專利名稱:多用測試儀的制作方法
本實用新型發(fā)明涉及一種用于拖拉機或工程機械試驗多功能智能化測試儀器。
以往在作拖拉機或其它工程機械的試驗中均是需要較多人力，對各種指標進行分別測量。勞動強度大，測量精度低，難以滿足多參數(shù)同步測量的要求。七十年代中期，在我國先后出現(xiàn)了采用分立元件晶體管為主的及以集成電路器件為主的具有簡單數(shù)據(jù)運算的綜合測試儀。如中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院和華東電子儀器廠共同研制的NZS－1農(nóng)機綜合測試儀等。但上述研制成果有的使用局限性大、性能不夠完善，有的價格較高不利于推廣。進入八十年代，國內(nèi)個別科研單位及廠家也在研制采用微處理器新技術(shù)的多功能測試儀。但總的來看均存在著通用性不好，個別技術(shù)指標不高等問題。同時，在國外市場上還未見到比較完善的隨車綜合測試裝置。
本實用新型發(fā)明的任務在于提供了一種以微處理器及其相應接口器件為主，采用高精度集成運放、V／F變換、計數(shù)時基電路、顯示電路、以Z－80CPu為核心的處理器及控制單元等現(xiàn)代化新技術(shù)，形成一種小型便攜式多功能的測試儀。該測試儀的特點在于多用性強。不僅用于拖拉機的試驗，還可用于如汽車等工程機械的試驗。用于拖拉機牽引性能試驗時，配上相應傳感器，并通過面板上撥碼開關(guān)預置各輸入量的當量系數(shù)，可直接讀出牽引力、小時耗油量、前進速度、轉(zhuǎn)速、應變力。并且由以上測量值同時算出繪制拖拉機牽引性能曲線所必需的牽引功率、耗油率和打滑率。上述各數(shù)據(jù)可以通過面板上的LED顯示器顯示或外接打印機自動記錄。若要對模擬量輸入信號進行動態(tài)分析或監(jiān)視拖拉機負荷，本測試儀還設(shè)有可將示波器或電壓表接到儀器面板上的相應通道接口。
下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的具體內(nèi)容。
附圖1為多用測試儀的原理框圖。它是這樣工作的在儀器背板上接入相應傳感器和打印機，再在面板上設(shè)定相應系數(shù)，并發(fā)出命令啟動該測試儀，則信號通過傳感器進入本測試儀的放大、變換電路。經(jīng)專用單板微處理機作相應運算處理后將結(jié)果按要求顯示或打印出來。多用測試儀整體電路分別制成模擬板和數(shù)字板兩塊印刷電路板。同時為了便于安裝調(diào)試和維修，該測試儀采用積木塊式結(jié)構(gòu)，各模塊之間采用標準接插件進行連接。下面將各部分分別述之。
一、模擬板中有四個通道高精度低漂移模擬信號放大器，四個獨立的V－F轉(zhuǎn)換電路。當進行測試時，將輸入的模擬電壓信號進行放大，經(jīng)V－F轉(zhuǎn)換后，變成頻率與輸入信號成正比的脈沖量。再經(jīng)電平轉(zhuǎn)換、光電耦合和整形后，送到計數(shù)通道接口。附圖2為該測試儀模擬板電路中其中一個通道的電路框圖。
二、本測試儀的數(shù)字板是以Z80－ACPu為核心配以相應的存儲器、譯碼電路和接口，形成專用單板機。內(nèi)存容量為6K的RAM和10K的EPROM用來存放監(jiān)控程序和采集到的數(shù)據(jù)。同時為適應多種不同的用途，為該測試儀的進一步開發(fā)打下基礎(chǔ)，該測試儀備有較豐富的接口電路。包括3片8255(目前做為命令輸入、顯示、系數(shù)設(shè)定接口)；一片PIO接口(目前用作打印機接口)；兩片CTC(目前做為數(shù)據(jù)采集和時基電路)。此外數(shù)字板上還備有串行通訊接口SI0、8路A／D轉(zhuǎn)換電路ADC0809、8位D觸發(fā)器74LS273芯片。附圖3為該測試儀數(shù)字板電路框圖。
除以上所述，本實用新型還采取了以下一些技術(shù)措施。
1.該測試儀機內(nèi)配有EPROM可編程只讀存儲器，用于存儲專用固化軟件，并設(shè)有專門的插槽。通過研制不同的軟件，可對不同測試工程機械實現(xiàn)多種測量、運算及控制功能，大大增加了該測試儀的通用性及多用性。本測試儀隨機配有專用于拖拉機牽引性能試驗的固化軟件。
2.為擴大量程、增加定時測量擋次和簡化電路，本測試儀采用了兩片Z80計數(shù)／定時器CTC共同做為本測試儀的計數(shù)、時基電路，其效果顯著。附圖4為時基電路和計數(shù)通道的電路框圖。
3.該測試儀的輸入通道設(shè)置了抗干擾電路。附圖5為其電路框圖。該電路接于CTC的輸入端，信號發(fā)生器與抗干擾電路間的饋線采用普通塑料雙絞線。另外，該測試儀采取了較好的散熱措施。
4.該測試儀的電源為直流12V，可直接利用蓄電池做電源。12V電源經(jīng)設(shè)在機內(nèi)的穩(wěn)壓逆變電路的穩(wěn)壓和逆變后，分別形成＋5V和±9V電源供TTL電路和線性組件使用。此外機殼背板有不掉電電源插孔，接入6V干電池后，即可將存在RAM中的現(xiàn)場采集的全部數(shù)據(jù)保存下來。
