تصميم واجهة الكمبيوتر لآلة الاختبار الشاملة الهيدروليكية

آلة الاختبار العالمية الهيدروليكيةتصميم واجهة الكمبيوتر
1 أفكار التصميم
لإكمال الوظيفة أعلاه ، يجب أولاً تحويل التغيير في الحمل المراد قياسه إلى تغيير في الكمية الكهربائية ، أي اكتساب الإشارة. بعد الحصول على الكمية الكهربائية ، غالبًا ما يجب تضخيمها ثم يتم إدخالها في دائرة التحويل التناظرية إلى الرقمية (A/D) لإفراز الكمية التناظرية إلى الرقمية في الكمية الرقمية. تُستخدم هذه الكميات الرقمية في الكمبيوتر من خلال دوائر واجهة محددة ، ويتم استخدام فاصل أخذ العينات ، ووقت أخذ العينات الكلي ، وما إلى ذلك للتحكم في فاصل أخذ العينات ، ويتم رسم منحنيات الرسوم المتحركة المقابلة ومحاكاة الحياة الحقيقية.
2 عملية التصميم ومبدأ العمل
2.1 تصميم المستشعر
تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا الجزء من المكونات في إكمال التحويل من الكميات غير الكهربائية إلى الكميات الكهربائية. بالإضافة إلى طلب دقة معينة في التصميم ، يجب أن يكون الهيكل بسيطًا قدر الإمكان. من خلال التحليل ، تبين أن حجم الحمل في آلة الاختبار العالمية الهيدروليكية يمكن التعبير عنه عن طريق ضغط الزيت للزيت الهيدروليكي. لذلك ، يمكن استخدام الحجاب الحاجز لقياس الضغط لتحويل ضغط الزيت إلى تغيير مقاومة مقياس الإجهاد ، ويمكن تغيير المقاومة في تغيير الجهد أو التيار من خلال جسر Wheatstone ، ثم التضخيم ، والتصفية وغيرها من المعالجة إلى الإخراج. يتطلب هذا الحل فرعًا من أسطوانة العمل أو حفر الأسطوانة لتثبيت المستشعر الهيدروليكي. حل آخر هو العثور على الحمل المطبق مباشرة على قطعة الاختبار استنادًا إلى بنية اختبار Universal ، وهو مناسب لتركيب مستشعر التوتر (الضغط). وبهذه الطريقة ، يجب فصل قضيب حث معين لتثبيت مستشعر قوة السحب (الضغط). يحتاج كل من الحلول المذكورة أعلاه إلى تغيير بنية الماكينة الأصلية ، وعملية التحول معقدة ، وتاريخ جمع إخراج الجسر: الإشارة الكهربائية مع إضافة العين 1-هذه المعدل يجب تضخيمها وتصفيتها ، إلخ. من أجل البحث عن طريقة قياس قوة أبسط وأكثر موثوقية ، تم إجراء تحليل الهيكل الداخلي لآلة الاختبار. وجد البحث أن الحمل المطبق على العينة يتناسب مع زاوية أرجوحة البندول داخل الجهاز ، وعضو قضيب يدفع تقلبات البندول للترجمة على طول المحور. أي أن إزاحة حركة تجميع قضيب يرتبط خطيًا بالحمل. باستخدام الخصائص الهيكلية للآلة ، يتم تحويل مشكلة قياس حجم الحمل إلى مشكلة في قياس إزاحة مجموعة القضيب. بالنظر إلى أن تردد حركة هذا الجزء منخفض ، يتم استخدام محول المقاومة الخطي الخطي عالي الدقة لقياس الإزاحة. لن يغير هذا الهيكل والحالة العاملة للآلة والمعدات الأصلية ، وقيمة الإخراج كبيرة بما يكفي. يمكن إجراء تحويل A/D مباشرة دون تضخيم ، مما يجعل الدائرة بسيطة وخطأ صغير.
2.2 اختيار محول A/D وتصميم الدائرة الطرفية
هذا الجزء من الدائرة يتصرف إشارات الجهد التناظرية التي تم الحصول عليها أعلاه إلى إشارات رقمية لسهولة التعرف على الكمبيوتر.
2.2.1 اختيار وخصائص محول A/D هناك العديد من أنواع محول A/D ، وعروض مختلفة وتغيرات كبيرة في الأسعار. وفقًا لمبدأ التحويل الخاص به ، يتم تقسيمه إلى طريقة المنحدر الثنائي ، وطريقة التكامل ، وطريقة المقارنة المتوازية ، وطريقة تحويل التردد الجهد وطريقة مقارنة التسلسل. نظرًا لأن هذه التجربة تحتاج إلى قياس عدد قليل من قنوات البيانات ومعدل التحويل المطلوب ليس مرتفعًا. بالنظر إلى العوامل مثل الدوائر المحيطية البسيطة ، والموثوقية الجيدة ، ومتطلبات الطاقة المنخفضة والاقتصاد ، يتم اختيار رقاقة ADC0809. إنه جهاز الحصول على بيانات CMOS وهو عبارة عن حزمة مزدوجة 28 سنًا. لا يتضمن فقط محولًا تقريبيًا متتاليًا 8 بت ، ولكنه يوفر أيضًا مفتاحًا متعدد القنوات التناظري من 8 قنوات ومنطق معالجة المفصل. ميزاتها الرئيسية هي: ① استخدم مصدر طاقة 5V واحد ، مع نطاق ساعة عمل من IOKH2-1MH2 (القيمة النموذجية 640 كيلو هرتز) ؛ ② الدقة هي رمز ثنائي 8 بت ، مع دقة 7 بت ، والانحراف الصفري والخطأ الكامل كلها أقل من 0.51 SB ، وليس هناك حاجة إلى معايرة ؛ ③ يحتوي على التحكم في مفتاح قفل الباب 8 قنوات ، والذي يمكنه الاتصال مباشرة بـ 8 كميات تمثيلية أحادية النهاية. يظهر هيكل الرقاقة في الشكل 1 ، ويتم اعتماد عملية المقارنة المتتالية. تستخدم طريقة المقارنة هذه على نطاق واسع ، ويتم إجراء العديد من رقائق التحويل A/D على هذا المبدأ. يستخدم سلسلة من الفولتية المرجعية (مثل فك الرمز المستخدم عند وزن التوازن) ويدخل الجهد المراد تحويله [كائنات وزن) لتحديد ما إذا كان كل بت من الرقم المحول هو 1 أو 0 بت. يتم تحديد الترتيب من الأعلى إلى المنخفض. هذا يشبه وزن التوازن ، وإضافة عمليات فك تشفير واحدة تلو الأخرى ، من كبيرة إلى صغيرة ، حتى يكون وزن فك التشفير المضافة هو وزن الكائن الثقيل.
2.2.2 وظائف ومعالجة دبابيس ADC0809 من تصميم الدائرة المحيطية هي كما يلي:
تحاكي القناة المدخلات ، ويتم توصيل المسار من خلال ثلاثة فك تشفير عناوين ADDA و DDS و DDC. AD DA ، A DDB ، A DDC: إشارة اختيار القناة التناظرية. ADDA هو الموضع المنخفض و ADDC هو الوضع العالي. إذا كانت القناة 0 هي بوابات ، أي ، يا عمل. وهكذا ، نظرًا لأن هذه التجربة تتطلب فقط تحويل قناة واحدة ، فليس هناك حاجة لإكراه عنوان القناة ، فقط على جميع العناوين الثلاثة ، أي فقط المدخلات من UP صالحة. Cl K: نهاية إشارة إدخال الساعة. نظرًا لأن هذه الشريحة لا تحتوي على ساعة داخلية ، تتم إضافة الساعة. وفقًا لمتطلبات التردد الخاصة به ، تم تصميم مذبذب كما هو موضح في الشكل 2. يستخدم تذبذب بوابة NAG لإنشاء إشارة نبض الموجة المربعة بنفس تردد بلورة الكوارتز. التردد هو 32 كيلو هرتز ، والذي يلبي متطلبات CLK على مدار الساعة. EO C: تشير إشارة نهاية التحويل إلى أن تحويل A/D ينتهي. أرسل الإشارة إلى الكمبيوتر لإخطارها بقراءة البيانات. نظرًا لأن تواتر إشارة الدخل منخفض ، لا يتم إعداد أي أخذ عينات ودائرة عقد.
2.3 واجهة والتحكم في البرنامج
هناك العديد من طرق الاتصال لأجهزة الكمبيوتر لتلقي الإشارات الرقمية. يمكن إكمالها من خلال توسيع اللوحة الأم للكمبيوتر ، أو يمكن استخدامها لاستخدام واجهات متوازية والواجهات التسلسلية. على الرغم من أن مرحلة توسيع اللوحة الأم لديها إشارة شاملة وأسهل تصميم لوحة ، إلا أنها سيئة في التنوع. تحتاج إلى فتح جهاز الكمبيوتر الرئيسي لتثبيت اللوحة. على الرغم من أن واجهة shenxing يمكن أن تجري التواصل لمسافات طويلة ، إلا أنها بطيئة وتتطلب تصميم محول اتصال منفصل. غالبًا ما تستخدم الواجهات المتوازية للاتصال بأجهزة الاستخراج (مثل الطابعات). ولكن من الممكن استخراج البيانات عن طريق التحكم في الكمبيوتر من خلال البرنامج. هذه التجربة مبرمجة بلغة C ، وبرنامج مصدر التحكم في المنفذ كما يلي:
2.4 السيطرة على الدائرة المحفوفة بالمخاطر
قد يكون هناك العديد من التدخلات في الدائرة ، مثل إمدادات الطاقة ، والضوضاء الأرضية ، والتداخل الكهرومغناطيسي ، وما إلى ذلك ، إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح ، فسيؤثر حتماً على العمل الطبيعي. طريقة المعالجة هي: ① الجنيه الكهربائي مأخوذ من الكمبيوتر ، والجهد العاملة هو 5 فولت. بالنظر إلى أن الجهد داخل الكمبيوتر ليس دقيقًا للغاية ، يتم استخدام الجهد 12V المأخوذ لتنظيم الجهد. يمكن أن تلبي الدقة المتطلبات. لتقليل ضوضاء إمدادات الطاقة ، تتم إضافة مكثف كهربائي كبير السعة إلى الطرف الأمامي من LM7805 لبناء الموجة منخفضة التردد لتقليل مكون النبض. تتم إضافة المكثفات المرشح عالي التردد بين مصدر الطاقة لكل شريحة وسلك الأرض ، مما يقلل بشكل كبير من التداخل الناجم عن تيار الارتفاع الناجم عن التوصيل العابر وإغلاق الحمل الحالي. ② للتحكم في التداخل الأرضي ، يتم استخدام طريقة التأريض متعدد النقاط بشكل أساسي. ③ افصل خط الطاقة عن خط الإشارة ، وحماية خط البيانات ، وتقليل طول خط البيانات ، بحيث يمكن التحكم في التداخل الكهرومغناطيسي داخل نطاق صغير جدًا.
تستخدم أنظمة الحصول على بيانات الكمبيوتر شائعة الاستخدام فتحات توسيع اللوحة الأم أو واجهات التسلسلية. من خلال التجارب ، وجد أن استخدام المنفذ المتوازي لجهاز الكمبيوتر لاكتساب البيانات أمر ممكن تمامًا ، وله مزايا لا يمكن أن تتطابق الموانئ الأخرى ، وهي الخطوط البسيطة ، والتصميم السهل ، والتدخل الصغير ، ومعدل الإرسال العالي ، والزراعة الجيدة ، وما إلى ذلك. وهذا ذو أهمية كبيرة لدراسة التحكم في الكمبيوتر.http://www.hssdtest.com/