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1、 毕业设计（论文） 题 目：液压万能材料试验机的智能载荷采集系统的设计学生姓名：丁成志学 号：2011012658所在学院：机电学院专业班级：机械1103届 别：2015 届指导教师：马玲皖西学院本科毕业设计（论文）创作诚信承诺书1.本人郑重承诺：所提交的毕业设计（论文），题目 液压万能材料试验机的智能载荷采集系统的设计是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容； 2.毕业设计（论文）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已标注说明来源； 3. 毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪
2、造、篡改数据的情况； 4.本人已被告知并清楚：学校对毕业设计（论文）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业设计（论文）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果； 5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学校按有关规定给予的处理，并承担相应责任。 学生（签名）： 丁成志 日期:2015年 6月 1日目 录1引言21.1材料试验机的应用21.2我国材料试验机状况21.3材料试验机的分类21.4智能化的重要性21.5采集数据31.6采集
3、系统的功能32系统特征32.1系统性能要求33系统方案的确定43.1确定原则43.2方案框图53.3主电路设计63.3.1微处理器模块图73.3.2模数转换模块73.3.3PS/2键盘接口模块114载荷信号处理与极限强度检测原理164.1弱信号的调理放大164.2极限强度检测164.3信号的A/D转换165总结:18参考文献19皖西学院本科毕业设计（论文）液压万能材料试验机的智能载荷采集系统的设计学生：丁成志（指导老师：马玲）（皖西学院机械与电子工程学院）摘要：在种类繁多的质量的检验、制造过程中的控制、科研以及学习用的试验机中，试验机的使用对力学特性的测试必不可少。平常用来测量一些材料和产品的
4、质量和性能好坏的试验机就是材料试验机。这篇论文主要讲的是试验机和它的载荷采集系统，系统可以用来改进试验机可以在多种试验机上应用。本论文讲的是试验机的智能载荷采集系统的设计，运用到了单片机，这样比较便宜又不占空间。为了提高测量精确度，可以人机互相作用对试验机的系统进行改进，而且还能将被测件的各项参数记录下来。极限强度可以有压力推算出，将所得结果等一一发送到上位机，通过上位机来做最终处理。关键词: 试验机 采集系统 单片机 上位机Intelligent load Acquisition System Testing Machine DesignStudent:Ding Chengzhi(Facul
5、ty Adviser:Ma Ling)(College of Machanical and Electrical Engineering, West Anhui University)Abstract: There are many kings of Testing Machine to help us check the quality , control the process of production, explore the science and learn more knowledge. It is very important for us. Testing Machines
6、are used to check the parts and nonstandard samples. The article only describe the Testing Machine, Acquisition System described in the article is used to improve many types, and it is suitable for other types. The system have applied the SCM to save the process of the system and record the data . T
7、he limit of strength can get through the pressure. Then send it to the PC and disposed through the PC.Keywords: Testing Machine Acquisition System SCM PC1引言1.1材料试验机的应用产品质量，从结构、工艺等方面以外，材料特性也是一个必不可少的因素；在对各种材料、工艺和部件进行研究时，材料试验机的应用是十分重要的。弹性、塑性和断裂变形过程及每个过程中相关技术参数的检测一定要通过试验机来完成。材料试验机的检测关键在于其的一些性能是否达到人们所想的要
