專利名稱：材料沖擊試驗(yàn)機(jī)微機(jī)測控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種材料試驗(yàn)檢測設(shè)備。
當(dāng)前我國生產(chǎn)和使用的材料沖擊試驗(yàn)機(jī)，其測量系統(tǒng)都是機(jī)械標(biāo)盤式。使用時(shí)，需人工撥針，人工讀數(shù)，人工記錄。在這三個(gè)人工操作的環(huán)節(jié)中若有一個(gè)失誤(忘撥針；未對(duì)正指針而讀數(shù)不準(zhǔn)確；記錄時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤)，都會(huì)造成當(dāng)次試驗(yàn)的失敗，若試驗(yàn)樣品僅僅是一個(gè)，其損失則無法挽回。
本實(shí)用新型的目的在于要排除以上失誤和差錯(cuò)，改變現(xiàn)有的落后面貌，提供一套準(zhǔn)確無誤，制造容易，成本低廉，操作簡便的微機(jī)測控裝置。
本實(shí)用新型采用的方案是用線性變化光電軸角編碼器作為角度(能量)傳感器；用微機(jī)進(jìn)行測控；用數(shù)碼管顯示；用打印機(jī)打印出測試數(shù)據(jù)及其表格。該方是采取如下具體措施予以實(shí)現(xiàn)的在沖擊試驗(yàn)機(jī)的主軸部分，安裝具有彈性的機(jī)械聯(lián)軸節(jié)，聯(lián)軸節(jié)的另一端與光柵式光電軸角編碼器聯(lián)接，該編碼器通過法蘭盤固定在主機(jī)機(jī)體上。該編碼器可以將沖擊試驗(yàn)機(jī)主軸反映能量的線性變化信息，通過接口電路傳給微機(jī)處理，顯示和打印。同時(shí)，微機(jī)還可通過獲得的信息進(jìn)行分析，需要時(shí)還可通過接口電路和控制線控制主機(jī)完成舉擺和掛擺的動(dòng)作。
本實(shí)用新型的工作原理如下當(dāng)沖擊試驗(yàn)機(jī)擺錘和擺桿脫離掛鉤向下沖擊試樣時(shí)，主軸和撥針也隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)，彈性聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)編碼器軸隨主軸旋轉(zhuǎn)。編碼器將主軸轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，其電信號(hào)數(shù)值(碼值或脈沖數(shù)目)與軸的轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系。微機(jī)通過接口電路采集編碼器信號(hào)，當(dāng)正向行程(即沖擊行程)轉(zhuǎn)到頂點(diǎn)時(shí)，微機(jī)將最大值φ予以保留，并用公式“β＝φ－α”計(jì)算出β角(α為予揚(yáng)角)，進(jìn)而計(jì)算出能量與沖擊值。對(duì)類似JBZ－－300和JB30－－B等沖擊試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)反向行程(擺錘和擺桿靠貫性回?cái)[)時(shí)，微機(jī)進(jìn)行減計(jì)數(shù)，回?cái)[達(dá)到頂點(diǎn)時(shí)發(fā)出舉擺控制信號(hào)，經(jīng)過接口電路光電隔離，功率放大后驅(qū)動(dòng)主機(jī)原有的電器系統(tǒng)完成舉擺動(dòng)作。如附圖三所示舉擺控制信號(hào)接口電路主要由光電耦合器U2、功放級(jí)U1和相應(yīng)的匹配電阻、電纜所組成。當(dāng)微機(jī)發(fā)出舉擺信號(hào)時(shí)，I／O接口的PA1為高電平，U2導(dǎo)通，U1導(dǎo)通，進(jìn)而使主機(jī)電器箱中繼電器1J導(dǎo)通，此時(shí)離合器吸合，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)舉擺。
如附圖(三)所示本實(shí)用新型設(shè)有1.沖擊按鈕保險(xiǎn)電路，主要由與非門U4光電隔離雙向可控硅U3，雙向可控硅U5和相應(yīng)的匹配電阻、電容所組成。當(dāng)微機(jī)處于測量和打印行程時(shí)，微機(jī)發(fā)出沖擊封鎖信號(hào)使沖擊按鈕處于被封鎖狀態(tài)，I／O接口之PA2處于高電平，U4輸出低電平，U3截止，U5截止，沖擊控制回路被截?cái)?，從而達(dá)到保護(hù)目的；2.打印機(jī)控制電路，當(dāng)選擇開關(guān)K接通＋5V端時(shí)，PA3處于高電平，微機(jī)查詢得知數(shù)據(jù)需要打印，同時(shí)打印機(jī)被接通電源；3.編碼器信號(hào)電路，主要是通過接口電路I／O口的PA4和PA5將編碼器信號(hào)引入微機(jī)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1.