专利名称：挤条机智能压力仪的制作方法
技术领域：
本实用新型——挤条机智能压力仪属自动化控制技术领域，特别涉及数字化自动监测和控制。
现有的电动指针式压力秤，其预置压力需手动将指针拨到所需的读数位置，而实时压力则是通过电动式指针的移动，从粗分刻度上进行读出。其除了分辨率低和功能少之外，还存在脆弱、怕震、易损等严重问题，常常经旅途运输后工作失灵，导致挤条机无法正常工作。
本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题和克服现有电动指针式压力秤存在的分辨率低、功能少、脆弱、怕震、易损等缺点，提供一种分辨率高、功能多、方便灵活、数字化自动检测和自动控制的挤条机智能压力仪。
本实用新型通过下述技术方案实现。
以下结合附图，对本压力仪的结构特征和工作原理描述如下挤条机智能压力仪工作原理方框图如图1所示。本压力仪由金属机壳、印刷电路板、微型打印机、操作及显示面板共同组成，其中，本压力仪电路由传感器调理电路(1)、摸数变换电路(2)、对称稳压电源(3)、外设接口电路(5)、CPU最小系统(6)、键盘管理与显示电路(7)、报警与超载控制电路(8)依次相互连接组成。其简单工作原理为挤条机的工作压力通过传动机构送至传感器调理电路(1)，再通过摸数变换电路(2)实现压力模拟量对数字量的转换，进而经由外设接口电路(5)输入到CPU最小系统(6)进行数据处理。同时，CPU最小系统(6)对由键盘管理与显示电路(7)输送来的预置数据进行处理和显示，并将处理后的报警和超载控制信号送至报警和超载控制电路(8)进行报警并提醒操作者卸压；同时，亦可由微型打印机(4)实现文字打印记录。而且传感器调理电路(1)由对称稳压电源(3)独立供电，以提高其工作稳定性和抗干扰能力。
挤条机智能压力仪的面板结构示意图及其电路原理图分别如图2及图3所示。传感器调理电路电路(1)由集成件IC1、电阻R1～R14、电位器W1～W2、电位器W1～W2、电容C1～C3共同组成，其中，R1～R4组成压力应变传感器桥路，其输出端接入由R5～R7、W1组成的调零阻性网路，再通过R8和R9与由R10～R14、C1～C2、W2组成的自稳零式运算放大器的IC1的正、负输入端相连接、IC1的正、负电源端经R12和R13分别与由变压器BT、二极管d2～d7、电解电容C13～C17、三端集成稳压器7805、7905并串联组成的正、负对称稳压电源(3)的输出端V＋和V－相连接，IC1的输出端经由R14、W2组成的满度微调网络及由C3、R17、C7组成的低通滤波器与摸数变换电路(2)的IC3的信号输入端IN相连接；摸数变换电路(2)由IC2～IC4、R15～R19、C4～C7、C19共同组成，其中，IC2、R15、W3并串联组成电压基准源，其输出经W3与IC3的VR端相连接，IC3的时钟信号输入端CLR与由R18～R19、C19、IC4串并联组成的时钟信号发生器的IC4的输出端相连接，IC3的数字信号输出端B1～B8、D1～D4分别与外设接口电路IC5的输入口PA0～PA7相连接，IC5的输出口PB0～PB7分别与微型打印机PRINTER的数据输入口D0～D7相连接，IC5的复位端RST与由K1、R20、C8并联组成的复位电路相连接，IC5的数据输出口D0～D7分别与由IC6、IC8、IC9并串联组成的CPU最小系统的IC6的数据口PO0～PO7相连接，IC6的输出口P14、P12、P11、分别与BG2、BG4、BG5、R24、R25、R28～R31、指示灯LED1～LED3，组成的指示灯回路相连接，IC6的数据口PO0～PO7分别与IC8的数据口D0～D7相连接，IC8的输出口Q0～Q7分别与IC9的输入口A0～A7相连接；键盘管理与显示电路(7)由IC10、IC12～IC15、键盘KS、R37～R50、显示屏LED4、LED5共同组成，其相互连接关系为IC10的数据口D0～D7分别与IC6的数据口PO0～PO7相连接、IC10的扫描线SL0～SL3分别与IC14、IC15的输入端1A～4A及4×3字键盘KS的行线1R～4R相并联连接，IC10的返回线RL0～RL2分别与键盘KS的列线1C～3C相连接，IC10的段输出线OA0～OA3和OB0～OB3分别与IC12和IC13的输入端A～D相连接，IC12和IC13的段译码输出线a～g分别通过R37～R43、R44～R50与四位字预压力显示屏LEDO4和四位字实压力显示屏LED5相连接，IC14和IC15的位输出线1Y～4Y分别与LED4和LED5的位输入端相连接；报警与超载控制电路(8)是分别由BG3、BG6、IC11、R26～R27、R32～R36、C11～C12、扬声器SP串并联组成报警控制电路和由BG1、R21、继电器RY串并联组成超载控制电路。