材料試驗機控制裝置的製作方法
2023-06-26 04:22:41 1
專利名稱：材料試驗機控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及材料試驗設備，尤其涉及一種材料試驗機控制裝置。
背景技術：
材料試驗機通過其液壓機構對金屬、非金屬材料實施拉伸，壓縮、彎曲、 剪切等力學試驗。目前大部分的材料試驗是手動加載式或手動加載數顯式試驗
機，這2種手動加載機的優點是成本低、可靠性高，可應用於各種惡劣的環境， 對油源無特殊要求，但由於是通過人工操作控制進、回油管路上液壓閥來控制 試件上所加的載荷大小，隨意性和偶然性大，加載速度和數據讀取的誤差也較 大。
目前較為先進的材料試驗機是電液伺服壓力試驗機，它採用了寬調速範圍的 電液伺服閥組及計算機數字控制等先進技術，組成全數字式閉環調速控制系統， 能夠自動精確地測量和控制試驗機加荷等試驗過程，自動化程度高、控制範圍 寬、功能多、全部操作鍵盤化，各種試驗參數由計算機進行控制、測量、顯示、 處理並列印，集成度高。電液伺服閥組通常是電液伺服閥或電液比例閥兩種之 一。採用電液伺服閥，成本很高，目前國內還不具備完全的生產能力，進口的 比較多。電液比例閥，國內雖能生產，但電液比例閥的死區、最小流量等問題， 在大型的壓力實驗機上不能很好的使用。電液伺服閥和電液比例閥對油源的要 求很高，雖然有過濾器等設備來進化油源，但易形成閥心堵塞等問題，使用、 維護的成本高。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述現有技術的不足，設計一種既具有手動加 載機成本低、可靠性高又具有電液伺服材料試驗機鍵盤操作自動化程度及集成 度高、幾乎無人為因素影響的一種材料試驗機控制裝置，它通過以下技術方案 來實現包括微處理器、LCD顯示器、複合功能按鍵、試驗臺升降限位控制電路、 壓力傳感器、A/D轉換器，還包括步進電機和步進電機轉動限定控制電路，所 述複合功能按鍵、試驗臺升降限位控制電路、A/D轉換器、步進電機轉動限定 控制電路連接在微處理器的輸入端，且壓力傳感器與A/D轉換器連接，所述LCD 顯示器和步進電機連接在微處理器的輸出端。所述試驗臺升降限位控制電路由觸點開關K2、電阻和光電耦合器組成，行 程開關一端連接電源VE—端串接電阻R1後連接到光電耦合器的輸入端，光電 耦器的輸出端串接電阻R2後連接到電源VCC,且該光電耦器的輸出端與微處 理器的I/0輸入端連接。所述步進電機轉動限定控制電路由行程開關Kl 、電阻和光電耦合器組成， 行程開關一端連接電源VE —端串接電阻Rl後連接到光電耦合器G的輸入端， 光電耦器G的輸出端串接電阻R2後連接到電源VCC，且該光電耦器G的輸出 端與微處理器的I/O輸入端連接。本實用新型是針對老式的手動加荷式和手動加荷數顯式實驗機進行技術改 造而實施的技術方案，採用步進電機控制液壓閥取代電液伺服閥，並採用全數 字式閉環運行方式，使其達到電液伺服壓力試驗機所具有的自動化、集成化程 度高且操作鍵盤化的優點，滿足現階段對壓力試驗機所提出的檢測數據準確可 靠，無人為因素影響的需求。
圖l是本發明的結構示意圖。圖2是試驗臺升降限位控制電路原理圖。 圖3是步進電機轉動限定控制電路原理圖。圖中，l複合功能按鍵，2LCD顯示器，3試驗臺升降上限位控制電路，4 試驗臺升降下限位控制電路，5電子引伸器，6位移編碼計數器，7壓力傳感器， 8A/D轉換器，9進油步進電機，IO回油步進電機，ll步進電機轉動限定控制 電路，12RS232通訊接口， 13RS485通訊接口， 14藍牙通訊接口， 15數據總線 接口。
具體實施方式
下面將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。對照圖l，本實施例的控制裝置由微處理器MCU、 LCD顯示器2、複合功 能按鍵l、試驗臺升降上限位控制電路3、試驗臺升降下限位控制電路4，壓力 傳感器7、 A/D轉換器8，電子引伸計5、位移編碼計數器6、進油步進電機9 和回油步進電機IO和步進電機轉動限定控制電路11組成，複合功能按鍵1、試 驗臺升降上限位控制電路3、試驗臺升降下限位控制電路4、 A/D轉換器8、和步進電機轉動限定控制電路11連接在微處理器MCU的輸入端，且壓力傳感器 7與A/D轉換器8連接。LCD顯示器2、進油步進電機9、回油步進電機10連 接在微處理器MCU的輸出端。