材料試驗機加荷速度指示器的製作方法
2023-11-11 12:00:12
專利名稱：材料試驗機加荷速度指示器的製作方法
技術領域：
本實用新型採用單片機技術改造老設備，為試驗機操作人員手工控制加荷速度提供可靠參照。使貫徹有關國家法規中關於加荷速度的規定成為可能。
採用測力試驗機，對試件加荷至破壞，以評定其強度，是判別各種材料力學性能的最常規手段。由於加荷速度的不同，會使強度的測值明顯改變。因而在有關檢測法規中，對不同試體的加荷速度，均有明文規定。然而，在目前通用的試驗機上，多沒有加速度的指示裝置，操作者難以實現規定的速度，以致由「無能為力」而演變成「有法不依」。
為解決試驗機加荷速度指示的問題，一些單位已從三個方面著手①生產全自動試驗機，具有包括控制加荷速度在內的多種功能，但因構造複雜，造價太高，難以普及。
②對舊有試驗機採用通用微機控制，但僅為加荷速度的指示，又無必要給每臺試驗機配一臺通用微機。
③用機械傳動法作指示，這屬於在新生產的舊型試驗機上的局部革新，可指示幾個檔次的加荷速度，但這種機械傳動方法所顯示的速度檔次不能全面滿足使用，況且不能裝在已有的試驗機上。
本實用新型的目的是為大量現役的試驗機提供一種構造簡單、技術先進、造價低廉，便於安裝和使用的新型加荷速度指示器。
本實用新型的目的是這樣實現的它由兩部分組成，第一部分為控制盒，它以單片機8031及程序存儲器2716為核心組成控制電路，可接收裝在控制盒上的按鍵、按鈕輸入，按鍵為兩組數字撥盤，可鍵入所用試驗機的量程選擇及所選加荷速度；按鈕為復位按鈕。第二部分是一顯示光環，它是在外園周φ190、內園周φ70的環形印刷電路板的φ180園周處均勻分布128隻發光二極體，其外殼是有機玻璃罩。安裝時將其粘貼在材料試驗機的蒙面上。用其上發光二極體亮暗的「轉動」指導試驗操作人員控制油閥，使測力指針與之轉速同步，即達予定要求。而它的亮暗「轉動」則靠控制盒控制，這兩部分之間用扁平電纜相連。
由於本指示器採用單片機技術，在不對試驗機作任何改動的前提下，實現對加荷速度的指示，同時它允許用戶通過控制盒輸入可能的選擇，使應用靈活而方便。現在廣泛使用著的試驗機，無需任何改動，只要把顯示光環貼於測力盤蒙面，即完成了全部改造工作，使用時，只要參考隨機提供的附表，選擇適當的量程及加荷速度，按動撥盤予置數據，然後按一下復位鍵，顯示光環即按相應速度亮暗「轉動」。
本附加裝置具有功能齊全，結構簡單，技術先進，造價低廉，便於安裝和使用的特點，如能將本技術用於新試驗機製造，將顯示光環直接裝在測力錶盤上，將給這種試驗機以新的生命力。
本實用新型是一個智能化儀器，在軟體配合下，單片機能對控制器進行自檢，讀入撥盤予置數據時，能檢查所設量程代碼是否合法、加荷速度是否為零(不允許為零)，有錯報錯。然後，根據予置的量程和加荷速度計算顯示光環LED亮暗「旋轉」的速度，從而指導試驗。
另外，在試驗中往往發生因對破壞荷載估計不足，而所選試驗機的量程不能勝任的問題。每當發現時，試體已經受載，難以挽回。本實用新型，也兼有予報這個失誤的功能。也就是說，予置量程和加荷速度後，若發現顯示光環LED亮暗旋轉過快或過慢，則說明所選量程過小或過大，按此試驗，既難實現要求的速度，又不能得出精確的測值，應重新選擇量程，若本試驗機不具所期望之量程，則說明本試驗機不能完成這個試驗，從而避免了失誤的損失。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。
附圖是控制盒電路圖。
單片機8031的程序存儲器用2716，故需11位地址總線，佔用8031的P0口八位及P2.0、P2.1、P2.2三位，P0口的輸出接74373作地址緩衝器。
利用8031內部T0計時器作0.01秒計時器，就是說，計時是以0.01秒為單位的。
P1口的P1.0～P0.3用作數字撥盤D1、D2、D3的BCD碼輸入，即量程選擇、加荷速度選擇均由此輸入，P1.5、P1.6、P1.7是碼盤功能選擇位，P1.5為量程，P1.6為加荷速度個位，P1.7為加荷速度十位。從碼盤讀入數據時，先執行一條輸出指令，使P1.5～P1.7中的一位為高，則從相應的撥盤讀入數據。
P1.4用來作錯誤顯示，它能顯示兩種錯誤上電自檢出錯和撥盤鍵入不合理數值錯(加荷速度等於0，量程數值不存在)。
P3.0～P3.7用作單片機輸出口，去點亮發光二極體。因為整個顯示光環均勻分布128隻發光二極體，而P3口只有8位，所以採用8隻發光二極體一組，共16組，即每位輸出同時點亮16組中的同一位共16隻發光管。
本實用新型的軟體由下列模塊組成①自檢模塊，通過判斷代碼和正確與否檢查。
②讀撥盤模塊，其中包括判斷加荷速度是否為零、量程代碼選擇是否正確。
③計算模塊，顯示光環上LED亮暗轉動的實現，實際上是靠八位輸出中為「1」位的移位，如某時刻八位數為「10000000」，下一時刻為「01000000」，則LED亮暗轉動一次，那末兩個輸出代碼之間的「延時」，即為計算的目標。
④輸出模塊，其中包括啟動8031中的T0計時器及延時的判斷。
P1.4輸出通過由R4、T1、R3組成的驅動電路點亮發光二極體LED，顯示光環的驅動器W的結構與之相同，故圖中僅畫一方框。
由開關S、C2、R1、R2組成的復位電路有上電自動復位及手動按開關復位功能。
權利要求1.材料試驗機加荷速度指示器，其特徵是a、三隻碼盤D1、D2、D3並行接到8031單片機的P1.0～P1.3輸入埠，作量程及加荷速度予置輸入，8031的P1.5、P1.6、P1.7輸出端接到三隻碼盤的選擇端，作碼盤選擇。b、C3、R1、R2、S組成復位電路；接至8031的Reset端。c、8031的P3埠的各位輸出均通過功放電路驅動16隻LED，作顯示光環。d、8031的P1.4輸出口通過功放電路驅動LED作出錯指示。
2.權利要求1所述的材料試驗機加荷速度指示器，其特徵是顯示光環是在環形印刷電路板的整個園周上均習焊接128隻發光二極體LED，這128隻LED順序分成16組，P3口的每位輸出都是驅動各組的對應位共16隻LED。
專利摘要材料試驗機加荷速度指示器是材料試驗機的一個附加電子裝置。它由單片機控制盒及發光二極體組成的顯示光環構成，兩部分之間用扁平信號纜線電連接。通過控制盒上的按鍵輸入所選量程及加荷速度，單片機即能控制顯示光環上發光二極體亮暗「轉動」，從而使試驗操作人員以此為參照，人工控制液壓閥門，使測力指針與發光二極體的亮暗轉動同步旋轉，達到按規定速度加荷的目的。
文檔編號G01N3/06GK2124470SQ92222399
公開日1992年12月9日 申請日期1992年5月23日 優先權日1992年5月23日
發明者劉建英, 薄遵彥 申請人:北京市建二科技開發公司