专利名称：高性能混凝土综合性能测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混凝土性能检测仪表。
高性能混凝土综合性能测试仪的技术方案它由机壳和机芯组成，其特征在于机壳的前端有一个探头，探头与机壳内的传感器连接，传感器连接电路主板，电路主板与机壳表面布置的视窗、开关、接口和按键电连接；电路主板的单片机控制电路与闭环控制回路连接，其输入端分别连接电源电路、温度传感器、键盘输入电路、实时时钟电路、扭矩测量电路，其输出端分别连接输出显示电路和通讯接口电路；闭环控制回路由连接单片机控制电路输出端的功率放大电路连接扭矩传感器、扭矩传感器分别连接测量反馈电路和扭矩测量电路后连接单片机控制电路的输入端。
上述单片机控制电路的管脚7、8、9、14与键盘输入电路连接，管脚3、4连接晶振电路，管脚12、13与通讯接口电路连接，管脚16、17、11连接实时时钟电路，管脚21、23连接闭环控制回路，管脚25、26、27连接转换电路，管脚29-42、24连接输出显示电路。
上述机壳后端呈拐角形手柄。
上述按键有测试、确定、取消、上述接口有充电接口和通讯接口，充电接口内接电源电路。
有益效果本实用新型通过测试流态混凝土的粘滞阻力及砂石水泥浆的自振频率，建立粘滞阻力、砂、石、水泥浆与混凝土坍落度、扩展度、水灰比、强度、水化温度之间的数学模型。采用模糊控制理论，准确的测量出混凝土的坍落度、扩展度、水灰比、强度、水化温度。它具有以下特点1、携带、操作方便，节省人力。可适用于各种施工现场及试验室，对操作人员的要求低，最大限度的消除了人工误差，各种测试只需1人。
2、测试的数据客观准确全面。包括坍落度、扩展度、水灰比、强度、温度，准确率在90-97％。以下是测试结果准确性对比说明
3、数据处理及时、科学、便于混凝土施工现场质量控制。数据处理实现了计算机智能化处理，便于技术人员进行质量评估和技术档案的保存，使测试数据的统计、分析、质量控制实现了有机结合，便于建筑施工质量管理。
4、该仪器可以及时测量水泥的稠度。
5、该仪器可以使混凝土的质量的检测与技术人员的评估有机结合，确保了混凝土的质量，提高了混凝土产品的技术含量。
6、计算机智能化分析数据、存储和打印数据，规范统一，便于将施工现场的技术研讨、质量控制。
用途1、坍落度在(120-260)mm，强度等级C10-C80之间的现场混凝土。预拌流态泵送混凝土的坍落度、扩展度、水灰比、强度、水化温度测量。2、水泥的稠度及标准稠度用水量的测定。3、将测试数据存储、打印，并与计算机交换，进行统计分析，控制高性能混凝土的质量。广泛应用于坍落度值在120mm-260mm的现场搅拌混凝土，预拌泵送混凝土等的检测，及测试数据的智能化处理。
图9是本实用新型结构示意图；
图10是本实用新型外形实施例图。
图中1—机壳、2—探头、3—传感器、4—电路主板、5—视窗、6—开关、7—通讯接口、8—充电接口、9—按键、10—手柄、11—电池。
本实用新型的电路原理参见图1、2高性能混凝土综合性能测试仪的控制电路系统有以下几个模块组成电源电路、实时时钟、温度传感器、键盘输入、单片机控制、通信接口、闭环控制回路、扭矩测量和输出显示。电路主板的单片机控制电路与闭环控制回路连接，其输入端分别连接电源电路、温度传感器、键盘输入电路、实时时钟电路、扭矩测量电路，其输出端分别连接输出显示电路和通讯接口电路。
1.单片机控制模块，控制电路的中心单元，如图2所示，主要完成信号输入、数据处理、存贮、输出控制和显示控制等功能。电路控制系统采用摩托罗拉公司生产的68HC908GP32单片机为微控制器单元，该MCU具有内置32K的闪存存贮器，不但完成代码存贮，还可以进行在线数据记录，另外它具有丰富的外围接口电路如模数转换，定时器输入输出，异步通信接口和串行外设接口等，简化整个系统的设计起到很大的作用。
在单片机控制系统中，单片机U1的管脚(7、8、9、14)和键盘电路联接，完成人机输入的功能；管脚(3和4)外接晶振电路，晶振电路是含有Y1的已制知普通电路；管脚(12和13)和异步通信串行接口电路联接，通过串口可以和上位机(PC机)进行数据通信；管脚(16、17和11)和实时时钟电路、连接，给控制电路提供精准的日历时间；管脚(21、23)为闭环控制回路的输出控制和输入反馈；管脚(25、26和27)作为A/D转换电路，分别把扭矩信号、电源电压信号和热敏电阻端电压信号转换成数字信号，传送到单片机片内系统中，由程序进行处理；管脚(29-42、24)与液晶显示电路的连接，显示控制菜单和数据测量的结果。
2.键盘电路。如图3所示，主要由J1、J2、U6(SN74LS148)、U4(M74HC123MR)以及电阻电容组成，其中U6位三八译码器，作为键盘的输入选择，U4作为单稳态触发器，在按下薄膜开关时，U4通过管脚14给单片机的外部中断信号管脚产生一个宽度一定的脉冲信号，使得单片机进入外部中断处理程序，从PTC0～PTC3口读入键值，进而控制系统。
