一种拉力试验机的信号检测控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及材料检测装置【技术领域】，尤其是一种拉力试验机的信号检测控制系统。它包括与拉力试验机的驱动电机连接的主控器和与拉力试验机的电阻应变片连接的传感器，所述传感器与主控器之间还连接有前置放大器、信号滤波器和A/D转换器，所述主控器为AT89C5型单片机；所述传感器将电阻变化量转换为对应比例的电压信号，所述传感器输出的微弱电压信号经前置放大器进行比例放大及信号滤波器进行滤波后输送至A/D转换器，所述A/D转换器将模拟电压信号转换为数字电压信号后输送至主控器。本实用新型极大的简化了控制系统的组成结构，提高了信号检测的精确度，具有很强的实用性。
【专利说明】一种拉力试验机的信号检测控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及材料检测装置【技术领域】，尤其是一种拉力试验机的信号检测控制 系统。
【背景技术】
[0002] 众所周知，拉力试验机是一种通过拉伸材料来检测金属材料、非金属材料、零部 件、构件的强度、刚度、弹性、塑性、韧性及延展性的检测装置，
[0003] 其被广泛应用于机械、建筑、交通运输、冶金、轻纺、新材料等各个领域。
[0004] 拉力试验机一般是由拉伸电机和引伸计（如图3所示，其主要由卡具刀口 a、弹性 件b、变形传递杆c、电阻应变片d及外壳e等构成）等核心部件构成，试样的负荷测量是通 过拉伸电机向试样加载负荷进行拉伸，使试样发生弹性变形、塑性变形直至断裂的过程，然 后利用贴装在试样上的电阻应变片将施力量转换为电阻值变化量；而试样的形变测量是将 试样卡滞在卡具刀口 a内，刀刃与试样接触，两个刀刃之间的距离变化即试样变形量的变 化，通过变形传递杆c和电阻应变片d将弹性件b产生的应变转换电阻变化量；而无论是对 于试样的负荷测量或形变测量，均需要将检测装置与拉力试验机的引伸计或其他部件上的 电阻应变片进行连接，以实现最终的信号输出。
[0005] 现有的拉力试验机的检测控制系统存在结构复杂、测量精度低、稳定性差等诸多 问题，严重的限制了拉力试验机的推广使用。 实用新型内容
[0006] 针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、测 量精度高、稳定性强的拉力试验机的信号检测控制系统。
[0007] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0008] -种拉力试验机的信号检测控制系统，它包括与拉力试验机的驱动电机连接的主 控器和与拉力试验机的电阻应变片连接的传感器，所述传感器与主控器之间还连接有前置 放大器、信号滤波器和A/D转换器，所述主控器为AT89C5型单片机；
[0009] 所述传感器将电阻变化量转换为对应比例的电压信号，所述传感器输出的微弱电 压信号经前置放大器进行比例放大及信号滤波器进行滤波后输送至A/D转换器，所述A/D 转换器将模拟电压信号转换为数字电压信号后输送至主控器。
[0010] 优选地，所述前置放大器包括一级运放和二级运放，所述一级运放的同相输入端 和反相输入端分别通过一第一电阻与传感器的输出端连接，所述二级运放的信号输出端与 A/D转换器的输入端连接、同相输入端连接有调节器，所述一级运放的信号输出端连接有第 一可调电阻；
[0011] 所述信号滤波器包括一连接于第一可调电阻和二级运放的反相输入端之间的RC 滤波电路。
[0012] 优选地，所述A/D转换器为位的双积分A/D转换器。 2
[0013] 优选地，所述主控器还通过232接口连接有PC机。
[0014] 由于采用了上述方案，本实用新型极大的简化了控制系统的组成结构，提高了信 号检测的精确度，具有很强的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型实施例的系统原理框图；
[0016] 图2是本实用新型实施例的前置放大器和信号滤波器的电路连接结构图；
[0017] 图3是现有技术中拉力试验机的引伸计的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利 要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0019] 如图1和图2所示并结合图3,本实施例的拉力试验机的信号检测控制系统，它包 括与拉力试验机的驱动电机A连接的主控器1和与拉力试验机的引伸计B连接的传感器2， 在传感器1与主控器2之间还连接有前置放大器3、信号滤波器4和A/D转换器5 ;其中，主 控器1可采用AT89C5型单片机。如此，可利用主控器1来控制驱动电机1向试样施加一定 的负荷，使贴附在试样上的电阻应变片或者引伸计B上的电阻应变片d产生电阻量变化；此 时，传感器2将产生的电阻变化量转换为对应比例的电压信号，传感器2输出的微弱电压信 号经前置放大器3放大到所需要的数值并经信号滤波器4进行滤波后输送至A/D转换器5， A/D转换器5将模拟电压信号转换为数字电压信号后输送至主控器1，从而利用主控器1进 行处理后取得相应的检测结果。
[0020] 由于传感器1所检测及转换后的信号极为微弱，为保证信号检测及处理的效果， 本实施例的前置放大器3包括一级运放Ul和二级运放U2, 一级运放Ul的同相输入端和反 相输入端分别通过一第一电阻Rl与传感器2的输出端连接，二级运放U2的信号输出端则 与A/D转换器5的输入端连接、同相输入端连接有调节器（本实施例的调节器可由若干个 第二电阻R2和一个第二可调电阻RL2构成），在一级运放Ul的信号输出端连接有第一可调 电阻RLl ;同时，本实施例的信号滤波器4包括一连接于第一可调电阻RLl和二级运放U2的 反相输入端之间的RC滤波电路（其由第三电阻R3和电容Cl构成）。如此，可利用一级运 放Ul对微弱的电压信号进行两倍差动放大，在通过二级运放U2作进一步放大，以满足A/D 转换器5的信号采集需求；通过调节器的设置可以根据实际情况对电压信号进行调零和调 幅处理；信号滤波器5设置于两个运放之间，不但有利于减小差动放大后电阻阻值误差对 整个系统的影响，也可以最大限度的保证两级放大的精度。
[0021] 为降低整个系统的成本，并有效提高系统的检测精度以及抗干扰能力，本实施例 的A/D转换器5可4^位的双积分A/D转换器，如ICL7135A/D转换芯片。另外，为丰富整个 系统的功能，使得检测结果能够被直观的显示，主控器1还通过232接口 6连接有PC机7。
[0022] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运 用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1. 一种拉力试验机的信号检测控制系统，它包括与拉力试验机的驱动电机连接的主控 器和与拉力试验机的电阻应变片连接的传感器，其特征在于：所述传感器与主控器之间还 连接有前置放大器、信号滤波器和A/D转换器，所述主控器为AT89C5型单片机； 所述传感器将电阻变化量转换为对应比例的电压信号，所述传感器输出的微弱电压信 号经前置放大器进行比例放大及信号滤波器进行滤波后输送至A/D转换器，所述A/D转换 器将模拟电压信号转换为数字电压信号后输送至主控器。
2. 如权利要求1所述的一种拉力试验机的信号检测控制系统，其特征在于：所述前置 放大器包括一级运放和二级运放，所述一级运放的同相输入端和反相输入端分别通过一第 一电阻与传感器的输出端连接，所述二级运放的信号输出端与A/D转换器的输入端连接、 同相输入端连接有调节器，所述一级运放的信号输出端连接有第一可调电阻； 所述信号滤波器包括一连接于第一可调电阻和二级运放的反相输入端之间的RC滤波 电路。
3.如权利要求1或2所述的一种拉力试验机的信号检测控制系统，其特征在于：所述 A/D转换器为4^位的双积分A/D转换器。
4.如权利要求3所述的一种拉力试验机的信号检测控制系统，其特征在于：所述主控 器还通过232接口连接有PC机。
【文档编号】G01N3/08GK204043993SQ201420422765
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】高桂丽 申请人:哈尔滨理工大学