Conception d'interface informatique de la machine de test universelle hydraulique

Machine de test universelle hydrauliqueConception d'interface informatique
1 idées de conception
Pour remplir la fonction ci-dessus, le changement de charge à mesurer doit d'abord être converti en un changement de la quantité électrique, c'est-à-dire l'acquisition du signal. Après avoir obtenu la quantité électrique, elle doit souvent être amplifiée, puis elle est insérée dans le circuit de conversion analogique-numérique (A / D) pour discret la quantité analogique-numérique en quantité numérique. Ces quantités numériques sont utilisées à l'ordinateur via des circuits d'interface spécifiques, et l'intervalle d'échantillonnage, le temps d'échantillonnage total, etc. sont utilisés pour contrôler l'intervalle d'échantillonnage, et les courbes d'animation correspondantes et la simulation réelle sont dessinées.
2 Processus de conception et principe de travail
2.1 Conception du capteur
La fonction principale de cette partie des composants est de terminer la conversion de quantités non électriques à électriques. En plus de nécessiter une certaine précision dans la conception, la structure doit être aussi simple que possible. Grâce à l'analyse, il a été constaté que l'amplitude de la charge dans la machine d'essai universelle hydraulique peut être exprimée par la pression d'huile de l'huile hydraulique. Par conséquent, la pression mesurant le diaphragme peut être utilisée pour convertir la pression de l'huile en la modification de la résistance à la jauge de déformation, puis le changement de résistance en changement de tension ou de courant à travers le pont de Wheatstone, puis l'amplification, le filtrage et d'autres traitements peuvent être effectués à la sortie. Cette solution nécessite une branche du cylindre de travail ou du forage du cylindre pour installer le capteur hydraulique. Une autre solution consiste à trouver la charge appliquée directement sur la pièce d'essai en fonction de la structure du testeur universel, qui convient au montage du capteur de tension (pression). De cette façon, une certaine tige de demande doit être déconnectée pour installer un capteur de force de traction (pression). Les deux solutions ci-dessus doivent modifier la structure de la machine d'origine, le processus de transformation est compliqué et la date de collecte de sortie du pont: le signal électrique avec l'ajout de l'œil 1-celui-valent doit être amplifié, filtré, etc. Le circuit correspondant est relativement complexe et la précision n'est pas facile à assurer. Afin de rechercher une méthode de mesure de force plus simple et plus fiable, l'analyse de la structure interne de la machine d'essai a été effectuée. La recherche a révélé que la charge appliquée à l'échantillon est proportionnelle à l'angle de la balançoire du pendule à l'intérieur de la machine, et l'élément de tige qui pousse les balançoires de pendule pour se traduire le long de l'axe. C'est-à-dire que le déplacement du mouvement de l'assemblage de la tige est linéairement lié à la charge. En utilisant les caractéristiques structurelles de la machine, le problème de la mesure de l'ampleur de la charge est converti en problème de mesure du déplacement de l'ensemble de la tige. Étant donné que la fréquence de mouvement de cette partie est faible, un convertisseur de résistance linéaire à haute précision à enroulement linéaire est utilisé pour mesurer le déplacement. Cela ne modifiera pas la structure et l'état de travail de la machine et de l'équipement d'origine, et la valeur de sortie est suffisamment grande. La conversion A / D peut être effectuée directement sans amplification, ce qui rend le circuit simple et l'erreur petite.
2.2 Sélection du convertisseur A / D et de la conception de circuits périphériques
Cette partie du circuit discrète les signaux de tension analogiques obtenus ci-dessus en signaux numériques pour une identification informatique facile.
2.2.1 Sélection et caractéristiques du convertisseur A / D Il existe de nombreux types de convertisseurs A / D, différentes performances et des variations de prix avantageuses. Selon son principe de conversion, il est divisé en méthode de pente binaire, méthode intégrale, méthode de comparaison parallèle, méthode de conversion de fréquence de tension et méthode de comparaison de séquence. Étant donné que cette expérience doit mesurer le petit nombre de canaux de données et le taux de conversion requis n'est pas élevé. Compte tenu des facteurs tels que de simples circuits périphériques, une bonne fiabilité, des exigences de faible puissance et une économie, la puce ADC0809 est sélectionnée. Il s'agit d'un dispositif d'acquisition de données CMOS et est un package double en ligne de 28 broches. Il comprend non seulement un convertisseur d'approximation successif 8 bits, mais fournit également un commutateur multi-canal analogique à 8 canaux et une logique de l'adressage conjoint. Ses principales caractéristiques sont: ① Utiliser une seule alimentation 5V, avec une gamme d'horloge de travail d'IOKH2-1MH2 (la valeur typique est de 640 kHz); ② La résolution est du code binaire 8 bits, avec une précision 7 bits, une déviation zéro et une erreur à grande échelle sont toutes inférieures à 0,51 SB, et aucun étalonnage n'est requis; ③ Il a un contrôle de l'interrupteur de verrouillage de porte à 8 canaux, qui peut se connecter directement à 8 quantités analogiques à extrémité unique. La structure de la puce est illustrée à la figure 1 et le processus de comparaison successif est adopté. Cette méthode de comparaison est largement utilisée et de nombreuses puces de conversion A / D sont faites sur ce principe. Il utilise une série de tensions de référence (telles que le décodage utilisé lors de la peinture de l'équilibre) et saisit la tension à convertir [pesant des objets) pour déterminer si chaque bit du nombre converti est de 1 ou 0 bits. L'ordre est déterminé du haut au bas. C'est comme peser l'équilibre, ajoutant des décodes un par un, de grand à petit, jusqu'à ce que le poids du décodage ajouté soit le poids de l'objet lourd.
