基于单片机的钢质材料变形温度力测定仪的研制

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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
+ I6 n3 _" p! l仪采用的加密技术及抗干扰措施。

关键词:单片机;变形温度力测定仪;加密技术;抗干扰措施
+ l( V3 E- N7 T. |2 C8 ^( k
8 R9 x" s) R9 q5 y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
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] .
, \" }- c! q" [0 w: r1钢质材料变形温度力测定仪的组成及功能
9 |: a" C# }/ J% b# Q! P1.1 测定仪的组成
; }$ l7 X/ ]! g  ~$ B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。
1)主机
  Q2 I2 V# O" a- A采用单片机(P89C51RD2FN)作为控制核心，
! m- D/ ~8 c. M- \0 w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
; g& m* u, n& z2 m/ o能可靠保存Flash存储器的内容。其大容量的存储
5 N1 |2 U3 K+ l* |8 _7 K3 s$ s% {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。
* }, e+ D. B. }8 [5 C2)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
% T, S4 d# r* }$ d" f, C5 \的处理方式,实现了稳定可靠的按键功能..
$ c5 P; L' T& y% K" W测定仪通过USB接口实现与上位机的通信功
- i! |: v6 `& n9 {9 b; f能。将测试数据传输至上位管理机中保存,大大方
便了数据的维护与管理。上位机管理软件采用
VFP语言编制。
$ K6 g" D( o+ e3 t3)压力、位移和温度传感器
测定仪通过压力传感器、位移传感器和温度传感
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
8 H; X  C3 Y. {. d: }采用了12位的A/D芯片(774),即其精度为0. 025%。
; g8 ?" M3 {# _1 B3 r) o①压力传感器采用康铜制成的箔式电阻应变片
作敏感元件,量程为0~1 000 N,精度为0.1%(即
引用误差为0.1%)。
- ^! B% Z1 _$ E②位移传感器采用日本进口高精度线绕电阻作
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%)。
2 E. Y  }! U1 s③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
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
7 m. N+ _" q+ I' K9 T/ `用寿命长、灵敏度和分辨率高的特点。
1.2测定仪的功 能
: w4 {* _2 l, J! e9 G- z1)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
项功能。
2)具有充电功能。为了便携,测定仪采用锂电
$ M( [( [4 n5 T9 v! ~& U& a: H4 M池供电。
8 E' c3 x& G; `/ R3 L3)自动长期保存100个测量点的数据,通过通
信线送人上位机中实现长期保存.
4)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
工作。
) e. A: o, C: o1 k
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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。