专利名称：瞬态应变波形存储器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种应变测量仪器，尤其涉及一种瞬态应变波形的实时存贮仪器。
在工业现场远距离多测点的应变测量中，按照常规的测量方案，需要将各传感器的信号通过数百米的长导线集中连接到多通道的应变测量仪器中。长导线的引入是造成信号漂移、串扰和感应噪声的重要原因。当改变测点位置和测试工况时，需要重新铺设和连接导线，工作量和时间消耗极大。而且，导线本身的价格，在整个测试系统费用中，也占有相当大的比例。
传统的动态应变仪和记录显示仪器只能测量连续、平稳的动态应变。对于高速单次的瞬态应变如爆破、撞击、断裂等引起的材料、结构应变现象，不能进行有效的测量。如果配用数字存贮示波器，固然可以观察到瞬变波形，但在多点信号测量时，整个测试系统体积庞大，价格异常昂贵。而且，由于供电电源的限制，仍然不能解决长导线引入干扰的问题。
本发明的目的就在于克服现有技术的上述不足和缺点，提供一种能够实时捕捉瞬态应变波形，并且轻便和微型化的瞬态应变波形记录仪器。
本发明的目的是这样实现的，即以单片机为主体，配以必要的外围电路，构造一个功能完善的轻便式瞬态应变波形记录仪器，具有信号超前触发、初始应变自动平衡、自动跟踪零点漂移、输入量程变换、工作状态指示、模拟信号输出、数据串行通讯等功能。独特的输入插口电路设计，消除了插头抖动引起的噪声和漂移，无需外接电桥盒。可以采用四线制连接法，完全消除输入导线电阻引起的测量误差。在配套软件的支持下，传送到Pc机的数据波形可以显示、读数、频谱分析、存盘和打印。本仪器结构小巧，外形尺寸200×117×28mm，电池供电。在测量时，每组测点放置一台仪器，无需铺设信号线和电源线，特别适合露天、旷野大面积分散信号的测量。
下面结合附图和实施例详细说明。
图1为仪器原理框图(图1.1-简图，图1.2-详图)，图2为应变测量接口电路图，图3为AD-DA电路图，图4为单片机系统电路图，图5为仪器前面板图，图6为仪器后面板图。
在图1中，1、2-应变测量接口电路，3-AD-DA电路(模数转换器-数模转换器电路)，4-单片机系统； 1.1、2.1-外接应变片，1.2、2.2-双路恒流源，1.3、2.3-数字电位器，1.4、2.4-放大器，3.1、3.3-D A转换器，3.2-A D转换器，4.1-单片机，4.2-地址译码器，4.3-数据存贮器，4.5-地址译码器，4.6-电平转换器。
在图5、图6中，M1-外电源输入插口，M2-串行数据输出插口，M3-采样按钮，M4-数据和波形输出按钮，M5-电源和复位按钮，M6、M7-波形输出插口，M8-工作状态指示灯，M9、M14-量程开关，M10、M13-应变输入插口，M11、M12-速度输入插口。
由图1可知，本仪器为一种双通道的瞬态应变波形存贮器，由应变测量接口电路1、应变测量接口电路2、AD-DA电路3、单片机系统4组成，并依次电连接。其中，应变测量接口电路1由应变片1.1分别与双路恒流源1.2、放大器1.4相互电连接，又双路恒流源1.2与数字电位器1.3相互电连接；应变测量接口电路2的组成及连接与应变测量接口电路1相同； AD-DA电路有AD转换器3.2、DA转换器3.1、DA转换器3.3，并分别与单片机4.1相互电连接；单片机系统4由下列部件组成，其连接关系是单片机4.1分别与地址锁存器4.2、地址译码器4.4、电平转换器4.5相互电连接，又地址锁存器4.2与存贮器4.3相互电连接。
由图2、图3、图4可知一个测点的两只应变片分别从J8的第1、2、4、5端接入，在恒流管Q2、Q3的驱动下，在J8的1、2端产生差动信号电压。这种连接方式可以消除输入插口接触不良引起的测量误差，因此也不需要外接电桥盒。
数字电位器U1的W1接至电阻R3，U1的H1、L1分别接至Q2、Q3的发射极，可以在程序的控制下调整Q2、Q3输出电流的相对大小，从而实现自动平衡。信号电压由U3放大，U25调整量程后，进入AD转换器U5，转换为相应的波形数据，由单片机U8转移到存贮器U11。
