《扭矩测量仪说明书学位论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《扭矩测量仪说明书学位论文.doc（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、扭矩测量仪毕业设计说明书摘要随着机械工业的迅速发展，对测量技术提出了越来越高的要求。不仅要求测量精度高速度快，而且要求整个测量系统的自动化和智能化程度高。扭矩是旋转动力机械中一项十分重要的参数，通过测量各种传动轴扭矩参数，可为系统设计和改进提供参考依据。但扭矩测量要远比其它力学测量要复杂，是力学测量中一个叫薄弱的环节。对扭矩的测试的检测，传统手段多采用机械方法，但因为摩擦，磨损等因素，严重影响了测试仪的使用寿命和测量的可靠性。随着我国相关工业的发展，机械式扭转强度测试已不满足要求。本次设计电子扭转强度测试仪，具有可靠性高，响应快，可过载保护等优点，可广泛用于手工件的在线测试。关键字： 单片机
2、电阻式传感器 扭矩测试AbstractThe instrument has the reliability to be high, the repsone may quickly the over-load protection merit, but widely uses in each kind of work piece test the torque reflectoscope reflector which control using the monolithic integrated cricuit, tries the sensor using the resistance, u
3、ses the monolithinc integrated cricuit to make the central processing chip, can correclty survey the torque which the torque which the work piece may withstandHas the structure simple performance stable surveyaccurate easy to operate, the technical parameter achieved merit and so on design request,
4、has the certain use vauleKeyword: singlechip resistance sensor torque testing目 录第一章 绪论11.1单片机概述、应用及发展11.1.1单片机简介11.1.2 单片机的应用领域11.1.3 单片机的发展趋势21.2扭矩测量仪的应用和发展21.2.1 扭矩测量的基本原理和方法31.2.2 扭矩测量技术的发展方向31.2.3 国内外扭矩测量仪的现况简介41.3扭矩传感器的种类51.4本设计的主要任务6第2章 总体方案设计72.1系统工作原理72.1.1传感器的测试原理72.1.2单片机的引脚描述及片外结构图82.2测试系
5、统的组成以及机械结构102.3 系统中单片机的选用及设计112.3.1单片机应用系统的概述112.3.2单片机的选用132.4显示器的设计142.5键盘的设计162.6驱动部分设计182.6.1伺服系统的组成182.6.2伺服系统驱动的驱动部分设计18第3章硬件电路的设计233.1 检测元件233.1.1 系统的检测元件233.1.2测量转换电路233.2 A/D转换器253.3 逻辑电路273.3.1 锁存器74LS373273.3.2 片外数据存储器6264283.3.3 片外程序存储器2764(ROM )283.3.4 TPP-40A微型打印机293.3.5 BCD拨码盘303.3.6芯
6、片8155的接口及主要功能343.3.7 芯片AD52236第4章 系统软件设计384.1 按键识别程序384.2键盘/显示系统的执行设计394.3步进电机的控制的流程图的设计414.4 控制打印机的流程图434.5 反转复位流程图444.6过载判断流程图454.7 过载判定流程图46结论47参考文献48致谢49附录50一、步进电机驱动程序50二、键盘扫描子程序：51三、求键值子程序：52四、打印程序：53五、显示子程序542仅供参考，支持原创，鄙视抄袭！毕业设计（论文）第一章 绪论1.1单片机概述、应用及发展1.1.1单片机简介单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力(如
7、算术运算，逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU)，随机存取数据存储器(RAM)，只读程序存储器(ROM)，输入输出电路(I/O口)，可能还包括定时计数器，串行通信口(SCI)，显示驱动电路(LCD或LED驱动电路)，脉宽调制电路(PWM)，模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上，构成一个最小然而完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。与一般的微型计算机相比，单片机的具有以下特点：1 小巧灵活、成本低易于产品化2 可靠性高，抗干扰能力强，适应温度范围宽。3 易扩展，很容易构成各种规模的应用系统。4 控制功能强。具有位处
