 15、光电隔离器二 16、用于检测材料试验机相关工作参数的传感器单元、与中央处理器2相接的存储器5和看门狗电路6以及与测控主机I相接的通信服务器7、IXD显示器8和打印机9 ;所述中央处理器2和通信服务器7分别与无线射频收发模块一 3和无线射频收发模块二 4相接，所述无线射频收发模块一 3和无线射频收发模块二 4无线连接，所述材料试验机包括基座、试件夹具、丝杠、横梁和通过精密减速器带动所述丝杠驱动所述横梁上下移动的电机10，所述中央处理器2和电机10之间连接有用于驱动电机10工作的伺服驱动器11，所述传感器单元包括固定在所述基座上用于采集所述材料试验机拉伸材料时的拉伸力的负荷传感器12、位于丝杠顶端用于采集所述横梁上升的位移量的位移传感器13和安装在所述试件夹具上用于采集被试验材料的变形量的变形传感器14，所述负荷传感器12与光电隔离器一 15相接，所述位移传感器13和变形传感器14均与光电隔离器二 16相接、所述光电隔离器一 15与中央处理器2之间连接有信号调理电路17，所述光电隔离器二 16与中央处理器2之间连接有数据采集器18，所述信号调理电路17包括依次连接的放大电路、滤波电路和A/D转换电路。
[0023]本实施例中，所述中央处理器2为TMS320F2812型DSP。[0024]本实施例中，所述数据采集器18为可编程逻辑器件CPLD。
[0025]本实施例中，所述负荷传感器12为应变片电桥式传感器。
[0026]本实施例中，所述位移传感器13和变形传感器14均为增量式光电编码器。
[0027]本实施例中，所述光电隔离器一 15和光电隔离器二 16均为TLP521-1。
[0028]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种材料试验机测控系统，其特征在于:包括测控主机(I)、中央处理器(2)、无线射频收发模块一(3)、无线射频收发模块二(4)、光电隔离器一(15)、光电隔离器二(16)、用于检测材料试验机相关工作参数的传感器单元、与中央处理器(2)相接的存储器(5)和看门狗电路(6)以及与测控主机(I)相接的通信服务器(7)、IXD显示器(8)和打印机(9);所述中央处理器(2)和通信服务器(7)分别与无线射频收发模块一(3)和无线射频收发模块二(4)相接，所述无线射频收发模块一(3)和无线射频收发模块二(4)无线连接，所述材料试验机包括基座、试件夹具、丝杠、横梁和通过精密减速器带动所述丝杠驱动所述横梁上下移动的电机(10)，所述中央处理器(2)和电机(10)之间连接有用于驱动电机(10)工作的伺服驱动器(11)，所述传感器单元包括固定在所述基座上用于采集所述材料试验机拉伸材料时的拉伸力的负荷传感器(12)、位于丝杠顶端用于采集所述横梁上升的位移量的位移传感器(13)和安装在所述试件夹具上用于采集被试验材料的变形量的变形传感器(14)，所述负荷传感器(12)与光电隔离器一(15)相接，所述位移传感器(13)和变形传感器(14)均与光电隔离器二(16)相接、所述光电隔离器一(15)与中央处理器(2)之间连接有信号调理电路(17)，所述光电隔离器二(16)与中央处理器(2)之间连接有数据采集器(18)，所述信号调理电路(17 )包括依次连接的放大电路、滤波电路和A/D转换电路。
2.按照权利要求1所述的一种材料试验机测控系统，其特征在于:所述中央处理器(2)为 TMS320F2812 型 DSP。
3.按照权利要求1或2所述的一种材料试验机测控系统，其特征在于:所述数据采集器(18)为可编程逻辑器件CPLD。
4.按照权利要求1或2所述的一种材料试验机测控系统，其特征在于:所述负荷传感器(12)为应变片电桥式传感器。
5.按照权利要求1或2所述的一种材料试验机测控系统，其特征在于:所述位移传感器(13)和变形传感器(14)均为增量式光电编码器。
6.按照权利要求1或2所述的一种材料试验机测控系统，其特征在于:所述光电隔离器一(15)和光电隔离器二(16)均为TLP521-1。
【文档编号】G01N3/00GK203643235SQ201320733745
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月17日 优先权日:2013年11月17日
【发明者】王明静 申请人:西安科技大学