波形数据的输出有两种方式 1、单片机从存贮器读出数据，经DA转换器U6转换为与输入信号相同的模拟信号，从插座J3输出；2、单片机将存贮器的数据经电平变换器U13，转换为符合RS232标准的串行信号，传送到上位微机。
U2与Q2、Q3组成恒流源，U4与U25组成量程变换电路，U12为DA输出的信号调理电路，U9、U10分别为地址译码器和地址锁存器。
整机工作由固化在单片机U8内部的监控程序管理。
以下结合图5、图6所示的仪器前后面板，进一步说明仪器的工作过程和构成。
输入导线一端连接测量应变片，一端经插座M10、M12接入到机内。输入导线可以采用二线制或四线制接法，分别使用2芯或4芯屏蔽电缆，较短的距离可采用二线制接法。
速度输入插口M11、M12可连接动圈式速度传感器。
量程开关M9、M14调整放大倍数，量程范围150με-15000με。
采样时按下采样钮M3和复位钮M5，并先放开复位钮M5，仪器开始自动平衡。若输入接线有误或应变片损坏，则指示灯M8闪光，指示相应的故障通道。在排除外部故障后，再次启动自动平衡。平衡后则自动开始预采样。当有效的瞬态信号到来时，开始正式采样。直至完成预定的采样数据长度，数据存放在内部RAM，完成测量记录过程，自动关闭电源。
仪器从现场取回，用电缆连接数据输出插口M2和PC机串行口，运行PC机的配套软件。按下仪器输出钮M4，数据即从存贮器传送到PC机，可进行各种处理。在按下输出钮M4时，模拟信号波形同时从输出插口M6、M7输出，可供其它显示仪器如示波器观测所记录的波形。
本发明具有以下优点和积极效果1、恒流源驱动的4线制应变输入插口，消除了插头抖动和导线电阻引起的噪声和不稳定因素，不需要常规的外接电桥盒。
2、数字电位器式的自动平衡电路，无需人工逐点调整平衡，减小了仪器的体积和重量。
3、浮动式软件触发窗口，自动跟踪输入零点漂移。
4、软件实现超前触发功能，保留完整的瞬态信号前沿。
权利要求
1.一种瞬态应变波形存贮器，其特征在于由应变测量接口电路(1)、应变测量接口电路(2)、AD-DA电路(3)、单片机系统(4)组成，并依次电连接①、应变测量接口电路(1)由应变片(1.1)分别与双路恒流源(1.2)、放大器(1.4)相互电连接，又双路恒流源(1.2)与数字电位器(1.3)相互电连接；应变测量接口电路(2)的组成及连接与应变测量接口电路(1)相同；②、AD-DA电路(3)有AD转换器(3.2)、DA转换器(3.1)、DA转换器(3.3)，并分别与单片机(4.1)电连接；③、单片机系统(4)由下列部件组成，其连接关系是单片机(4.1)分别与地址锁存器(4.2)、地址译码器(4.4)、电平转换器(4.5)相互电连接，又地址锁存器(4.2)与存贮器(4.3)相互电连接。
2.如权利1所述的瞬态应变波形存贮器，其特征在于恒流源Q2、Q3的集电极分别接至应变输入插口J8的第5、4端，J8的第1、2端分别接至放大器U3的+、-输入端。
3.如权利1所述的瞬态应变波形存贮器，其特征在于数字电位器U1的输出端W1连至电阻R23，H1、L1分别连至Q2、Q3的发射极。
4.如权利1所述的瞬态应变波形存贮器，其特征在于存贮器面板上设置有电源兼复位接钮(M5)、波形及数据输出按钮(M4)、与电源兼复位按钮M5配合工作的采样按钮(M3)。
全文摘要
本发明公开了一种瞬态应变波形存贮器,尤其涉及一种瞬态应变波形的实时存贮仪器,适用于现场远距离分散信号的检测。本发明的目的在于该存贮器能够记录单次瞬态应变信号,并且结构轻便和微型化,因此采用了以单片机为主体的电路结构,设置了恒流源驱动的应变输入接口和数字电位器式的自动平衡调整电路。单片机内固化的监控程序与硬件配合,具有自动平衡、跟踪漂移、信号超前触发、状态指示、波形及数据输出等功能。
文档编号G01B15/00GK1335486SQ0011591
公开日2002年2月13日 申请日期2000年7月21日 优先权日2000年7月21日
发明者陈一新 申请人:武汉水利电力大学