專利名稱：材料試驗機控制裝置的制作方法
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(shù)顯式試驗
機，這2種手動加載機的優(yōu)點是成本低、可靠性高，可應用于各種惡劣的環(huán)境， 對油源無特殊要求，但由于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(shù)據(jù)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，它采用了寬調速范圍的 電液伺服閥組及計算機數(shù)字控制等先進技術，組成全數(shù)字式閉環(huán)調速控制系統(tǒng)， 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、控制范圍 寬、功能多、全部操作鍵盤化，各種試驗參數(shù)由計算機進行控制、測量、顯示、 處理并打印，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。采用電液伺服閥，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(qū)、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(fā)明內容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)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(xiàn)包括微處理器、LCD顯示器、復合功能按鍵、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 述復合功能按鍵、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后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后連接到電源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后連接到光電耦合器G的輸入端， 光電耦器G的輸出端串接電阻R2后連接到電源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(shù)顯式實驗機進行技術改 造而實施的技術方案，采用步進電機控制液壓閥取代電液伺服閥，并采用全數(shù) 字式閉環(huán)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(yōu)點，滿足現(xiàn)階段對壓力試驗機所提出的檢測數(shù)據(jù)準確可 靠，無人為因素影響的需求。

圖l是本發(fā)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復合功能按鍵，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(shù)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(shù)據(jù)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、復合功 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(shù)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，復合功能按鍵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采用W77F58芯片，并采用PVC復合功能按 鍵、CS5532型A/D轉換器、240X180型LCD顯示器。位移編碼計數(shù)器6是一種光柵計數(shù)器，電子引伸計是一種電阻應變片，W77F58芯片的微處理器設置有 RS232、 RS485及藍牙通訊接口和數(shù)據(jù)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后連接到光電耦 合器G的輸入端，光電耦器G的輸出端串接電阻R2后連接到電源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分別采 用1.2KQ和IOKQ阻值的電阻，VCC為系統(tǒng)中的5V電源，光電耦器G采用 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(tǒng)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(xù)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(xù)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(fā)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、復合功能按鍵、試驗臺升降限位控制電路、壓力傳感器、A/D轉換器，其特征在于還包括步進電機和步進電機轉動限定控制電路，所述復合功能按鍵、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(jù)權利要求所述的材料試驗機控制裝置，其特征在于所述試驗臺升降 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)后連接到光電耦合器(G)的輸入端，光電耦器(G)的輸出端串接電阻R2后連接到電源(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(jù)權利要求所述的材料試驗機控制裝置，其特征在于所述步進電機轉 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)后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后連接到電源(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(yōu)點是包括微處理器、LCD顯示器、復合功能按鍵、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，所述復合功能按鍵、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。本實用新型采用步進電機控制液壓閥取代電液伺服閥，并采用全數(shù)字式閉環(huán)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(yōu)點，滿足現(xiàn)階段對壓力試驗機所提出的檢測數(shù)據(jù)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(yōu)先權日2007年5月9日
發(fā)明者付少華, 唐余慶, 磊 趙, 穎 顧 申請人:南京天相軟件有限公司