8、理指令，有很强的逻辑操作功能。5 容易实现多机和分布式控制。1.1.2 单片机的应用领域 按照单片机的特点，单片机可分为单片机应用和多机应用。1.单机应用 在一个应用系统中，只使用一片单片机，这是目前应用最多的方式，单片机应用的主要领域有：（1） 测控系统用单片机可构成各种工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等。达到测量与控制的目的。例如：温室人工气候控制、水闸自动控制、电镀生产自动控制、汽轮机电液调节系统、车辆检测系统等。（2）智能仪表 用单片机改造原有的测量、控制仪表，能推动仪表向数字化、智能化、多功能化、综合发展化。如温度、压力、流量、浓度显示、控制仪表等。通过采用单片机软件编程技
9、术，使长期以来测量仪表中的误差修正、线性化处理等用硬件电路难以实现的难题迎刃而解。（3）机电一体化产品 单片机与传统的机械产品结合，使传统机械产品结构简化，控制智能化，构成新一代的机、电一体化产品。例如在电传打字机的设计中由于采用了单片机可提高可靠性及增强功能，降低控制成本。（4）智能接口在计算机系统，特别是较大型的工业测、控系统中，如果用单片机进行接口的控制与管理、单片机与主机可并行工作，大大提高系统的运行速度。例如，在大型数据采集系统中，用单片机对模/数转换接口进行控制不仅可提高采集速度，还可对数据进行预处理，如数字滤波、线行化处理、误差修正等。 2多机应用 单片机的多机应用系统可分为功能
10、集散系统，并行多机处理及局部网络系统。1） 多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能要求而设置的多机系统。例如一个加工中心的计算机系统由多片单片机构成，每个单片机完成某个独立功能，如机床加工运行控制，控制对刀系统、坐标系统、刀库管理、状态监视、伺服驱动等。2） 并行多机控制系统。并行多机控制系统主要解决工程应用系统的快速问题，以便构成大型实时工程应用系统。3） 局部网络系统单片机网络系统的出现使单片机应用进入了一个新的水平。目前单片机构成的网络系统主要是分布式的测、控系统。单片机主要用于系统中的通信控制，以及构成各种测、控用的子级系统。1.1.3 单片机的发展趋势现在可以说单片机是百花齐放
11、，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。1.2扭矩测量仪的应用和发展扭矩测量技术是综合应用机械、电子、物理、计算机等多方面知识的一门学科。随着工业生产自动化和智能程度的提高，在大型复杂机械系统中各种扭矩的准确测量和监控成为急需解决的问题。只有研制性能良好的扭矩测试仪，才能对大型机械系统的扭矩进行准确测量和监控，并反映动态扭矩的时基幅值和响应速度。扭矩测量仪应用范围很广泛，它渗透到工业、农业、交通运输、航天航空、国防、能源等各个领域。1
12、.2.1 扭矩测量的基本原理和方法测量扭矩的方法，按照它的基本原理可以分为：传递法(扭轴法)、平衡力法(反力法)及能量转换法等三。1.传递法传递法是根据弹性元件在传递扭矩时所产生的物理参数的变化而测量扭矩的方法。这里所根据的物理参数可以是弹性元件的变形、应力或应变。最常用于测量扭矩的弹性元件是扭轴。2.平衡力法对于任何一种匀速工作的动力机械或制动机械，当它的主轴受扭矩作用时，在它的机体上必定同时作用着方向相反的平衡力矩(或称为支座反力矩)。测量机体上的平衡力矩以确定机器主轴上作用扭矩大小的方法，就是平衡力法，亦称反力法。3.能量转换法这是根据其它能量参数(如电机参数)测量机械能参数及扭矩的方法
13、。综上所述的三种扭矩测量方法，传递法和平衡力法为直接测量扭矩的方法，其测量方便、精确度高，而能量转换法为间接测量扭矩的方法，测量误差比较大，常达（1015）。所以只有在无法直接测量的场合下，才采用间接测量法。1.2.2 扭矩测量技术的发展方向扭矩测量技术的发展取决于传感器、信号传输和测量仪的研究。目前，由于微机的应用，扭矩测量仪性能大大提高，而传感器的研究与测量仪相比稍有逊色。因此必须加强传感器的研究，这就要从传感器种类、精度、规格、安装、信号传递等方面加以研究。目前传感器主要发展动向为：1.传感器从介入式发展成不介入式。以往扭矩传感器大部分属于介入式，即必须作为传动轴一部分才能使用，这样限制
14、了它的应用范围，一般用于实验室、台架测量。现在逐渐推广的卡环式应变型扭矩传感器，即为不介入式扭矩传感器，只要将传感器卡在轴上或安装在轴边，无须断开轴系，这样给实际工况测量扭矩带来很大的方便。再如振弦式传感器、磁弹性传感器都属于不介入式扭矩传感器。2.对新型扭矩传感器的研究的同时并对经典扭矩传感器加以改进。随着新原理、新材料的发现和微细加工、微机械加工技术的发展和应用，正在促进传统传感器的变革，新型磁弹性传感器和光纤扭矩传感器结构简单、使用方便，代表扭矩传感器的新动向。电磁型相位差传感器是一种比较成熟的传感器，现经改型成为不带辅助电机的电磁型传感器，不但减轻了重量、缩小了体积、降低了成本，而且耐
15、振性能好。微扭矩测量传感器的研究。随着家用电器的迅速发展，如电风扇、微电机、缝纫机、剃须刀、电冰箱、洗衣机甚至开关都要测量扭矩，急待解决g cm级的扭矩测量，新传感器的研制将成为解决这一问题的关键。在信号传输方面，以往采用的是接触式滑环传输，这种传输方式易磨损、需常清洗、安装难，容易引入干扰信号。近期推出的传感器一般均为无接触式传输。如感应方式或遥测体制，它克服了接触式传输的缺点。随着检测变换集成化和多功能化，将过去先检测传输、后对信号进行变换处理的概念演变为先检测变换处理，后再进行传输，这一变更已成为可能。扭矩测量仪的智能化、微机化是当今测量仪变革的主流，单片微机和软件的开发应用已使信号的检测、采集、比较、相关、数字滤波、域间变换、逻辑和函数运算、程序给定和反馈控制等功能由仪器本身来实现成为可能。软件扩展了结构的性能限制，并使仪器具有智能化。既能适应被测参数的变化来自选量程、自动补偿、自动校正