其中，BG3通过R26与IC6的输出口P13相连接，并与IC11输入端连接，IC11的输出端通过BG6与扬声器SP连接，BG1通过R21与IC6输出口P15相连接，并与继电器RY相连接。电路简单工作原理为由压力传感器桥路获取压力信号送到自稳零式运算放大器(IC1)，经放大后的压力摸拟信号经低通滤器滤波后送入IC3实现摸数变换，且时钟信号发生器提供IC3工作所需的时钟信号。经变换后的数字信号经外设接口电路(IC5)送到CPU系统进行判定，由其设置的软件实现漂移零点自动跟踪处理、去皮重净压力提取、最大压力迭代处理、加载卸载无开关式自动识别处理等，然后由CPU系统的IC6数据总线输送至键盘管理与显示电路的IC10进行实时压力显示处理。在未加载时，按动按键K2向IC6输进高电平脉中，便可在实时压力显示屏LED5上读出空载压力数值。IC10对键盘数据的接收过程是通过扫描线SL0～SL3循环地向键盘KS发送扫描信号，当遇到键盘被按下键入数据时，则通过返回线RL0～RL3进行检测，并转送到CPU系统由软件对键入的预置压力进行判别、限额及防错处理，然后送到IC12进行译码，再输送至LED4实现预置压力显示，按钮K1被按动而发生复位操作之前显示一直被保持。而实时压力数据经IC10送到IC13进行译码，再送到实时压力显示屏LED5进行显示。预置压力和实时压力由CPU系统通过软件控制进行数值比较，当实时压力超过预置压力数值界限时，IC6向BG3送出启动脉冲，使IC11产生报警脉冲信号，推动扬声器SP发声提醒操作者卸压。若操作者不理会报警信号，继读增大压力至软件设定的危险压力时，IC5向BG1送出停机信号去控制继电器RY以切断挤条机电源，保证机械结构的安全。只有当卸压，压力回复为零时，按动打印按钮K3才能生效而被IC6检测和接受。此时，从键盘KS输入批号、(LED2发亮)、日期(LED3发亮)等打印资料确认后，连同软件已迭代选取的最大压力数值一起经由外设接口IC5向微型打印机输送。若不需打印，可重复进行压力监测过程。若需要改变预置压力时，按动复位按钮K1，可重新输入预置压力数值。
本实用新型与现有的电动指针式压力秤比较，主要有如下的优点和效果(1)本压力仪以电子集成化电路结构代替机械指针传动结构，完全克服了现有电动指针式压力秤存在的分辨率低、功能少、脆弱、怕震、易损等缺点；(2)本压力仪实现了数字化自动监测与控制，预置压力与实时压力均以数字分屏显示取代现有压力秤的指针，使得直观明了、分辨率高；(3)本压力仪的空载压力观测功能给零点调整和初压设置带来显著的效用，只有在该功能正确执行或该项操作正确认可时，才能进入下一步的功能和操作，这种功能和防止误操作能力，保证了操作步序的可靠，避免和减少了人为的故障；(4)本压力仪的软件配以清除漂移的零点自动跟踪技术和加载卸载无开关识别技术以及净压力自动提取技术，使压力监测达到了高分辨率和高稳定度的先进水平；(5)本压力仪能与具有揉和、挤条、制粒等功能的多机一体化的新型催化剂成型机实现压力监测配套；(6)本压力仪的人工参数全部采用键盘输入、灵活方便、重量轻、功能多，使挤条机性能步入数字化、智能化、自动化的先进行列。
下面对
如下图1为挤条机智能压力仪工作原理方框图。图2为挤条机智能压力仪的面板结构示意图。图中，9为预置压力显示屏LED4；10为扬声器SP；11为实时压力显示屏LED5；12为传感器桥路零点微调电位器W1；13为微型打印机PRINTER的打印纸出口。14为4×3字键盘KS；15、17、20分别为指示灯LED1、LED2、LED3；16为复位按钮K1；18为空载观测按钮K2；19为打印按钮K3。图3为挤条机智能压力仪电路原理图。
发明人通过华南理工大学机械工厂合作完成了本实用新型的实施。其实施步骤如下①用金属板加工了26×30cm底板，在底板的右边后部位置安装变压器BT、底板前部位置装上2块2×7脚的印刷板插座，并按图2所示电路图对插座进行连线，底板右边中前方位置安装上微型打印机；②按图2所示电路图分别绘制2块电路印刷板，把经筛选的元器件安装于各印刷电路板上，并每块印刷板接通电源进行简单的测试，以保证信号的通路；③把印刷板分别插于底板的各插座上，接通电源进行联调。联调中特别注意；通过调节W1进行零点微调。通过W2进行满度调节，以保证零点不受放大器本身放大量调节的影响，对称稳压电源V＋和V－向IC1和IC3供电，与整机主电源V1分开，以保证摸拟信号不受数字系统的干扰和影响。通过设置软件程序来实现本压力仪设计的各种功能，并按说明书所述电路工作原理进行操行和检查各电路的工作情况和各功能的完成；④用金属薄板加工一个26×30×12cm的机壳和一块右边有打印纸出口的26×12cm的面板，并按图2所示把显示屏、键盘、指示灯、按钮等安装于面板上，并与印刷板插座的插脚按图2及图3所示电路相连接。最后把装有变压器BT、印刷电路板、微型打印机的底板装进机壳内并固紧，并把面板固紧于机壳上。便完成了本实用新型的实施。