8、求。材料试验机不仅是当前科研必不可少的途径和根据，也是社会中生产质量检测的重要依据之一。总而言之，材料试验机与社会生产密切相关，并对其有保障作用，随着社会发展，其也得到一定的发展。1.2我国材料试验机状况 建国以来，通过多年的奋斗，我国材料试验机有了新的开始，逐渐变多，其不断发展，对工业水平的提高和经济的发展起着不可磨灭的作用。但是，相对于国外发展实有逊色之处。1.3材料试验机的分类材料试验机可以分为好多种，只是分类方法不同而已。日常生活中比较普遍的分类有：按动力源的种类则分为电机型、液压型、电磁型等;以测量结果显示种类则有数字显示和指针显示;按部件所受载荷和时间之间的关系可分为静态型和疲劳型
9、;按控制类型来分则有开环和闭环;以用途分主要有通用型和专用型;以试验方法来分类，则有拉式和压式。由于社会经济的发展，材料试验机的种类越来越多，以满足各种行业的需求。1.4智能化的重要性21世纪中充满机遇和挑战，传统的制造业受到巨大冲击。工业机械设备的好坏对经济的发展有很大的影响。与此同时，我国的基础性建设正热火朝天地进行，这对工业机械设备的需求量相当大。然而，这是一个信息化时代，将信息技术与传统机械相结合，是一个大的趋势。机械设备智能化俨然成为一个具有带动性的和全局性的重大话题。智能化将是今后发展中也很重要。1.5采集数据计算机的发明无疑对人类经济建设和日常生活带来意想不到的变化。随着微处理器
10、的出现，从而使微机技术的发展又一次达到了巅峰，并进一步加快人类社会进入信息的时代。数据的采集与处理是实现机电一体化等技术的重要之处。数据采集是将各种采集到的模拟量转化为数字量，再由计算机来处理。与之相应的系统则为数据的采集系统，其精度和速度对系统的性能是一个评判水准。1.6采集系统的功能系统可以采集试验过程中各项参数和数据，并能进行模拟信号和数字信号的处理，将采集到的数据进行二次计算和存储等。2系统特征a,压力传感器；b,用来检测部件形变传感器；c,用来测量移动了多少的传感器。其主要用于改进液压材料试验机，使其加装于油缸和油路系统中，油缸内的压强则可以通过压力传感器检测到，从而经过一定的换算，
11、便可得到加在部件上的压力。通过智能载荷采集系统对传统试验机的改进，从而使试验机的精确度和灵敏度有了极大的提高，并能将试验过程中各项数据和参数自动记录下来。并将数据传到上位机，经过上位机做更深层次的处理。2.1系统性能要求根据质量有关部门等一系列的要求，系统性能要为：a,数字显示，精确度位（+1%-1%）b,记录曲线c,抗拉强度等参数自动保存d,试验的编号可以自己生成e,能够串行传送至上位机f,长时间持续运行3系统方案的确定3.1确定原则a,构架 由于基于单片机的形式，可以节约成本，且体积小，容易嵌入系统，所以该系统采用以单片机为基础的构架。b,功能实现（1）采集压力油路中的压强由压力传感器将信
12、号经过放大调理后，必须转化成数字量，这样才能由系统进一步处理。可以让转换器来实现处理各种信号的工作，整个过程为中需经历采样、保持及量化和编码几个步骤。1）采样定理：一般取图1 波形图保持采样点tuSO2)采样的保持：在转换器的工作过程当中，我们要使采样过后的信号能够稳定下来一些时间。300A1A2ui30kLuLuoSD1D2R1R2Ch 图2 保持电路3）编码4）能够按模拟电压信号的不同，从而分为各异的量化的级别。图3 划分量化电平(2)传送数据 因为本文所讲的智能载荷采集系统与PC之间的距离较远，所以运用串行的通信方式。3.2方案框图根据系统的设计原理和多种方案的对比讨论，发现各种方案的优
13、缺点，最终确定下来的系统方案如下图所示：图4 系统结构简图3.3主电路设计图5 微处理器部分的电路原理图3.3.1微处理器模块图此模块中的97C52单片机是此电路中的重中之重，它具有8KB的存储空间，能保证关键参数等能够得到更好的存储。它不怎么耗能，可是性能却很好。而且它与众多的80C51产品之间的兼容性也很好。如果它处在空闲的模式下的化话，它不会工作的，可是其他的元件还会工作。如果它处于断电的保护模式下，内存内容要保存起来，此时振荡器已不工作了，97C52停止了所有工作，直到另外一个中断、复位。图6 97C52的引脚布局由图5系统中微处理模块可得，程序如下：CMD_RD_LCD EQU 6001HCMD_WR_LCD EQU 6000HDATA_RD_LCD EQU 6003HDATA_WR_LCD EQU 6002HNUM8 EQU 08HNUM9 EQU 09HLEFT EQU 0BHRIGHT EQU 0AHESC EQU 0CHENTER EQU 0DHNUM0 EQU 00HNUM1 EQU 01HNUM2 EQU 02HNUM3 EQU 03HNUM4 EQU 04HNUM5 EQU 05HNUM6 EQU 06HNUM7 EQU 07H XXCURSOR EQU 18H JCCURSOR
