高精度滑移监控装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及计量检测技术领域，具体涉及一种高精度滑移监控装置。
【背景技术】
[0002]高强度螺栓栓接板具有连接紧密、受力良好、耐疲劳、可拆换、安装简单等特点，因此，被广泛应用在工业与民用建筑、桥梁建筑等工程结构中。由于栓接板在使用过程中会受到外界的拉力，其相对于固定板会产生滑移，从而会施加给固定栓接板的螺栓巨大的剪切力，当剪切力到达一定的程度时会将螺栓剪切断，从而导致栓接板与固定板之间的固定结构被破坏，进而导致事故的发生。目前，对于有关栓接板滑移的研究，其研究结果的判定主要依靠的是实验人员的主观判断，如实验人员看到试验机回针或者听到“砰”的一声时，判定栓接板发生了滑移，然而，这种人为判定的检测方法不可避免地存在误差，甚至是误判。因此，寻求一种栓接板滑移精度的监控装置显得尤为重要，也使测得的施压力更加精确，整个实验更加严谨。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种高精度滑移监控装置，能实时监控栓接板是否发生滑移。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型的高精度滑移监控装置，该装置包括传感器模块、ADC信号转换模块、STM32单片机和声光报警模块，所述传感器模块与ADC信号转换模块连接，所述STM32单片机分别连接ADC信号转换模块和声光报警模块;所述STM32单片机通过RS232串口线与上位机连接。
[0005]所述传感器模块选用高精度的微米级电阻式位移传感器，用于采集栓接板的位移变化信号;所述ADC信号转换模块为24位的模数转换模块，ADC信号转换模块中的采集芯片是ADS1256，用于将采集的位移传感器的模拟信号转换为数字信号，通过SPI通信传输给STM32单片机;所述STM32单片机的芯片为F103ZET6，用于对采集的信息进行计算处理;所述声光报警模块由发光二极管和蜂鸣器组成，所述发光二极管与蜂鸣器分别与STM32单片机连接。
[0006]本实用新型通过高精度的位移传感器和ADC信号转换模块，ADC信号转换模块实时将位移传感器的模拟信号转换为数字信号，提高了信息的传输能力和传输速度，进而提高了整个装置的精度和实时性。本实用新型结构简单，能够方便地对不易测量的栓接板滑移进行实时监控和警示，在发生事故前能够提前预测栓接板的安全性，提高了栓接板滑移研究试验的精确度。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型的原理框图；
[0008]图2为串口电路原理图；
[0009]图3为ADC信号转换模块的电路原理图；
[0010]图4为发光二极管的电路原理图；
[0011]图5为蜂鸣器的电路原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0013]如图1所示，本实用新型的高精度滑移监控装置，该装置包括传感器模块、ADC信号转换模块、STM32单片机和声光报警模块，所述传感器模块与ADC信号转换模块连接，所述STM32单片机分别连接ADC信号转换模块和声光报警模块;所述STM32单片机通过RS232串口线与上位机连接。
[0014]所述传感器模块选用高精度的微米级电阻式位移传感器，用于采集栓接板的位移变化信号;所述ADC信号转换模块选用24位的模数转换模块，其采集芯片是ADS1256，用于将采集的位移传感器的模拟信号转换为数字信号，通过SPI通信传输给STM32单片机;所述STM32单片机的芯片选用F103ZET6，用于对采集的信息进行计算处理。
[0015]图2所示为ADC信号转换模块的接线分布图，J1为通讯端口，与STM32单片机连接，DVDD为外部供电引脚，输出纯净的3.3V，其作为位移传感器的电源正极，SCLK为时钟输入引脚，DIN为命令输入引脚，DOUT为数据输出引脚，DRDY为通知转换完成引脚，CS为片选引脚，RESET为复位引脚，DGND为数字地引脚。J2为模拟输入端，AINO?AIN7总共八个输入口，可以作为8个独立的单端输入，也可以作为4组差分输入，AINO与AINl为一组，AIN2与AIN3为一组41财与4爪5为一组41呢与41町为一组。旁边的偶数电阻1?1、1?2、1?11、1?12、1?18、1?19、1?23、尺24为输入电阻，与后面的滤波电容组成1^滤波电路，与1?3、1?4、1?16、1?17、1?20、1?21、1?25、1?26组成输入衰减电路。
