专利名称：材料冲击试验机微机测控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种材料试验检测设备。
当前我国生产和使用的材料冲击试验机，其测量系统都是机械标盘式。使用时，需人工拨针，人工读数，人工记录。在这三个人工操作的环节中若有一个失误(忘拨针；未对正指针而读数不准确；记录时产生错误)，都会造成当次试验的失败，若试验样品仅仅是一个，其损失则无法挽回。
本实用新型的目的在于要排除以上失误和差错，改变现有的落后面貌，提供一套准确无误，制造容易，成本低廉，操作简便的微机测控装置。
本实用新型采用的方案是用线性变化光电轴角编码器作为角度(能量)传感器；用微机进行测控；用数码管显示；用打印机打印出测试数据及其表格。该方是采取如下具体措施予以实现的在冲击试验机的主轴部分，安装具有弹性的机械联轴节，联轴节的另一端与光栅式光电轴角编码器联接，该编码器通过法兰盘固定在主机机体上。该编码器可以将冲击试验机主轴反映能量的线性变化信息，通过接口电路传给微机处理，显示和打印。同时，微机还可通过获得的信息进行分析，需要时还可通过接口电路和控制线控制主机完成举摆和挂摆的动作。
本实用新型的工作原理如下当冲击试验机摆锤和摆杆脱离挂钩向下冲击试样时，主轴和拨针也随之一起转动，弹性联轴节带动编码器轴随主轴旋转。编码器将主轴转角转换成电信号输出，其电信号数值(码值或脉冲数目)与轴的转角成线性关系。微机通过接口电路采集编码器信号，当正向行程(即冲击行程)转到顶点时，微机将最大值φ予以保留，并用公式“β＝φ－α”计算出β角(α为予扬角)，进而计算出能量与冲击值。对类似JBZ－－300和JB30－－B等冲击试验机，当反向行程(摆锤和摆杆靠贯性回摆)时，微机进行减计数，回摆达到顶点时发出举摆控制信号，经过接口电路光电隔离，功率放大后驱动主机原有的电器系统完成举摆动作。如附图三所示举摆控制信号接口电路主要由光电耦合器U2、功放级U1和相应的匹配电阻、电缆所组成。当微机发出举摆信号时，I／O接口的PA1为高电平，U2导通，U1导通，进而使主机电器箱中继电器1J导通，此时离合器吸合，电机转动，实现举摆。
如附图(三)所示本实用新型设有1.冲击按钮保险电路，主要由与非门U4光电隔离双向可控硅U3，双向可控硅U5和相应的匹配电阻、电容所组成。当微机处于测量和打印行程时，微机发出冲击封锁信号使冲击按钮处于被封锁状态，I／O接口之PA2处于高电平，U4输出低电平，U3截止，U5截止，冲击控制回路被截断，从而达到保护目的；2.打印机控制电路，当选择开关K接通＋5V端时，PA3处于高电平，微机查询得知数据需要打印，同时打印机被接通电源；3.编码器信号电路，主要是通过接口电路I／O口的PA4和PA5将编码器信号引入微机。
本实用新型的优点在于1.能量显示和打印精度比现有的机械标盘式有明显的提高，甚至连指针摩擦力引起的能量变化(0.2J)也能精确地显式出来；2.抗干扰能力强，可靠性好，重复测量精度高；3.能自动控制测量和记录过程，避免了现有人工操作可能引起的失误，提高了数据可信度；4.可用键盘输入年、月、日及样品截面积、样品数量等参数，使其打印的数据表格规范化，避免了现有人工抄数和记录的失误；5.可连续自动测试样品数99个或更多，可通过软件设计来确定任何所需数量；6.能通过键盘检查和改变内存内容，检查程序运行中可能出现的问题；7.制造简单、价格低廉，操作容易，有利普及，不但可用于新产品的更新换代，还可用于对现有的老产品进行技术改造；8.本实用新型稍加修改或不用修改即可扩展用于其它材料试验机。
附图(一)为本装置与冲击试验机的结构示意图，其中1.机械弹性联轴节；2.发兰盘；3.线性光电轴角编码器；4.电缆；5.接口电路；6.微机；7.显示器；8.打印机；9.控制信号电缆；10.电源；11.冲击机电器柜；12.摆锤；13.摆杆；14.拨针；15.标盘；16.主轴。
附图(二)为弹性联轴节结构图，其中21.锁紧螺母；22.螺钉；23.弹簧；24与25.钢球；26.拨叉；27.拨杆。
附图(三)为电路原理图，其中A.微机；B.编码器电路；C.去向打印机。
实施例本实用新型试验用1.微机是TP801单板机，其中包括CPU，CTC，I／O并行接口。应有足够的ROM(随机存取存储器约4K)和RAM(固定＜只读＞存储器约2K)；2.编码器是2400对线光栅式光电轴角编码器；3.用一般国产数码管即可显示，也可用液晶；4.打印机用GP16型即可。
权利要求1.一种材料冲击试验机测控装置，其特征在于在冲击试验机的主轴部分，安装有具弹性的机械联轴节，联轴节的另一端与光栅式光电轴角编码器联接，该编码器可以将冲击试验机主轴反映能量的线性变化信息，通过接口电路传给微机处理后显示和打印。
2.根据权利要求1所述的测控装置，其特征在于编码器光栅圆盘刻线为等间隔分布并通过法兰盘固定在主机机体上。
3.根据权利要求1所述的测控装置，其特征是微机测控系统(如附图三)中的光电藕合器U2中二极管正极与微机接口PA1相连接，负极与R6连接，二支工作电极分别与R5和R4连接；光电隔离可控硅U3中二极管正极与U4连接，负极与R11连接，一支工作电极与R8连接，另一支工作电极与U5控制极和R9连接；双向可控硅U5一支工作电极与R6、R7和开关连接，另一支工作电极与R9，电容和继电器GD1连接。
专利摘要一种可以使现有标盘式材料试验机更新换代或进行技术改造的微机测控装置，其结构特征为，在冲击试验机的主轴部分安装具有弹性的机械联轴节，联轴节的另一端与光栅式光电轴角编码器联接，该编码器可以将冲击试验机主轴反映能量的线性变化信息通过接口电路传给微机处理后显示和打印。
文档编号G01N3/02GK2063639SQ89212920
公开日1990年10月10日 申请日期1989年4月18日 优先权日1989年4月18日
发明者张春彦 申请人:张春彦