油圧ユニバーサルテストマシンのコンピューターインターフェイス設計

油圧ユニバーサルテストマシンコンピューターインターフェイス設計
1つのデザインのアイデア
上記の関数を完了するには、測定する負荷の変化を最初に電気量、つまり信号の取得に変換する必要があります。電気量を取得した後、多くの場合、増幅する必要があり、アナログからデジタル（A/D）変換回路に挿入して、アナログからデジタルの量をデジタル量に離散させます。これらのデジタル量は、特定のインターフェイス回路を介してコンピューターに使用され、サンプリング間隔、合計サンプリング時間などを使用してサンプリング間隔を制御し、対応するアニメーション曲線と現実のシミュレーションが描画されます。
2設計プロセスと作業原則
2.1センサー設計
コンポーネントのこの部分の主な機能は、非電気から電気量への変換を完了することです。設計に特定の精度を必要とすることに加えて、構造はできるだけ単純でなければなりません。分析を通じて、油圧ユニバーサル試験機の負荷の大きさは、油圧油の油圧によって表現できることがわかりました。したがって、圧力測定ダイアフラムを使用して、油圧をひずみゲージ抵抗の変化に変換し、抵抗の変化をホイートストーンブリッジを介した電圧または電流の変化に変換し、次に増幅、フィルタリング、その他の処理を出力して実行できます。このソリューションには、作業シリンダーからの分岐が必要であるか、シリンダーを掘削するために油圧センサーを取り付ける必要があります。別の解決策は、張力（圧力）センサーの取り付けに適したユニバーサルテスターの構造に基づいて、テストピースに直接適用された負荷を見つけることです。このようにして、特定の強化ロッドを切断して、プル（圧力）力センサーを取り付ける必要があります。上記のソリューションの両方が元のマシン構造、変換プロセスが複雑であり、ブリッジ出力収集日：目1- 1つの価値のある電気信号を増幅、フィルタリングなどの電気信号を変更する必要があります。対応する回路は比較的複雑であり、精度は簡単ではありません。よりシンプルで信頼性の高い力測定方法を探すために、テストマシンの内部構造分析が実行されました。調査では、標本に適用される荷重は、機械内の振り子スイングの角度に比例し、振り子を押すと軸に沿って翻訳するロッドメンバーに比例していることがわかりました。つまり、ロッドアセンブリの動きの変位は、負荷に直線的に関連しています。機械の構造特性を使用して、負荷の大きさを測定する問題は、ロッドアセンブリの変位を測定する問題に変換されます。この部分の動きの周波数が低いことを考慮すると、変位を測定するために線形巻き高精度線形抵抗コンバーターが使用されます。これにより、元のマシンと機器の構造と動作状態は変更されず、出力値は十分に大きくなります。 A/D変換は増幅なしで直接実行でき、回路をシンプルにし、エラーを小さくします。
2.2 A/Dコンバーターおよび周辺回路設計の選択
回路のこの部分は、上記で得られたアナログ電圧信号を、コンピューター識別を簡単にするためにデジタル信号に離散します。
2.2.1 A/Dコンバーターの選択と特性A/Dコンバーターには、さまざまなパフォーマンス、および優れた価格のバリエーションがあります。その変換の原則によれば、それはバイナリスロープ法、積分法、並列比較方法、電圧周波数変換法、およびシーケンス比較方法に分けられます。この実験は少数のデータチャネルを測定する必要があり、必要な変換率は高くないためです。単純な末梢回路、良好な信頼性、低電力要件、経済性などの要因を考慮すると、ADC0809チップが選択されています。これはCMOSデータ収集デバイスであり、28ピンのデュアルインラインパッケージです。 8ビットの連続近似コンバーターを含むだけでなく、8チャンネルアナログマルチチャネルスイッチとジョイントアドレス指定ロジックも提供します。その主な特徴は次のとおりです。 solution解像度は8ビットバイナリコードで、7ビットの精度、ゼロ偏差、フルスケールエラーはすべて0.51 SB未満であり、キャリブレーションは必要ありません。 chans8チャンネルドアロックスイッチ制御があり、8つのシングルエンドのアナログ量に直接接続できます。チップ構造を図1に示し、連続した比較のプロセスが採用されています。この比較方法は広く使用されており、多くのA/D変換チップがこの原則で作成されています。一連の基準電圧（バランスを計量するときに使用されるデコードなど）を使用し、変換される電圧を入力して[重量のオブジェクトを計量）して、変換された数値の各ビットがビットまたは0ビットであるかどうかを判断します。順序は高から低いものに決定されます。これは、バランスを計量するようなもので、デコードを1つずつ大きくて小さく追加し、追加のデコードの重量が重いオブジェクトの重量になるまでです。
