專利名稱：便攜式壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢驗(yàn)設(shè)備，具體地說是一種便攜式壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢 驗(yàn)儀。
背景技術(shù)：
建材行業(yè)中，常常需要用壓力試驗(yàn)機(jī)對(duì)水泥膠砂等試樣作破型前抗壓強(qiáng)度 測試，并且有些壓力試驗(yàn)機(jī)已經(jīng)開始采用閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)恒加載速率加壓。壓 力試驗(yàn)機(jī)的加載速率是否恒定，對(duì)試樣的抗壓強(qiáng)度具有較大影響，加載速率己 經(jīng)成為衡量壓力試驗(yàn)機(jī)精度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。加載速率的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是從設(shè)定 的檢測值開始到產(chǎn)品破型前的過程中，加載速率應(yīng)在其基準(zhǔn)值的± 10%的誤差限
內(nèi)，超出誤差限的點(diǎn)的百分比不大于2%。例如300kN恒加荷壓力試驗(yàn)機(jī)，其 加載速率應(yīng)為2.4kN/s土0.2kN/s。但是，目前壓力試驗(yàn)機(jī)的生產(chǎn)商和用戶單位還 沒有采用科學(xué)的手段，來檢驗(yàn)壓力試驗(yàn)機(jī)的精度和加載速率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種便攜式壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀，用于檢驗(yàn)壓 力試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，為方便企業(yè)質(zhì)檢和用戶部門的使用，本系統(tǒng)易于攜 帶，壓力及加載速率有直觀曲線顯示，并且試驗(yàn)數(shù)據(jù)能存盤保存，利于整個(gè)制 造流程的質(zhì)量控制和ISO9000的貫標(biāo)執(zhí)行。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，該檢驗(yàn)儀包括依次相互連接的壓力傳感器、 數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置和便攜式計(jì)算機(jī)；壓力傳感器將標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)輸送給數(shù) 據(jù)采集與發(fā)送裝置；便攜式計(jì)算機(jī)定時(shí)向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置發(fā)送命令，數(shù)據(jù) 采集與發(fā)送裝置接收到命令后將最新的采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給便攜式計(jì)算機(jī)，便攜式 計(jì)算機(jī)采用CRC方式對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)正確則取出需要的數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理，如果校驗(yàn)錯(cuò)誤則重新向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置發(fā)送命令，向數(shù)據(jù)采 集與發(fā)送裝置索取采樣數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置包括單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路、存儲(chǔ)器及通信模塊；試 驗(yàn)開始后，單片機(jī)控制A/D轉(zhuǎn)換電路對(duì)壓力值進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)保存到 存儲(chǔ)器中，單片機(jī)根據(jù)命令，再通過通信模塊將采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給便攜式計(jì)算機(jī)。 數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置每5 20毫秒采集一次數(shù)據(jù)，將最新的30~70個(gè)采樣數(shù)據(jù)保 存于存儲(chǔ)器中。
數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置與便攜式計(jì)算機(jī)之間采用串口線或串口與USB轉(zhuǎn)接線 連接；當(dāng)采用串口與USB轉(zhuǎn)接線連接時(shí)，數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置與便攜式計(jì)算機(jī) 之間的通訊協(xié)議是485或ModBus協(xié)議，通訊方式采用問答式。便攜式計(jì)算機(jī) 安裝有檢測軟件，試驗(yàn)開始后，便攜式計(jì)算機(jī)中的檢測軟件定時(shí)向數(shù)據(jù)采集與 發(fā)送裝置發(fā)送命令。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是既可作為生產(chǎn)商對(duì)試驗(yàn)機(jī)參數(shù)調(diào)整和產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)的依
據(jù)，也可用于用戶對(duì)試驗(yàn)機(jī)性能的評(píng)價(jià)及實(shí)際使用過程中的精度檢測。本發(fā)明 采用的硬件裝置體積小，配以筆記本電腦實(shí)現(xiàn)便攜式儀器，編制的軟件具有較 強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，加壓過程中加載速率以動(dòng)態(tài)曲線顯示，并能將試驗(yàn)數(shù)據(jù)保
存到Access數(shù)據(jù)庫，以備存檔，同時(shí)提供試驗(yàn)報(bào)表、ISO9000的統(tǒng)計(jì)過程控制
及歷史試驗(yàn)査詢等功能。


圖1是本發(fā)明的壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀的電路方框圖。 圖2是本發(fā)明的壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)方框圖。 圖3是計(jì)算機(jī)程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
壓力試驗(yàn)機(jī)主要用于水泥、混凝土試樣及構(gòu)件等建材產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)， 是建筑工程檢測、監(jiān)督部門及大型工礦企業(yè)中廣泛使用的檢測儀器。本發(fā)明是 一種保障壓力試驗(yàn)機(jī)的制造生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)系統(tǒng)，用于檢驗(yàn)常用的壓力 試驗(yàn)機(jī)的壓力精度及加載速率。
如圖1所示，本發(fā)明的壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀由壓力傳感器1、數(shù)據(jù)采 集與發(fā)送裝置2、串口通訊設(shè)備3和便攜式計(jì)算機(jī)4連接而成。壓力傳感器1輸 出標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)，通過信號(hào)線連接到數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置2。數(shù)據(jù)采集與發(fā)送 裝置2的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，由單片機(jī)89s52、 A/D轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)器EEPROM、 串口通信模塊組成。數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置2每10毫秒采集一次數(shù)據(jù)，將最新的 50個(gè)采樣數(shù)據(jù)保存在緩沖區(qū)。數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置2與計(jì)算機(jī)4之間采用串口 線連接，串口通訊設(shè)備3是可選設(shè)備，如果計(jì)算機(jī)4沒有串口，如有些筆記本 計(jì)算機(jī)只有USB接口，串口通訊設(shè)備3即為串口與USB轉(zhuǎn)接線，兩者之間的通 訊協(xié)議是485或ModBus協(xié)議，通訊方式采用問答式。計(jì)算機(jī)4安裝有本發(fā)明 的檢測軟件，試驗(yàn)開始后，檢測軟件定時(shí)向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置2發(fā)送命令， 數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置2接收到命令后將最新的采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)4，計(jì)算機(jī) 4采用CRC方式對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)正確則取出需要的數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理，如果校驗(yàn)錯(cuò)誤則重新發(fā)送命令向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置2索取采樣數(shù)據(jù)。