权利要求1.一种由金属机壳、印刷电路板、微型打印机及面板组成的挤条机智能压力仪，其特征在于其电路由传感器调理电路(1)、模数变换电路(2)、对称稳压电源(3)、外设接口电路(5)、CPU最小系统(6)、键盘管理与显示电路(7)、报警与超载控制电路(8)依次相互连接组成。
2.按权利要求1所述挤条机智能压力仪，其特征在于所述的传感器调理电路(1)由集成件IC1、电阻R1～R14、电位器W1～W2、电容C1～C3共同组成，其中，R1～R14组成压力应变传感器桥路，其输出端接入由R5～R7、W1组成的调零阻性网路，再通过R8和R9与由R10～R14、C1～C2、W2组成的自稳零式运算放大器的IC1的正、负输入端相连接，IC1的正、负电源端经R12和R13分别与由变压器BT、二极管d2～d7、电解电容C13～C17、三端集成稳压器7805、7905并串联组成的正、负对称稳压电源(3)的输出端V＋和V－相连接，IC1的输出端经由R14、W2组成的满度微调网络及由C3、R17、C7组成的低通滤波器与摸数变换电路(2)的IC3的信号输入端IN相连接。
3.按权利要求1所述挤条机智能压力仪，其特征在于所述的摸数变换电路(2)由IC2～IC4、R15～R19、C4～C7、C19共同组成，其中，IC2、R15、W3并串联组成电压基准源，其输出经W3与IC3的VR端相连接，IC3的时钟信号输入端CLR与由R18～R19、C19、IC4串并联组成的时钟信号发生器的IC4的输出端相连接，IC3的数字信号输出端B1～B8、D1～D4分别与外设接口电路IC5的输入口PA0～PA7相连接，IC5的输出PB0～PB7分别与微型打印机PRINTER的数据输入口D0～D7相连接，IC5的复位端RST与由K1、R20、C8并联组成的复位电路相连接，IC5的数据输出口D0～D7分别与由IC6、IC8、IC9并串联组成的CPU最小系统的IC6的数据口PO0～PO7相连接，IC6的输出口P14、P12、P11分别与BG2、BG4、BG5、R24、R25、R28～R31、指示灯LED1～LED3组成的指示灯回路相连接，IC6的数据口PO0～PO7分别与IC8的数据口D0～D7、IC9的数据口D0～D7相连接，IC8的输出口Q0～Q7分别与IC9的输入口A0～A7相连接。
4.按权利要求1所述挤条机智能压力仪，其特征在于所述的键盘管理与显示电路(7)由IC10、IC12～IC15、键盘KS、R37～R50、显示屏LED4、LED5共同组成，其相互连接关系为IC10的数据口D0～D7分别与IC6的数据口PO0～PO7相连接，IC10的扫描线SL0～SL3分别与IC14、IC15的输入端1A～4A及4×3字键盘KS的行线1R～4R相并联连接，IC10的返回线RL0～RL2分别与键盘KS的列线1C～3C相连接，IC10的段输出线OA0～OA3和OB0～OB3分别与IC12和IC13的输入端A～D相连接，IC12和IC13的译码输出线a～g分别通过R37～R43、R44～R50、与四位字预压力显示屏LED4和四位字实时压力显示屏LED5相连接，IC14和IC15的位输出线1Y～4Y分别与LED4、LED5的位输入端相连接。
5.按权利要求1所述挤条机智能压力仪，其特征在于所述的报警与超载控制电路(8)是分别由BG3、BG6、IC11、R26～R27、R32～R36、C11～C12、扬声器SP串并联组成报警控制电路和由BG1、d1、R21、继电器RY串并联组成超载控制电路，其中，BG3通过R26与IC6的输出口P13相连接，并与IC11输入端连接，IC11的输出端通过BG6与扬声器SP连接，BG1通过R21与IC6输出口P15相连接，并与继电器RY相连接。
专利摘要本挤条机智能压力仪，属数字化自动监测和控制装置。其由传感器调理电路、模数变换电路、对称稳压电源、微型打印机、外设接口电路、CPU系统、键盘管理与显示电路、报警与超载控制电路等组成。它克服了现有压力秤分辨率低、功能少、脆弱、怕震、易损等缺点，其由小键盘操作管理，对预置压力和实时压力实现数字显示，并具有空载观测、超压报警、强制停机和数据打印等多种功能。使挤条机总体性能提高到数字化、智能化、自动化的等级。
文档编号G05D15/01GK2094052SQ9121726
公开日1992年1月22日 申请日期1991年7月1日 优先权日1991年7月1日
发明者林土胜, 潘湘文 申请人:华南理工大学