3.电源电路。如图6所示，由U5(LM7805T)和U9(LMC7660)为电源信号电路，其中U5为12伏电压到5伏电压的DC-DC转换，给单片机小系统板作为电源供电，而U9主要是5伏到负5伏的DC-DC电压转换，为液晶显示电路提供负压电源。
4.通信接口电路。如图4所示，主要U3(MAX232CEX)芯片组成，它把单片机的串行通信接口(SCI)的信号电平转换之后，可以直接通过J6和微机的RS-232串行通讯接口进行数据传输通信。
5.实时时钟电路(RTC)。如图5所示，主要由U7(DS1305N)组成，该电路自己带有备用电池，在仪器掉电的情况之下还进行精确计时。RTC电路主要通过串行通讯接口(Serial Peripherial Interface Module简称SPI)和单片机进行握手通信。
6.闭环控制回路由连接单片机控制电路输出端的功率放大电路连接扭矩传感器、扭矩传感器分别连接测量反馈电路和扭矩测量电路后连接单片机控制电路的输入端。如图7所示，主要由X1A(74HC14MIR)、电机的光电码盘和Q2(K139)组成，单片机通过Pin23管脚输出宽度可调的脉宽导通Q2，来控制扭矩传感器上电机的端电压；电机的转速则通过光电码盘产生的非正弦信号，经过X1A整形成为标准TTL脉冲，输入到单片机的Pin21。单片机通过测量脉宽的时间长度和脉冲周期，来计算扭矩传感器上的电机速度，然后通过单片机系统中的数字调节器调节输出脉宽的宽度，从而控制电机的端电压，从而达到电机稳速的目的，完成扭矩测量功能。
7.扭矩测量电路。如图7所示，主要由电机、D1(二极管)以及运算放大电路(LM324)等组成，当作为传感器中电机的速度稳定之后，通过测量电阻R24的端电压计算出流过电机的电枢电流大小，通过R26和R29的电路测量出电机的端电压，以及电机的已知参数来计算外力在传感器的搅拌翅产生的扭矩，从而达到计算出扭矩的目的。
8.温度传感器，参见图2。主要由R11和R27(MF85)组成。通过测量热敏电阻的端电压和电流，来计算其当前的电阻，然后查表插值求出现场测量温度。
9.输出显示模块，参见图2。由JP1、R16、Q1(2SK1582)组成。JP1为TEC12232S液晶显示接口，显示仪表菜单，输入选择和输出测量结果，提供人机友好界面；R16用于调节液晶亮度，Q1控制液晶控制面板的背景灯的开和关，其它单片机的管脚主要作为输入信号线路直接和TEC12232SL液晶显示模块相连。
在上述电路中，电阻R1-R30、电容C1-C34起稳定电路作用。
权利要求1.一种高性能混凝土综合性能测试仪，由机壳和机芯组成，其特征在于机壳的前端有一个探头，探头与机壳内的传感器连接，传感器连接电路主板，电路主板与机壳表面布置的视窗、开关、接口和按键电连接；电路主板的单片机控制电路与闭环控制回路连接，其输入端分别连接电源电路、温度传感器、键盘输入电路、实时时钟电路、扭矩测量电路，其输出端分别连接输出显示电路和通讯接口电路；闭环控制回路由连接单片机控制电路输出端的功率放大电路连接扭矩传感器、扭矩传感器分别连接测量反馈电路和扭矩测量电路后连接单片机控制电路的输入端。
2.根据权利要求1所述的高性能混凝土综合性能测试仪，其特征在于所述单片机控制电路的管脚7、8、9、14与键盘输入电路连接，管脚3、4连接晶振电路，管脚12、13与通讯接口电路连接，管脚16、17、11连接实时时钟电路，管脚21、23连接闭环控制回路，管脚25、26、27连接转换电路，管脚29-42、24连接输出显示电路。
3.根据权利要求1所述的高性能混凝土综合性能测试仪，其特征在于所述机壳后端呈拐角形手柄。
4.根据权利要求1或3所述的高性能混凝土综合性能测试仪，其特征在于所述按键有测试、确定、取消、△、。
5.根据权利要求1或3所述的高性能混凝土综合性能测试仪，其特征在于所述接口有充电接口和通讯接口，充电接口内接电源电路。
专利摘要一种高性能混凝土综合性能测试仪，由机壳和机芯组成，其机壳的前端有一个探头，探头与机壳内的传感器连接，传感器连接电路主板，电路主板与机壳表面布置的视窗、开关、接口和按键电连接；电路主板的单片机控制电路与闭环控制回路连接，其输入端分别连接电源电路、温度传感器、键盘输入电路、实时时钟电路、扭矩测量电路，其输出端分别连接输出显示电路和通讯接口电路；闭环控制回路由连接单片机控制电路输出端的功率放大电路连接扭矩传感器、扭矩传感器分别连接测量反馈电路和扭矩测量电路后连接单片机控制电路的输入端。该测试仪便于现场搅拌混凝土、预拌泵送混凝土的坍落度、扩展度、水灰比、强度、温度、水泥稠度准确检测及数据智能化处理。
文档编号G01N33/38GK2578828SQ0228570
公开日2003年10月8日 申请日期2002年11月15日 优先权日2002年11月15日
发明者朱效荣, 路来军 申请人:朱效荣