能量顯示和打印精度比現(xiàn)有的機(jī)械標(biāo)盤式有明顯的提高，甚至連指針摩擦力引起的能量變化(0.2J)也能精確地顯式出來；2.抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好，重復(fù)測量精度高；3.能自動(dòng)控制測量和記錄過程，避免了現(xiàn)有人工操作可能引起的失誤，提高了數(shù)據(jù)可信度；4.可用鍵盤輸入年、月、日及樣品截面積、樣品數(shù)量等參數(shù)，使其打印的數(shù)據(jù)表格規(guī)范化，避免了現(xiàn)有人工抄數(shù)和記錄的失誤；5.可連續(xù)自動(dòng)測試樣品數(shù)99個(gè)或更多，可通過軟件設(shè)計(jì)來確定任何所需數(shù)量；6.能通過鍵盤檢查和改變內(nèi)存內(nèi)容，檢查程序運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問題；7.制造簡單、價(jià)格低廉，操作容易，有利普及，不但可用于新產(chǎn)品的更新?lián)Q代，還可用于對(duì)現(xiàn)有的老產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)改造；8.本實(shí)用新型稍加修改或不用修改即可擴(kuò)展用于其它材料試驗(yàn)機(jī)。


附圖(一)為本裝置與沖擊試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1.機(jī)械彈性聯(lián)軸節(jié)；2.發(fā)蘭盤；3.線性光電軸角編碼器；4.電纜；5.接口電路；6.微機(jī)；7.顯示器；8.打印機(jī)；9.控制信號(hào)電纜；10.電源；11.沖擊機(jī)電器柜；12.擺錘；13.擺桿；14.撥針；15.標(biāo)盤；16.主軸。
附圖(二)為彈性聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)圖，其中21.鎖緊螺母；22.螺釘；23.彈簧；24與25.鋼球；26.撥叉；27.撥桿。
附圖(三)為電路原理圖，其中A.微機(jī)；B.編碼器電路；C.去向打印機(jī)。
實(shí)施例本實(shí)用新型試驗(yàn)用1.微機(jī)是TP801單板機(jī)，其中包括CPU，CTC，I／O并行接口。應(yīng)有足夠的ROM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器約4K)和RAM(固定＜只讀＞存儲(chǔ)器約2K)；2.編碼器是2400對(duì)線光柵式光電軸角編碼器；3.用一般國產(chǎn)數(shù)碼管即可顯示，也可用液晶；4.打印機(jī)用GP16型即可。
權(quán)利要求1.一種材料沖擊試驗(yàn)機(jī)測控裝置，其特征在于在沖擊試驗(yàn)機(jī)的主軸部分，安裝有具彈性的機(jī)械聯(lián)軸節(jié)，聯(lián)軸節(jié)的另一端與光柵式光電軸角編碼器聯(lián)接，該編碼器可以將沖擊試驗(yàn)機(jī)主軸反映能量的線性變化信息，通過接口電路傳給微機(jī)處理后顯示和打印。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測控裝置，其特征在于編碼器光柵圓盤刻線為等間隔分布并通過法蘭盤固定在主機(jī)機(jī)體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測控裝置，其特征是微機(jī)測控系統(tǒng)(如附圖三)中的光電藕合器U2中二極管正極與微機(jī)接口PA1相連接，負(fù)極與R6連接，二支工作電極分別與R5和R4連接；光電隔離可控硅U3中二極管正極與U4連接，負(fù)極與R11連接，一支工作電極與R8連接，另一支工作電極與U5控制極和R9連接；雙向可控硅U5一支工作電極與R6、R7和開關(guān)連接，另一支工作電極與R9，電容和繼電器GD1連接。
專利摘要一種可以使現(xiàn)有標(biāo)盤式材料試驗(yàn)機(jī)更新?lián)Q代或進(jìn)行技術(shù)改造的微機(jī)測控裝置，其結(jié)構(gòu)特征為，在沖擊試驗(yàn)機(jī)的主軸部分安裝具有彈性的機(jī)械聯(lián)軸節(jié)，聯(lián)軸節(jié)的另一端與光柵式光電軸角編碼器聯(lián)接，該編碼器可以將沖擊試驗(yàn)機(jī)主軸反映能量的線性變化信息通過接口電路傳給微機(jī)處理后顯示和打印。
文檔編號(hào)G01N3/02GK2063639SQ89212920
公開日1990年10月10日 申請(qǐng)日期1989年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月18日
發(fā)明者張春彥 申請(qǐng)人:張春彥