Diseño de interfaz de computadora de la máquina de pruebas universales hidráulicas

Máquina de pruebas universales hidráulicasDiseño de interfaz de computadora
1 ideas de diseño
Para completar la función anterior, el cambio en la carga a medir primero debe convertirse en un cambio en la cantidad eléctrica, es decir, la adquisición de la señal. Después de obtener la cantidad eléctrica, a menudo debe amplificarse y luego se inserta en el circuito de conversión analógico a digital (A/D) para discretos la cantidad analógica a digital en la cantidad digital. Estas cantidades digitales se utilizan para la computadora a través de circuitos de interfaz específicos, y el intervalo de muestreo, el tiempo de muestreo total, etc. se utilizan para controlar el intervalo de muestreo, y se dibujan las curvas de animación correspondientes y la simulación de la vida real.
2 Proceso de diseño y principio de trabajo
2.1 Diseño del sensor
La función principal de esta parte de los componentes es completar la conversión de cantidades no eléctricas no eléctricas. Además de requerir cierta precisión en el diseño, la estructura debe ser lo más simple posible. A través del análisis, se encontró que la magnitud de la carga en la máquina de prueba universal hidráulica puede expresarse mediante la presión de aceite del aceite hidráulico. Por lo tanto, el diafragma de medición de presión puede usarse para convertir la presión del aceite en el cambio de la resistencia al medidor de deformación, y el cambio de resistencia en el cambio de voltaje o corriente a través del puente de piedra de trato, y luego la amplificación, el filtrado y otro procesamiento se pueden realizar a la salida. Esta solución requiere una rama del cilindro de trabajo o perforando el cilindro para instalar el sensor hidráulico. Otra solución es encontrar la carga aplicada directamente en la pieza de prueba en función de la estructura del probador universal, que es adecuado para montar el sensor de tensión (presión). De esta manera, una cierta varilla de urgencia debe desconectarse para instalar un sensor de fuerza de extracción (presión). Ambas soluciones anteriores deben cambiar la estructura de la máquina original, el proceso de transformación es complicado y la fecha de recolección de salida del puente: la señal eléctrica con la adición de ojo 1-este-uno-valente debe amplificarse, filtrarse, etc. El circuito correspondiente es relativamente compleja y la precisión no es fácil de garantizar. Para buscar un método de medición de fuerza más simple y confiable, se realizó el análisis de la estructura interna de la máquina de prueba. La investigación encontró que la carga aplicada al espécimen es proporcional al ángulo del columpio del péndulo dentro de la máquina, y el miembro de la barra que empuja el péndulo se balancea para traducirse a lo largo del eje. Es decir, el desplazamiento del movimiento del conjunto de la barra está relacionado linealmente con la carga. Usando las características estructurales de la máquina, el problema de medir la magnitud de la carga se convierte en el problema de medir el desplazamiento del conjunto de la varilla. Teniendo en cuenta que la frecuencia de movimiento de esta parte es baja, se usa un convertidor de resistencia lineal de alta precisión lineal para medir el desplazamiento. Esto no cambiará la estructura y el estado de trabajo de la máquina y el equipo original, y el valor de salida es lo suficientemente grande. La conversión A/D se puede realizar directamente sin amplificación, lo que hace que el circuito sea simple y el error pequeño.
2.2 Selección del convertidor A/D y el diseño del circuito periférico
Esta parte del circuito discreta las señales de voltaje analógico obtenidas anteriormente en señales digitales para una fácil identificación por computadora.
2.2.1 Selección y características del convertidor A/D Hay muchos tipos de convertidor A/D, diferentes actuaciones y grandes variaciones de precios. De acuerdo con su principio de conversión, se divide en el método de pendiente binaria, el método integral, el método de comparación paralelo, el método de conversión de frecuencia de voltaje y el método de comparación de secuencias. Dado que este experimento necesita medir el pequeño número de canales de datos y la tasa de conversión requerida no es alta. Teniendo en cuenta los factores tales como circuitos periféricos simples, buena confiabilidad, bajos requisitos de potencia y económica, se selecciona el chip ADC0809. Es un dispositivo de adquisición de datos CMOS y es un paquete de doble línea de 28 pines. No solo incluye un convertidor de aproximación sucesivo de 8 bits, sino que también proporciona un interruptor analógico de 8 canales multicanal y lógica de direccionamiento de juntas. Sus características principales son: ① Use una sola fuente de alimentación de 5 V, con un rango de reloj de trabajo de IOKH2-1MH2 (el valor típico es de 640 kHz); ② La resolución es un código binario de 8 bits, con precisión de 7 bits, desviación cero y error a gran escala son todos menos de 0.51 SB, y no se requiere calibración; ③ Tiene un control de interruptor de bloqueo de la puerta de 8 canales, que puede conectarse directamente a 8 cantidades analógicas de un solo extremo. La estructura del chip se muestra en la Figura 1, y se adopta el proceso de comparación sucesiva. Este método de comparación se usa ampliamente, y se realizan muchos chips de conversión A/D sobre este principio. Utiliza una serie de voltajes de referencia (como el decodio utilizado al sopesar el saldo) e ingresa el voltaje que se convertirá [objetos de peso) para determinar si cada bit del número convertido es de 1 o 0 bit por bit. El orden se determina de lo alto a lo bajo. Esto es como sopesar el equilibrio, agregando decodes uno por uno, de grandes a pequeños, hasta que el peso del decodio agregado es el peso del objeto pesado.