2.2.2末梢回路設計のADC0809ピンの機能と処理は次のとおりです。
チャネルは入力をシミュレートし、ルートはADDA、DDS、およびDDCの3つのアドレスデコードを介して接続されています。 AD DA、DDB、DDC：アナログチャネル選択アドレス信号。 ADDAは低い位置であり、ADDCは高い位置です。 000の場合、0チャネルはゲートされています。つまり、u、o w作用です。など、この実験では1つのチャネルを変換する必要があるため、チャネルアドレスをストロボする必要はありません。3つのアドレスすべてを接地するだけです。つまり、UPからの入力のみが有効です。 CL K：クロック入力信号の終了。このチップには内部クロックがないため、時計が追加されます。その周波数要件によれば、発振器は図2に示すように設計されています。Nagゲート振動を使用して、石英結晶と同じ周波数の正方形波パルス信号を生成します。周波数は32kHzで、CLKクロック要件を満たしています。 EO C：変換エンド信号は、A/D変換が終了することを示します。コンピューターに信号を送信して、データを読み取るために通知します。入力信号の周波数は低いため、サンプリングおよび保持回路はセットアップされません。
2.3インターフェイスとプログラム制御
コンピューターがデジタル信号を受信するための多くの通信方法があります。コンピューターマザーボードの拡張を介して完了することも、並列インターフェイスとシリアルインターフェイスを使用するために使用することもできます。マザーボードの拡張フェーズには包括的な信号があり、ボードの設計が容易ですが、汎用性は貧弱です。ボードをインストールするには、メインフレームを開く必要があります。 Shenxing Interfaceは長距離通信を実行できますが、遅くなり、独立した通信アダプターを設計する必要があります。しばしば、抽出デバイス（プリンターなど）に接続するために並列インターフェイスが使用されます。ただし、ソフトウェアを介してコンピューターを制御することにより、データを抽出することができます。この実験はC言語でプログラムされており、ポート制御ソースプログラムは次のとおりです。
2.4回路リスク制御
回路には、電源、地上騒音、電磁干渉など、多くの干渉がある可能性があります。適切に処理されていない場合、必然的に通常の作業に影響します。処理方法は次のとおりです。コンピューター内の電圧がそれほど正確ではないことを考慮すると、撮影された12V電圧を使用して電圧を調整します。精度は要件を満たすことができます。電源ノイズを減らすために、低周波波構造のためにLM7805のフロントエンドに大容量の電解コンデンサが追加され、脈動成分が減少します。高周波フィルターコンデンサは、各チップの電源と接地ワイヤの間に追加され、これにより、過渡伝導と電流負荷のシャットダウンによって引き起こされるスパイク電流によって引き起こされる干渉が大幅に減少します。 ground地上干渉制御のために、マルチポイント接地法が主に使用されます。 wowe電力線を信号線から分離し、データラインをシールドし、データラインの長さを最小化して、電磁干渉を非常に小さな範囲内で制御できるようにします。
一般的に使用されるコンピューターデータ収集システムは、マザーボード拡張スロットまたはシリアルインターフェイスを使用します。実験を通じて、データ収集のためにコンピューターのパラレルポートを使用することは完全に実行可能であり、他のポートが一致できないという利点があります。http://www.hssdtest.com/