程序流程如圖3所示。試驗(yàn)開始前要新建存放數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫；然后對(duì)試驗(yàn) 所需的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置(包括儀器參數(shù)、產(chǎn)品參數(shù)、加載速率的基準(zhǔn)值和誤 差上下限等)；計(jì)算機(jī)4向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置2發(fā)送實(shí)驗(yàn)開始命令，確認(rèn)數(shù)據(jù) 采集與發(fā)送裝置2已經(jīng)得到開始試驗(yàn)命令并開始試驗(yàn)后，計(jì)算機(jī)4定時(shí)向數(shù)據(jù) 采集與發(fā)送裝置2發(fā)送命令索取采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)4等待并接收數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)4 獲得采樣數(shù)據(jù)后對(duì)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)正確則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，校驗(yàn)錯(cuò)誤則立 即重新向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置2發(fā)送命令索要采樣數(shù)據(jù)；如此循環(huán)問答式數(shù)據(jù) 傳送和處理，直到試驗(yàn)結(jié)束，提示是否保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)4獲得壓力數(shù)據(jù) 以后，采用逐差法計(jì)算壓力試驗(yàn)機(jī)的加載速率，其計(jì)算公式如下
其中，h為"時(shí)刻的加載速率，A為q時(shí)刻的壓力值，N為數(shù)據(jù)長度，A為
采樣的時(shí)間間隔。當(dāng)N取值適中時(shí)，采用這種方法可以減小隨機(jī)誤差，具有一 定的濾波作用，并且能反映加載速率的真實(shí)變化。本發(fā)明中也可以通過選擇N 來檢測試驗(yàn)機(jī)的精度范圍，例如對(duì)加載速率滿足要求的壓力試驗(yàn)機(jī)，N越小表 明試驗(yàn)機(jī)的精度越高，N越大表明試驗(yàn)機(jī)的精度相對(duì)較低。
權(quán)利要求
1、一種便攜式壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀，其特征是該檢驗(yàn)儀包括依次相互連接的壓力傳感器(1)、數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)和便攜式計(jì)算機(jī)(4)；壓力傳感器(1)將標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)輸送給數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)；便攜式計(jì)算機(jī)(4)定時(shí)向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)發(fā)送命令，數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)接收到命令后將最新的采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給便攜式計(jì)算機(jī)(4)，便攜式計(jì)算機(jī)(4)采用CRC方式對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)正確則取出需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如果校驗(yàn)錯(cuò)誤則重新向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)發(fā)送命令，向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)索取采樣數(shù)據(jù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的便攜式壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀，其特征是數(shù) 據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)包括單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路、存儲(chǔ)器及通信模塊；試驗(yàn) 開始后，單片機(jī)控制A/D轉(zhuǎn)換電路對(duì)壓力值進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)保存到存 儲(chǔ)器中，單片機(jī)根據(jù)命令，再通過通信模塊將采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給便攜式計(jì)算機(jī)(4)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的便攜式壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀，其特征是 數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)每5 20毫秒采集一次數(shù)據(jù)，將最新的30~70個(gè)采樣 數(shù)據(jù)保存于存儲(chǔ)器中。
4、 如權(quán)利要求1所述的便攜式壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀，其特征是數(shù) 據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)與便攜式計(jì)算機(jī)(4)之間采用串口線或串口與USB轉(zhuǎn) 接線連接；當(dāng)采用串口與USB轉(zhuǎn)接線連接時(shí)，數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)與便 攜式計(jì)算機(jī)(4)之間的通訊協(xié)議是485或ModBus協(xié)議，通訊方式采用問答式。
5、 如權(quán)利要求1所述的便攜式壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀，其特征是便 攜式計(jì)算機(jī)(4)安裝有檢測軟件，試驗(yàn)開始后，便攜式計(jì)算機(jī)(4)中的檢測 軟件定時(shí)向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置(2)發(fā)送命令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢驗(yàn)設(shè)備，具體地說是一種便攜式壓力試驗(yàn)機(jī)加載速率檢驗(yàn)儀。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，該檢驗(yàn)儀包括依次相互連接的壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置和便攜式計(jì)算機(jī)；壓力傳感器將標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)輸送給數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置；便攜式計(jì)算機(jī)定時(shí)向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置發(fā)送命令，數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置接收到命令后將最新的采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給便攜式計(jì)算機(jī)，便攜式計(jì)算機(jī)采用CRC方式對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，如果校驗(yàn)正確則取出需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如果校驗(yàn)錯(cuò)誤則重新向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置發(fā)送命令，向數(shù)據(jù)采集與發(fā)送裝置索取采樣數(shù)據(jù)。本檢驗(yàn)儀易于攜帶，壓力及加載速率有直觀曲線顯示，并且檢驗(yàn)數(shù)據(jù)能存盤保存，利于整個(gè)制造流程的質(zhì)量控制和ISO9000的貫標(biāo)執(zhí)行。
文檔編號(hào)G01N3/62GK101178346SQ200710190510
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者磊 俞, 飛 劉 申請(qǐng)人:江南大學(xué)