专利名称：蠕变变形测量与数据自动采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于金属材料性能测试技术领域，特别涉及用于金属材料蠕变试验的蠕变变形测量与数据自动采集装置。
本实用新型由引伸计、差动变压器式传感器、前置放大器、双路电源、接口、位移监视器、计算机、打印机、CRT显示器组成。将差动变压器式传感器装夹在专用引伸计下部，引伸计的上部和蠕变试样的上下标距的凸园部分紧密联接，这样引伸计铁芯的移动将真实的反应蠕变试样的变形，差动变压器式传感器次级线圈的一端接地，另一端与CBW型前置放大器信号输入端相连，CBW型前置放大器的0.8V、3KHz振荡源接差动变压器式传感器的初级线圈，初级线圈的另一端接地。WDS-1型双路电源对CBW型前置放大器提供±12V直流电压，CBW型前置放大器的输出端接双芯屏蔽信号电缆，双芯屏蔽信号电缆的一端接地，另一端接PS-2120A/D转换板D型插座的CH1～CH16，由PS-2120A/D转换板将模拟信号转换成数字信号，PS-2120A/D模/数转换板通过计算机PCI接口和计算机相接。由差动变压器式传感器传输到计算机接口的信号可以是多通道的，总计为16路，即16路蠕变试样变形信号经屏蔽电缆与A/D转换板输入端输入。
本实用新型是通过差动变压器式传感器和CBW型前置放大器，经双芯屏蔽信号电缆由PS-2120A/D转换板把蠕变试样机械位移量传递给计算机，由计算机进行数据采集和处理。因此，为保证测量数据的准确，用标准位移计对蠕变变形测量与数据自动采集装置进行校准，当标准位移计给出标准位移值时，观察计算机即时显示值，如有误差时，调制前置放大器侧面的校准电位器旋钮，使CRT显示值符合标准位移计的标准值。
本实用新型从根本上改变了蠕变试验中蠕变试样变形数据的人工记录方式。差动变压器式传感器将蠕变试样两侧真实的变形情况，通过双芯屏蔽信号电缆传输给计算机，计算机将按照设定的时间间隔来自动采集某一时刻的蠕变试样变形情况，并进行即时显示、数据处理、曲线拟合、数据备份、打印报表。从而大大提高了蠕变试验的精度和工作效率，增强了试验数据的可靠性。
CBW型前置放大器输出-5V～+5V的电压测量信号，经双芯屏蔽信号电缆传至计算机接口处，计算机接口采用PS-2120型光隔离A/D转换板，与计算机用PCI插孔连接，该板系IBM-PC总线设计，并运用中总线光隔离技术，使被测信号系统同计算机系统隔离，隔离电压为500伏，适用于工业现场数据的采集。该板的分辨率为14位，输入通道为16路，可同时对8支蠕变试样的变形情况进行同时监测。输入阻抗＞10MΩ，转换时间为10微秒，该系统的综合误差(综合误差＝标称值-实测值/满度值×100％)＜0.0366％。
参阅图3，其中CZ1D型插座为CBW型前置放大器信号的输入端，K1为放大器增益选择，K2为I/O地址选择，KJ1、KJ2为模拟量输入单、双端选择，KJ3为模拟量输入单、双极性选择，KJ4、KJ5用于8253工作。
放大器增益的设置用板上方的4位开关K1来设置仪用放大器的增益。放大器设置不同的增益，则满量程的电压值不同，如果增益为1，满量程为10V；当增益为100，满量程为100mV；增益为1000，满量程为10mV。在双极性时，增益为1，正、负满量程分为+5V、-5V；增益为10，正、负满量程为+500mV、-500mV；增益为100，正、负满量程分别为+50mV、-50mV；增益为1000，正、负满量程为+5mV、-5mV。板上的四个调整电位器W1、W2、W3、W4，W3、W4用来调整输入零点，W1、W2用来调整正、负满度值。当增益为1时，输入零信号，反复读A/D转换值，调节W4使其A/D转换结果为零。当增益为10、100、1000时，零点调整应调节W3。
I/O地址的设定本板共占用主机连续8个I/O地址，首地址由开关K2设定，K2的1、2、3、4、5、6、7分别对应地址A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9，K2拨到ON处，表示该地址为0，反之为1，这样设置K2就得到一个首地址，A0、A1、A2的连续变化，就形成了一组连续的8个I/O地址。
蠕变变形测量与数据自动采集装置的分辨率为1μm，测量范围±5mm，相对误差＜1％，(在±5mm范围内每隔100μm为一个测量点，逐点用标准位移计检定，相对误差＝CRT即时显示值-标准位移计标准值/标准位移计标准值×100％)。
通过对蠕变变形测量与数据自动采集装置较长时间的试验考核(试验温度范围500～800℃，累积时间超过1000小时)，说明该蠕变变形测量与数据自动采集装置对蠕变试样变形测量和数据的采集稳定可靠，完全能够满足试验要求。
权利要求1.一种蠕变变形测量与数据自动采集装置，其特征在于由引伸计、差动变压器式传感器、前置放大器、双路电源、接口、位移监视器、计算机、打印机、CRT显示器组成，差动变压器式传感器装夹在引伸计下部，引伸计上部和蠕变试样紧密相连，差动变压器式传感器次级线圈的一端接地，另一端与前置放大器信号输入端联接，前置放大器的振荡源接差动变压器式传感器的初级线圈，初级线圈的另一端接地，前置放大器的输出端接双芯屏蔽信号电缆，双芯屏蔽信号电缆的一端接地，另一端接A/D转换板，A/D转换板通过计算机PCI接口和计算机相接。
2.根据权利要求1所述的蠕变变形测量与数据自动采集装置，其特征在于所说的前置放大器包括有机械位移量向电量转换电路、放大电路、相敏整流电路和有源滤波电路。
3.根据权利要求1所述的蠕变变形测量与数据自动采集装置，其特征在于由差动变压器式传感器传输到计算机接口的信号是多通道的，总计为16路。
专利摘要一种蠕变变形测量与数据自动采集装置，属于金属材料性能测试技术领域，由引伸计、差动变压器式传感器、前置放大器、双路电源、接口、位移监视器、计算机、打印机、CRT显示器组成，差动变压器式传感器与前置放大器输入端相连，前置放大器的输出端接屏蔽信号电缆，屏蔽信号电缆接A/D转换板，A/D转换板通过计算机PCI接口和计算机相连接，本实用新型改变了蠕变试验中蠕变试样变形数据的人工记录方式，实现了计算机控制蠕变变形测量与数据的自动采集，提高了蠕变试验的精度和工作效率，增强了试验数据的可靠性。
文档编号G01N3/18GK2578816SQ02273979
公开日2003年10月8日 申请日期2002年7月4日 优先权日2002年7月4日
发明者牛昌安, 马书盛, 陈志仁, 邢刚军, 杨金荣 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司