2.2.2 Las funciones y el procesamiento de los pines ADC0809 del diseño del circuito periférico son las siguientes:
El canal simula la entrada, y la ruta está conectada a través de tres direcciones de decodificación de ADDA, un DDS y un DDC. AD DA, A DDB, A DDC: señal de dirección de selección de canal analógico. ADDA es la posición baja y ADDC es la posición alta. Si 000, el canal 0 está cerrado, es decir, u, o trabajar. Y así sucesivamente, dado que este experimento solo requiere que se convierta un canal, no hay necesidad de marginar la dirección del canal, solo que molde las tres direcciones, es decir, solo la entrada desde UP es válida. CL K: el extremo de la señal de entrada del reloj. Dado que este chip no tiene reloj interno, se agrega el reloj. De acuerdo con sus requisitos de frecuencia, el oscilador está diseñado como se muestra en la Figura 2. Utiliza la oscilación de la puerta NAG para generar una señal de pulso de onda cuadrada de la misma frecuencia que el cristal de cuarzo. La frecuencia es de 32 kHz, lo que cumple con los requisitos del reloj CLK. EO C: La señal final de conversión indica que la conversión A/D termina. Envíe la señal a la computadora para notificarla para leer los datos. Dado que la frecuencia de la señal de entrada es baja, no se configura el circuito de muestreo y sujeción.
2.3 Control de interfaz y programa
Hay muchos métodos de comunicación para que las computadoras reciban señales digitales. Se pueden completar a través de la expansión de la placa base de la computadora, o pueden usarse para usar interfaces paralelas e interfaces en serie. Aunque la fase de expansión de la placa base tiene una señal integral y es más fácil de diseñar una tabla, es deficiente en versatilidad. Debe abrir el mainframe para instalar la placa. Aunque la interfaz Shenxing puede realizar una comunicación a larga distancia, es lento y requiere un adaptador de comunicación separado para diseñar. Las interfaces paralelas a menudo se usan para conectarse a dispositivos de extracción (como impresoras). Pero es posible extraer datos controlando la computadora a través del software. Este experimento está programado en lenguaje C, y el programa de fuente de control de puerto es el siguiente:
2.4 Control de riesgo de circuito
Puede haber muchas interferencias en el circuito, como la fuente de alimentación, el ruido del suelo, la interferencia electromagnética, etc. Si no se maneja adecuadamente, inevitablemente afectará el trabajo normal. El método de procesamiento es: ① La libra eléctrica se toma de la computadora, y el voltaje de trabajo es de 5V. Teniendo en cuenta que el voltaje dentro de la computadora no es muy preciso, el voltaje de 12 V tomado se utiliza para regular el voltaje. La precisión puede cumplir con los requisitos. Para reducir el ruido de la fuente de alimentación, se agrega un condensador electrolítico de gran capacidad al extremo frontal del LM7805 para la construcción de ondas de baja frecuencia para reducir el componente de pulsación. Se agregan condensadores de filtro de alta frecuencia entre la fuente de alimentación de cada chip y el cable de tierra, lo que reduce en gran medida la interferencia causada por la corriente de pico causada por la conducción transitoria y el apagado de la carga de corriente. ② Para el control de interferencia en el suelo, el método de conexión a tierra de múltiples puntos se usa principalmente. ③ Separe la línea de alimentación de la línea de señal, proteja la línea de datos y minimice la longitud de la línea de datos, de modo que la interferencia electromagnética se pueda controlar dentro de un rango muy pequeño.
Los sistemas de adquisición de datos informáticos comúnmente utilizados utilizan ranuras de expansión de placa base o interfaces en serie. A través de experimentos, se encuentra que el uso del puerto paralelo de una computadora para la adquisición de datos es completamente factible, y tiene ventajas de que otros puertos no pueden igualar, a saber, líneas simples, diseño fácil, pequeña interferencia, alta tasa de transmisión, buena plantación, etc. Esto es de gran importancia para el estudio del control de la computadora.http://www.hssdtest.com/