[0016]位移传感器的位移变化会体现在输出电压上，因此只要监测输出电压的变化便能判断位移是否发生改变，ADC信号转换模块将连续不断地对位移传感器的输出电压进行通信采集，并由ADS1256将模拟信号转换为数字信号，传输给STM32单片机，他们之间的通讯方式为SPI通信，本实用新型用STM32ZET6工控板上的SPIl与ADS1256进行通信，具有SPIl通信功能的引脚为TO12(CS)、PB13(SCLK)、PB14(MIS0)、PB15(M0SI) ATM32单片机将采集到的数据源源不断地输出给上位机，传输方式是串口传输，具体用到的为串口 I，串口 I的电路如图3所示。当位移发生改变时，输出电压就会发生改变，这时，STM32单片机就会判断，将异常数据传输给上位机，并发出报警。
[0017]所述声光报警模块包括发光二极管与蜂鸣器，发光二极管电路如图4所不，蜂鸣器电路如图5所示。当达到报警要求时，STM32单片机会给STM32ZET6工控板上的PE6引脚和PB8引脚置高电平，PE6控制的是LED灯，PB8控制的是蜂鸣器，因此，蜂鸣器会发出持续间断的“嘀嘀嘀”的声音，相应的，发光二极管也会不停地闪烁，来警示操作人员。
[0018]本实用新型采用以下方式连接:将位移传感器的红线(正极)与ADC信号转换模块的DVDD引脚连接，绿线(负级)和STM32开发板上的GND连接，黄线(输出线)和ADC信号转换模块上的AINO连接；用RS232串口线将STM32单片机与上位机进行连接，实现单片机与上位机之间的通信；用杜邦线将STM32单片机上的“+5V”、“GND”分别与ADC信号转换模块的“+5V”、“GND”连接，实现STM32工控板对ADC信号转换模块的供电；将STM32开发板上的GP1Dl I引脚和ADC信号转换模块的RESET的引脚连接，GP10D13与DRDY连接，GP10B12与CS连接，GP10B13与SCLK连接，GP10B14与DOUT连接，GP10B15与DIN连接，GND与DGND连接；STM32开发板与ADS1256之间通过SPI通信，设置ADS1256—秒钟内采集100个数据，通过SPI通信传输给STM32开发板，STM32再将数据传输给上位机，实现了对位移传感器输出电压的连续采集。
[0019]试验时，打开开关，ADC信号转换模块对位移传感器的输出电压连续采集，为了避免干扰，舍去采集到的前5个数据，求出接下来采集到的50个数据的平均值，从第56个数据开始，分别与平均值进行比较，只要数据发生ΙΟΟμν以内的变化，STM32单片机便会发出警报，给STM32ZET6的ΡΕ6引脚和引脚置高电平，ΡΕ6控制的是LED灯，ΡΒ8控制的是蜂鸣器，利用systick定时器进行延时，于是，LED灯便会循环闪烁，蜂鸣器也会连续间断的响声，提醒操作人员注意，同时上位机也会采集到这个时间点，关闭试验机，避免对栓接板进一步的破坏，也保证了操作人员的人身安全。
【主权项】
1.一种高精度滑移监控装置，其特征在于，该装置包括传感器模块、ADC信号转换模块、STM32单片机和声光报警模块，所述传感器模块与ADC信号转换模块连接，所述STM32单片机分别连接ADC信号转换模块和声光报警模块;所述STM32单片机通过RS232串口线与上位机连接。2.根据权利要求1所述的高精度滑移监控装置，其特征在于，所述传感器模块为高精度的微米级电阻式位移传感器;所述ADC信号转换模块为24位的模数转换模块，ADC信号转换模块中的采集芯片是ADS1256;所述STM32单片机的芯片是F103ZET6。3.根据权利要求1或2所述的高精度滑移监控装置，其特征在于，所述声光报警模块由发光二极管和蜂鸣器组成，所述发光二极管与蜂鸣器分别与STM32单片机连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高精度滑移监控装置，该装置包括用于采集栓接板的位移变化信号的传感器模块、用于将采集的位移传感器的模拟信号转换为数字信号的ADC信号转换模块、用于对采集的信息进行计算处理的STM32单片机和声光报警模块，所述传感器模块与ADC信号转换模块连接，所述STM32单片机分别连接ADC信号转换模块和声光报警模块；所述STM32单片机通过RS232串口线与上位机连接。本实用新型结构简单，能够方便地对不易测量的栓接板滑移进行实时监控和警示，在发生事故前能够提前预测栓接板的安全性，提高了栓接板滑移研究试验的精确度。
【IPC分类】G01B7/02
【公开号】CN205175337
【申请号】CN201520977379
【发明人】马西良, 吴文辉, 毛瑞卿, 王勇
【申请人】徐州工程学院
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月30日