本實施例中的微處理器MCU採用W77F58晶片，並採用PVC複合功能按 鍵、CS5532型A/D轉換器、240X180型LCD顯示器。位移編碼計數器6是一種光柵計數器，電子引伸計是一種電阻應變片，W77F58晶片的微處理器設置有 RS232、 RS485及藍牙通訊接口和數據總線接口，可接入相應設備，以擴大本 實用新型控制裝置的功能。對照圖2，試驗臺升降上、下限位控制電路4都是觸點開關由K2、電阻和 光電耦合器組成，行程開關一端連接電源VE—端串接電阻R1後連接到光電耦 合器G的輸入端，光電耦器G的輸出端串接電阻R2後連接到電源VCC，且該 光電耦器G的輸出端與微處理器的I/O輸入端連接。本實施例中Rl、 R2分別採 用1.2KQ和IOKQ阻值的電阻，VCC為系統中的5V電源，光電耦器G採用 TLP521-4型，其所接電源VE為專用5V電源。對照圖3，步進電機轉動限定控制電路11與圖2所示的試驗臺升降上、下 限位控制電路4幾乎完全相同，不同的僅是開關K1是一行程開關。材料試驗機開始工作時，試驗臺上升或下降一定距離使操作人員好放入試 件，升降上、下限位控制電路以控制試驗臺上升或下降的位置，試驗臺上升或 下降到上限位或下限位時，就會使對應的行程開關閉合，光耦輸出端導通，形 成低電平信號，該信號輸入到微處理器MCU，經處理，微處理器MCU輸出信 號給進油步進電機9或回油步進電機10，使之關閉或打開對應的閥門，材料試驗機對試件加載，當加至臨界值試件被破壞時，液壓系統失壓，壓 力傳感器7將該信號通過A/D轉換器輸入到微處理器MCU，經處理，微處理器 MCU輸出信號給進油步進電機9或回油步進電機10,使之關閉或打開對應的閥 門，試驗臺停止上升或下降。步進電機在帶動對應液壓閥進行關閉動作時，如閥門已閉合，步進電機繼 續輸出轉距，就回使閥門"鎖死"，再要打開閥門，就需更大的轉矩，往往步進 電機不能再帶動液壓閥打開。所以本實用新型控制裝置設置了步進電機轉動限 定控制電路11，將觸點開關安裝在相應的控制機構上， 一旦閥門關閉，如步進 電機繼續輸出轉距，就會閉合觸點開關，使之關閉，控制電路ll導通，光電耦
合器輸出端就會向微處理器MCU的輸入端發出信號，經處理，微處理器MCU 輸出信號給對應步進電機使之停止轉動。
權利要求1.材料試驗機控制裝置，包括微處理器、LCD顯示器、複合功能按鍵、試驗臺升降限位控制電路、壓力傳感器、A/D轉換器，其特徵在於還包括步進電機和步進電機轉動限定控制電路，所述複合功能按鍵、試驗臺升降限位控制電路、A/D轉換器、步進電機轉動限定控制電路連接在微處理器的輸入端，且壓力傳感器與A/D轉換器連接，所述LCD顯示器和步進電機連接在微處理器的輸出端。
2. 根據權利要求所述的材料試驗機控制裝置，其特徵在於所述試驗臺升降 限位控制電路由觸點開關(K2)、電阻和光電耦合器組成，行程開關一端連接電 源(VE) —端串接電阻(Rl)後連接到光電耦合器(G)的輸入端，光電耦器(G)的輸出端串接電阻R2後連接到電源(VCC)，且該光電耦器(G)的輸出 端與微處理器的I/O輸入端連接。
3. 根據權利要求所述的材料試驗機控制裝置，其特徵在於所述步進電機轉 動限定控制電路由行程開關(Kl)、電阻和光電耦合器組成，行程開關一端連接 電源(VE) —端串接電阻(Rl)後連接到光電耦合器的輸入端，光電耦器的輸 出端串接電阻R2後連接到電源(VCC),且該光電耦器的輸出端與微處理器的 1/0輸入端連接。
專利摘要本實用新型涉及材料試驗設備，尤其涉及一種材料試驗機控制裝置。其優點是包括微處理器、LCD顯示器、複合功能按鍵、試驗臺升降限位控制電路、壓力傳感器、A/D轉換器，還包括步進電機和步進電機轉動限定控制電路，所述複合功能按鍵、試驗臺升降限位控制電路、A/D轉換器、步進電機轉動限定控制電路連接在微處理器的輸入端，且壓力傳感器與A/D轉換器連接，所述LCD顯示器和步進電機連接在微處理器的輸出端。本實用新型採用步進電機控制液壓閥取代電液伺服閥，並採用全數字式閉環運行方式，使其達到電液伺服壓力試驗機所具有的自動化、集成化程度高且操作鍵盤化的優點，滿足現階段對壓力試驗機所提出的檢測數據準確可靠，無人為因素影響的需求。
文檔編號G01N3/08GK201034885SQ200720036890
公開日2008年3月12日 申請日期2007年5月9日 優先權日2007年5月9日
發明者付少華, 唐餘慶, 磊 趙, 穎 顧 申請人:南京天相軟體有限公司