专利名称：荷载—沉降—时间相关参数测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程勘探原位测试用的P(荷载)－S(沉降)－t(时间)相关参数测量仪的结构改进。
在工程勘探原位测试中，特别是建筑工程的地基测试中，常需测地基在荷载压力下出现的沉降。最原始的测法是先堆荷载，记下荷载压力，再测土地沉降，不仅测试麻烦，而且在堆载处测沉降也较危险，现在已有从安全角度出发利用传统力学测试仪和位移传感器同时测P、S参数的测试仪。然而沉降量(S)参数不只与荷载量(P)参数有关，还会随荷载持续时间量(t)而变化，因此需根据不同的测试要求给予相关的测试时间间隔，例如快速测沉降，需以15分钟间隔测一次，而常规测沉降，则第1小时内以1分钟间隔，第2小时内以5分钟间隔，第3小时内以10分钟间隔……来进行测试。以往对此相关时间，是通过人工观察时钟方式，控制时间程序。由于测试周期较快，人为控制下，易产生疲劳性差错，而且控制时间的精度显然较低。
本实用新型欲解决上述问题，其目的在于，提供一种能减轻测试人员操作负担、避免测试数据人为因素差错、能在一台测量仪上同时显示P－S－T相关参数的测量仪。
本实用新型是这样实现的在包括外壳、电源、带数据显示窗口和功能控制件的面板、力传感器及荷载测量电路、位移传感器及位移测量电路、A／D转换器、数据显示器、数据输出打印机的P－S－t相关参数测量仪的基础上，再增加一个由程序存贮器、数据存贮器和CPU组成的微处理机系统、一个相关数据接口和一个提供精确测量时序的时基单元，该时基单元包括时基发生器、时间－地址逻辑电路IC2、固定时序发生器和时间数据显示器，上述时基发生器由集成电路IC1、晶体J1、电阻器R1、R2和电容器C1、C2组成，IC1的输出端口与时间数据显示器的CP端和时间－逻辑电路的CP端连接，上述固定时序发生器由ROMIC6和开关K1组成，IC6的地址线端口A0－A11与上述时间－逻辑电路IC2的地址信号输出端口相连，而IC6的输出端口经开关K1接至上述CPU的请求中断端口。
为提高测试适应性，使本实用新型不仅能提供并显示固定测试时序，而且还能由操作人员按测试要求设置随机时间程序，本实用新型可在时基单元中再增设一个随机时序发生器，该发生器包括RAMIC5、集成电路IC3、IC4、开关K2－K4、电阻器R3－R3、电容器C3－C5、C10和设定键AN1，其中IC4、R4、R5、C4、C5组成定时电路，IC4的低触发端口通过C5接另一端接地的设定键AN1，而其输出端口直接接RAMIC5的读选通端口
，并经R3、C3组成的积分延时电路和反相器IC3接RAMIC5的写选通端口
，RAMIC5的地址线端口A0－A11也与IC2的地址信号输出端口相连，而其输出端口与开关K1－K3连接，另外快请用开关K4的一端经C10接IC4的低触发端口而另一端接IC1的输出端口。
为改善因毛刺等引起的抖动及在测量仪工作中插入特殊时序作P－S值特殊采样，本实用新型可在时基单元的时序输出前还设有一个防抖随机采样电路，该电路具有反相器IC7、集成电路IC8、电阻器R8－R11、电容器C6－C9和随机采样键AN2，上述IC8的低触发端口又经C8接另一端接地的AN2，并通过C7、IC7及由R8和C6组成的积分延迟电路接开关K1。
本实用新型通过增加一个提供精确测量时序的时基单元和引入微处理机系统及相关数据接口，较之以往P－S测量仪能更精确、真实、有机地显示及处理P－S－t相关参数。其时基单元提供的固定时序输出，使操作简化并能克服人为疲劳性差错，微处理机系统与相关数据接口的引入又使其能进行复杂的相关数据处理，特别是时基单元再增设随机时序发生器和防抖随机采样电路，使其测试适应性大为提高。
图1为本实用新型一实施例的电路结构方框图；图2为本实用新型一实施例的时基单元电路图。
以下结合附图举实施例进一步介绍本实用新型的电路结构。
如图1所示，由力传感器、荷载测量电路、数据显示器和A／D转换器构成的荷载(P)测量单元，由位移传感器，位移测量电路，数据显示器和A／D转换器构成的沉降(S)测量单元，以及由时基发生器，时间－地址逻辑电路、时序发生器和数据显示器构成的时基单元分别通过相关数据接口与微处理机系统的8031型CPU连接，该微处理机系统用一个8K字节的2764型ROM作程序存储器，存储供CPU控制的测量程序和数据处理程序等，还用一个8K字节的6264型RAM作微处理机系统的数据存储器。时基单元的时序输出接至CPU的请求中断端口，CPU的控制输出端口通过打印接口控制打印机记录测量数据。
图2所示实施例的时基单元，除具有以4060型IC1和晶体J1为主的时基发生器，4040型时间－地址逻辑电路IC2、LCD数据显示器和固定时序发生器外，还设有随机时序发生器和防抖随机采样电路。本实施例的固定时序发生器由2764型ROMIC6和开关K1构成，当时间－地址逻辑电路IC2将并行地址信号送入存贮有预先编制的有关测试时间程序的ROMIC6中，该ROM就在不同输出端口O1－O5送出不同的固定时序信号，操作人员可用K1选择所需固定时序作相关参数测量。本实施例的随机时序发生器主要由6264型RAMIC5、4011型反相器IC3、555型IC4、K2－K4，R3－R7、C3－C5，C10和AN1组成。本实施例中将K1－K4做成四刀八掷联动开关，联动开关置为4－8位置时，时序输出选择开关K1对应接固定时序发生器ROM的输出端口O1－O5。当联动开关置1－3位置时，则时序输出选择开关K1接随机时序发生器的RAM输出端口O0，此状态下操作人员可按各种测试要求作随机时序设定与输出。设定随机时序前须先请零，联动开关置1位置为清零状态，此时随机时序发生器的RAM的输出端口O0经K3接地为“0”电平。同时由时基发生器IC1输出端口6送出的快清脉冲经K4、C10加到IC4的低触发端口2，使IC4的输出端口3送出定宽脉冲，使RAMIC5“写”选通，并经R3、C3稍微延时后由IC3反相输出作为RAMIC3的写入脉冲，然后便可进行随机时序设置，联动开关置2位置为设置状态，此时RAM的输出端口O0经K2连接为“1”电平，当时间LCD数据显示器显示所需设定时间时，按设置键AN1，则RAM IC5中对应地址即被设置成“1”电平。全设置好后则将联动开关置3位置，则随机时序发生器就能通过K1输出随机设定时序。本实施例的时基单元在向CPU请求中断端口输出时序前，还加有一级防抖随机采样电路，该电路由4011型反相器IC7、555型IC8、R8－R11、C6－C9组成，由K1送出的时序经R8、C6积分延时后由IC7反相，接IC8的低触发端口，由下降沿触发定时器IC8，定时时间由R9、C9决定。测量仪正常工作中，如需插入特殊时序或特殊采样，则可按随机采样键AN2，送出插入时序。
权利要求1.一种P(荷载)-S(沉降)-t(时间)相关参数测量仪，包括外壳、电源、带数据显示窗口和功能控制件的面板、力传感器及荷载测量电路、位移传感器及位移测量电路、A/D转换器、数据显示器、数据输出打印机，其特征在于它还包括一个由程序存贮器、数据存贮器和CPU组成的微处理机系统、一个相关数据接口和一个提供精确测量时序的时基单元，该时基单元包括时基发生器、时间-地址逻辑电路IC2、固定时序发生器和时间数据显示器；上述时基发生器由集成电路IC1、晶体J1、电阻器R1、R2和电容器C1、C2组成，IC1的输出端口与时间数据显示器的CP端和时间-逻辑电路的CP端连接；上述固定时序发生器由ROM IC6和开关K1组成，IC6的地址线端口与上述时间-地址逻辑电路IC2的地址信号输出端口相连，而IC6的输出端口经开关K1接至上述CPU的中断请求端口。
2.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于其时基单元还具有一个随机时序发生器，该发生器包括RAMIC5、集成电路IC3、IC4、开关K2－K4、电阻器R3－R7、电容器C3－C5、C10和设定键AN1；其中IC4、R4、R5、C4、C5组成定时电路，IC4的低触发端口通过C5接另一端接地的设定键AN1，而其输出端口直接接RAMIC5的读写选通端口
，并经R3、C3组成的积分延时电路和反相器IC3接RAMIC5的写选通端口
；RAMIC5的地址线端口也与IC2的地址信号输出端口相连，而其输出端口与开关K1－K3连接，另外快请用开关K4的一端经C10接IC4的低触发端口而另一端接IC1的输出端口。
3.根据权利要求1或2所述的测量仪，其特征在于其时基单元的时序输出前还设有一个防抖随机采样电路，该电路具有反相器IC7、集成电路IC8、电阻器R8－R11、电容器C6－C9和随机采样键AN2，上述IC3的低触发端口经C8接另一端接地的AN2，并通过C7、IC7及由R8和C6组成的延迟积分电路接开关K1。
专利摘要一种荷载—沉降—时间相关参数测量仪，通过增设一个提供精确测量时序的时基单元和引入微处理机系统和相关数据接口能更精确、有机地显示及处理相关参数。其时基单元包括晶振时基发生器、时间—地址逻辑电路、固定时序发生器和时间数据显示器，其提供的固定时序输出能简化操作并克服人为疲劳性差错，时基单元还可增设随机时序发生器和防抖随机采样电路，进而提高测试适应性。适用地质勘探领域。
文档编号G01N3/00GK2175421SQ9324090
公开日1994年8月24日 申请日期1993年9月22日 优先权日1993年9月22日
发明者李堃武, 张定宪, 胡海平 申请人:上海新卫自动化设备工程公司