2.2.2 Les fonctions et le traitement des broches ADC0809 de la conception de circuits périphériques sont les suivantes:
Le canal simule l'entrée et l'itinéraire est connecté par le décodage d'adresse de trois ADDA, un DDS et un DDC. AD DA, A DDB, A DDC: Signal d'adresse de sélection des canaux analogiques. Adda est la position basse et AddC est la position élevée. Si 000, le canal 0 est fermé, c'est-à-dire u, o travail. Et ainsi de suite, puisque cette expérience ne nécessite qu'une seule chaîne pour être convertie, il n'est pas nécessaire de strobe l'adresse du canal, il suffit de mettre à la terre les trois adresses, c'est-à-dire que seule l'entrée de l'UP est valide. Cl K: la fin du signal d'entrée d'horloge. Étant donné que cette puce n'a pas d'horloge interne, l'horloge est ajoutée. Selon ses exigences de fréquence, l'oscillateur est conçu comme le montre la figure 2. Il utilise l'oscillation de la porte NAG pour générer un signal d'impulsion d'onde carrée de la même fréquence que le cristal de quartz. La fréquence est de 32 kHz, qui répond aux exigences de l'horloge CLK. EO C: Le signal d'extrémité de conversion indique que la conversion A / D se termine. Envoyez le signal à l'ordinateur pour les informer pour lire les données. Étant donné que la fréquence du signal d'entrée est faible, aucun circuit d'échantillonnage et de maintien n'est configuré.
2.3 Contrôle de l'interface et du programme
Il existe de nombreuses méthodes de communication pour que les ordinateurs reçoivent des signaux numériques. Ils peuvent être complétés par l'expansion de la carte mère de l'ordinateur, ou ils peuvent être utilisés pour utiliser des interfaces parallèles et des interfaces série. Bien que la phase d'expansion de la carte mère ait un signal complet et soit plus facile à concevoir une planche, elle est médiocre en polyvalence. Vous devez ouvrir le mainframe pour installer la carte. Bien que l'interface Shenxing puisse effectuer une communication à longue distance, elle est lente et nécessite un adaptateur de communication distinct. Les interfaces parallèles sont souvent utilisées pour se connecter à des dispositifs d'extraction (comme les imprimantes). Mais il est possible d'extraire des données en contrôlant l'ordinateur via un logiciel. Cette expérience est programmée dans le langage C, et le programme de source de contrôle de port est le suivant:
2.4 Contrôle du circuit risque
Il peut y avoir de nombreuses interférences dans le circuit, telles que l'alimentation, le bruit de terre, les interférences électromagnétiques, etc. S'il n'est pas correctement manipulé, cela affectera inévitablement le travail normal. La méthode de traitement est: ① La livre électrique est tirée de l'ordinateur et la tension de travail est de 5 V. Étant donné que la tension à l'intérieur de l'ordinateur n'est pas très précise, la tension 12V retirée est utilisée pour réguler la tension. La précision peut répondre aux exigences. Pour réduire le bruit d'alimentation, un condensateur électrolytique de grande capacité est ajouté à l'extrémité avant du LM7805 pour la construction d'ondes à basse fréquence pour réduire le composant de pulsation. Des condensateurs de filtre à haute fréquence sont ajoutés entre l'alimentation de chaque puce et le fil de terre, ce qui réduit considérablement les interférences causées par le courant de pointe causée par la conduction transitoire et l'arrêt de la charge de courant. ② Pour le contrôle d'interférence du sol, la méthode de mise à la terre en plusieurs points est principalement utilisée. ③ Séparez la ligne électrique de la ligne de signal, protégez la ligne de données et minimisez la longueur de la ligne de données, afin que l'interférence électromagnétique puisse être contrôlée dans une très petite plage.
Les systèmes d'acquisition de données informatiques couramment utilisés utilisent des emplacements d'extension de carte mère ou des interfaces série. Grâce à des expériences, il est constaté que l'utilisation du port parallèle d'un ordinateur pour l'acquisition de données est totalement possible, et il présente que d'autres ports ne peuvent pas correspondre, à savoir les lignes simples, la conception facile, les petites interférences, le taux de transmission élevé, la bonne plantation, etc. Ceci est d'une grande signification pour l'étude du contrôle de l'ordinateur.http://www.hssdtest.com/