基于单片机的钢质材料变形温度力测定仪的研制

kajchild

摘要:介绍了 钢质材料变形温度力测定仪单片机控制系统的组成及测定仪的功能。叙述了测定
0 S$ J: r6 [8 c仪采用的加密技术及抗干扰措施。
( }# d& r3 g+ x" j, w/ Z
  ~- [2 ^( E4 X* [' H2 P3 m关键词:单片机;变形温度力测定仪;加密技术;抗干扰措施

0 T$ h+ e, }  F( V" A变形温度力是影响钢质材料力学性能的重要参
数,研究变形温度力对钢质材料力学性能的影响规
: I4 ~: m. {: H7 ^律,对于在实际生产中保证产品性能和设备安全、节
约生产成本、提高生产效率具有重要意义[1~3] .
/ R, g& A/ s0 [- ]& g0 s& W- }! r) v1钢质材料变形温度力测定仪的组成及功能
1.1 测定仪的组成
0 G2 \4 [0 `1 G, k! p钢质材料变形温度力测定仪由主机、液晶显示
屏、操作键盘.上位机管理软件、压力传感器、位移传
感器和温度传感器以及传感器固定安装支架组成。
本测定仪的结构框图如图1所示。
  B- ]- a  @, P# L1 W3 t5 p1)主机
, J1 K) |* A# X& H( X/ y% V采用单片机(P89C51RD2FN)作为控制核心，
该型号单片机具有64 KB并行可编程的非易失性
Flash程序存储器,在10 000次擦除和编程之后仍
4 W( ]" ~$ q( `5 j( @能可靠保存Flash存储器的内容。其大容量的存储
$ I" v5 `& s0 A% E' P8 M空间能够满足测定仪复杂程序代码的需求,稳定的
性能保证测定仪中所存数据10年不变。
7 k0 r5 ~: ?2 L2)液晶显示屏、操作键盘及上位机管理软件测定仪采用240X64点阵液晶屏实现显示功
能。主机采用8279作为键盘接口,软件采用键扫描
( M) ^4 n, p9 K. {- n的处理方式,实现了稳定可靠的按键功能..
测定仪通过USB接口实现与上位机的通信功
能。将测试数据传输至上位管理机中保存,大大方
  @1 N" t" D3 e便了数据的维护与管理。上位机管理软件采用
1 q& k0 Z0 T4 p1 z' {- j) d2 _% jVFP语言编制。
$ V7 c, L* Y/ {3)压力、位移和温度传感器
9 v3 V! j$ }, `3 T  [5 _测定仪通过压力传感器、位移传感器和温度传感
0 H- j5 R: O9 D( P  v器采集压力、位移和温度三路模拟量,经A/D转换后
传送至单片机进行运算。为了提高测量的精度,笔者
采用了12位的A/D芯片(774),即其精度为0. 025%。
①压力传感器采用康铜制成的箔式电阻应变片
( H3 C, a! G( @& i' s作敏感元件,量程为0~1 000 N,精度为0.1%(即
! t- f! _3 @6 j8 b5 }  }, U7 |引用误差为0.1%)。
②位移传感器采用日本进口高精度线绕电阻作
( t& V0 f# ^" F6 r. W敏感元件,通过差压方式输出信号,量程为0~ 20
mm,精度为0. 1%(即引用误差为0. 1%)。
. {" H5 |/ Y5 y- J2 ?③温度传感器采用日本进口的高精度金属铂作
敏感元件,量程为一15~70 C,精度为0. 5%(即引
4 z$ a- N3 g  I! Z# f用误差为0. 5%)。
以上3种传感器均具有良好的环境适应性、使
. ?" S7 l6 h0 m0 z& k5 o" K) P用寿命长、灵敏度和分辨率高的特点。
1.2测定仪的功 能
+ j$ ?. M3 Q& Y5 }$ b: Y1)测定仪具有输入(可将测量点的有关參数送
入单片机中).查询、修改.测试、运算、清零、通信等
  C) C; ]' M( X3 C/ ~- G项功能。
2)具有充电功能。为了便携,测定仪采用锂电
池供电。
7 j% @! C  j" n. r. }" ^& @% A3 x* a3)自动长期保存100个测量点的数据,通过通
+ v* f( [% ]0 Q信线送人上位机中实现长期保存.
3 A$ s, j- O# Y6 ]3 s  Z4)上位机管理软件。上位机管理软件具有友好
的人机对话功能,有方便的操作菜单,供用户使用和
选择。该软件可以进行输人.查询、打印、通信等项
4 W4 U# i) B/ D9 C工作。

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采用单片机(P89C51RD2FN)作为控制核心，该型号单片机具有64 KB并行可编程的非易失性: Flash程序存储器,在10 000次擦除和编程之后仍能可靠保存Flash存储器的内容。