依據(jù)該多用測試儀的上述內(nèi)容，該實用新型有如下面板功能。
1.定時測量選擇。閘門時間可以從1秒到99秒任選。閘門時間可用撥碼盤輸入RAM。啟動后，六通道數(shù)據(jù)同步采集，直到時間到，六通道同時停止計數(shù)。
2.定距1測量。測量距離從1米到9999米任選。距離同樣可由撥碼開關(guān)輸入RAM。
3.定距2測量。測量的起點和終點預先設(shè)置標桿。開始工作，進入起點時，第一次按下啟動測量按鈕。到達終點時第二次按下同一按鈕，對計數(shù)通道進行同步啟動和停止。
4.系數(shù)設(shè)定。在面板上配有撥碼開關(guān)對各計數(shù)通道進行系數(shù)預設(shè)定。系數(shù)設(shè)定范圍從0.0001到9.9999。
5.顯示功能。面板備有六位數(shù)據(jù)顯示，可顯示通道號及數(shù)據(jù)。顯示數(shù)據(jù)同時，面板對應單位顯示發(fā)光二極管發(fā)光，表示所顯示數(shù)據(jù)的單位。
6.校準和標定選擇開關(guān)。校準功能(包括自校功能)可對四個模擬通道的放大器進行放大倍數(shù)校準。標定功能可對接入各通道的傳感器分別進行標定，為正式測量前系數(shù)選擇取得可靠依據(jù)。
7.面板上設(shè)有模擬量輸出插孔，為接入示波器提供準備。
8.面板上還設(shè)有復位、初值、讀數(shù)、測量按鈕及放大器調(diào)節(jié)、電橋平衡電位器旋鈕。
依據(jù)該多用測試儀的上述內(nèi)容，該實用新型的背板具有如下功能。
1.共有五個信號輸入插口。其中標號為1、2、3、4的通道既可輸入模擬量又可輸入數(shù)字量。并且由對應開關(guān)K1－K4進行選擇。標號5－6通道為數(shù)字量輸入通道。
2.具有兩個輸出接口。其中接口2為打印機接口。
3.安有電源插口。
4.音響插口。
附圖6、7分別為該測試儀的面板圖及背板圖。
本實用新型的實施例如下一、頻率響應1.數(shù)字量輸入5赫～10千赫2.模擬量輸入0～50赫二、輸入信號幅度1.數(shù)字量輸入2伏～10伏2.模擬量輸入20微伏～50毫伏三、誤差
1.數(shù)字量輸入±1個字2.模擬量線性度＜0.5％四、連續(xù)工作時間八小時五、工作溫度0～40℃六、顯示方式LED顯示或打印機記錄七、供電方式直流＋12伏八、整機功耗＜20瓦九、工作電流＜2安十、外形尺寸340×350×10(長度單位毫米)本測試儀樣機經(jīng)多方面試驗，完全達到了預期效果。
由于采用了微處理機硬件和軟件技術(shù)，使得整個儀器具有體積小、重量輕、可靠性強、抗震性能好和使用方便等特點，非常便于使用者攜帶和直接安裝在移動作業(yè)機械上進行測試。
權(quán)利要求
1.一種由微處理器及控制單元、存儲器、輸入輸出接口、高精度集成運放、V/F變換、計數(shù)時基電路、報警電路、顯示電路、打印機接口電路組成一體的用于工程機械試驗和拖拉機試驗的測試儀，其特征在于(1)存儲器為RAM和EPROM組成，其中EPROM用來存儲專用固化軟件，并可根據(jù)不同工程機械進行EPROM整體插件更換；(2)測試儀的輸入通道分為數(shù)字量輸入通道和模擬量輸入通道兩種。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的測試儀，其特征在于上述各通道均采用高精度低漂移集成運算放大器、電平轉(zhuǎn)換、電壓跟隨器、光電耦合、整形技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的測試儀，其特征在于計數(shù)時基電路采用兩片Z80計數(shù)／定時器CTC。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2或3所述的測試儀，其特征在于測試儀面板上裝有用于標定，設(shè)數(shù)，設(shè)時，設(shè)距的系數(shù)設(shè)定裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或2或3或4所述的測試儀，其特征在于測試儀面板上裝有模擬量輸出插孔。
專利摘要
一種用于工程機械試驗和拖拉機試驗的測試儀，它是以微處理器及相應接口、存儲器、控制單元為主，集動態(tài)后變儀、V/F變換、計數(shù)時基電路、顯示電路、單板微處理機及控制單元為一體的小型多功能智能化測試儀。該測試儀可通過更換存有專用固化軟件的EPROM對不同工程機械進行測試試驗。該測試儀具有六個數(shù)字輸入通道和四個重復的模擬量輸入通道，可同時對六個不同參數(shù)進行測量，并直讀之。同時進行部分運算將結(jié)果顯示或打印出。
文檔編號G01L5/13GK86207608SQ86207608
公開日1987年9月2日 申請日期1986年10月29日
發(fā)明者汪懋華, 常華, 劉承祺, 張光杰, 王庫, 王一鳴, 曹光實, 趙寧 申請人:北京農(nóng)業(yè)工程大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan