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基于单片机和RS-232串行通信实现建材质量自动监
发布时间:2020-05-02 23:24

建材质量自动监测系统是一个可以经由过程指定的材料万能试验机进行力学机能指标采集处置惩罚的系统,其主体是联机测试模块,重点是数据采集子模块和智能检测子模块。数据采集子模块包括旌旗灯号的放大年夜和处置惩罚,智能检测子模块则认真所得到力学参数的检测。

自动监测系统总体规划

1、系统总体规划切实着实定

按照自动监测系统的机能及设计要求,系统的规划确定必要从以下几个方面斟酌:

● 自动采集力和形变试验数据;

● 自动阐发处置惩罚采集数据,得出用户要求的力学机能指标;

● 试验历程中按要求确定命据加载速度及各关键技巧的办理规划;

● 能自动保存试验数据,供用户进行数据查询;

● 系统性价比高,界面友好,操作方便,便于用户应用。

要从所设计的系统中获得合理的结果,完成自动监测的功能,就必须依附于系统的每一个组成部分,即材料试验机、传感器、旌旗灯号放大年夜疗养、数据采集系统和数据显示部分。

图1 系统道理框图

2、系统的道理框图

按照上述思路设计的系统可用图1所示的框图加以阐明。

从以上道理图可以看出,试验机上串接的压力传感器输出的小旌旗灯号经由过程樊篱电缆送入旌旗灯号放大年夜疗养模块,完成旌旗灯号的放大年夜、滤波及极性转换等。放大年夜后的模拟旌旗灯号经数字化模块转化为数字量,传送给单片机,再颠末运算及零点补偿等处置惩罚,在液晶模块上显示出来,同时颠末串行接口送到上位机。键盘供给人机交互的手段,但在这次设计中暂纰谬其做出阐发。数据保存模块具有掉落电保护功能,主如果保存当前委托编号,采集数据等信息不因断电而损掉。系统的机能要做到稳定、靠得住、准确,且应用简便,有较高的容错能力,在功能上要包管有必然的可扩展。

3、系统的设计重点

● 联机测试模块

联机测试模块是全部材料试验机监测系统的关键,主要包括图像处置惩罚子模块、数据采集子模块与智能检测子模块.

● 数据的传送与通信

通信法度榜样设计的重点主如果包管通信的靠得住性。因为通信线路长,其一定成为各类尖峰滋扰的引入源,再加之合营地线影响MCU、A/D等单元,引起地电位脉动,从而造成数据哆嗦以致呈现粗大年夜偏差。是以,必须对通信接口电路进行光电隔离。通信接口芯片的选择也很紧张。上位机的通信接口法度榜样,可采纳串行通信控件等实现;谋略机串口1、串口2分手与两数据采集子系统(下位机)相连,采纳轮回扫描要领限时与下位机通信。

联机测试模块的设计

1、图像处置惩罚子模块

图像处置惩罚模块主要认真试验曲线的绘制、显示、保存等操作,系统对付曲线的显示有以下几个方面的要求。

图2 高线性度桥路放大年夜器

① 曲线显示直不雅。依据试验机的最大年夜负载、油缸活塞最大年夜位移、试样估计抗拉强度、最大年夜变形等指标,基础手动输入出横坐标和纵坐标的最大年夜刻度。绘制曲线必须依据此刻度按照比例进行。

② 曲线显示的大年夜小要适中。显示过大年夜,有过分强调曲线数据之嫌,且曲线图象较大年夜,增添系统后续处置惩罚的包袱;显示太小,影响试验加载历程的直不雅表达。

③ 横坐标和纵坐标是必要依据用户的要求发生变更的,不能固定不变。

此模块的设计可以采纳Visual BasicPicture Box控件。

2、 数据采集子模块

数据自动采集的模块包括旌旗灯号变送电路、旌旗灯号采集处置惩罚两部分。

旌旗灯号处置惩罚部分的核心是单片机,全程菜单驱动,根据选定的材料类型自动天生检测的样品组数、个数以及委托编号等。每检测完一组,自动向上位机发送,并送存机内环行数据存储单元以便备查。

图3 顺从点检测法度榜样图

● 旌旗灯号变送电路

旌旗灯号变送电路的核心是具有高精度、高稳定度与高线性度的桥路放大年夜器。因为传感器必须继续经久稳定事情,在传感器选用上必须包管高精度和稳定度,是以选用压阻式压力传感器。传感器的灵敏度可经由过程调节放大年夜器增益来校对,从而使之在高电平输出时具有优越的交换性。

为使线性度和灵敏度均较佳,可采纳如图2所示的高线性度桥路放大年夜器。

● 旌旗灯号采集处置惩罚

旌旗灯号采集的关键是旌旗灯号的A/D转换处置惩罚。A/D转换模块的核心是双积分A/D转换电路ICL7135。ICL7135是一种常用的4位半双积分型单片集成ADC芯片,其分辨相称于14位二进制数;转换精度高,转换偏差为±1LSB;能在单极性参考电压下,对双极性的输入模拟电压进行A/D转换;模拟输入电压范围为0~1.999V。芯片采纳了自动校零技巧,可包管零点在常温下的经久稳定性;模拟输入可所以差动旌旗灯号,输入阻抗极高。

3、智能检测子模块

以常见的建材—钢材为例来阐明。用作修建材料的钢材平日必要具备较高的强度、足够的变形能力、优越的工艺机能等。是以,只要能自动检测出最大年夜负荷,即峰值力,就可以获得顺从点强度。检测的法度榜样框图如图3所示。

数据的传送通信模块的设计

根据系统的拓扑必要,可以采纳RS-232串行通信要领,也可采纳RS-485等现场总线要领。从通信情况和间隔实际启程,采纳RS-232对拍照宜,而且本系统与材料试验机相联系应用,从系统到上位机有必然间隔,是以采纳串行通信要领。

RS-232接口包括接管旌旗灯号线RXD、TXD和一系列节制旌旗灯号线。在这些节制旌旗灯号线中,当RS-232旌旗灯号在进行逻辑转化时:逻辑“0”对应+5~+15V,逻辑“1”对应相对付地的-5~-15V。

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