一種用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]采用比重法來(lái)測(cè)量金屬材料疲勞損傷的過(guò)程中，需要測(cè)量金屬材料試樣的質(zhì)量，現(xiàn)有的稱(chēng)重裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，且測(cè)量精度達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的要求，再者，其量程無(wú)法調(diào)節(jié)，靈活性較差，因此，有必要設(shè)計(jì)一種新型的稱(chēng)重裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器，該用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器易于實(shí)施，量程可調(diào)，測(cè)量精度高。
[0004]實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下:
[0005]—種用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器，包括稱(chēng)重傳感器、放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理電路、四選一模擬開(kāi)關(guān)、存儲(chǔ)器、顯示器和多個(gè)按鍵K:
[0006]稱(chēng)重傳感器、放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理電路和顯示器依次相連；按鍵和存儲(chǔ)器均與數(shù)字處理電路相連；
[0007]所述的放大模塊由一個(gè)儀用放大器AD620和一個(gè)運(yùn)算放大器0P07級(jí)聯(lián)而成；儀用放大器AD620和運(yùn)算放大器0P07均連接為反向放大器模式；
[0008]稱(chēng)重傳感器的輸出信號(hào)接儀用放大器AD620的反向輸入端，儀用放大器AD620的1腳經(jīng)電阻Rl、R2、R3和R4對(duì)應(yīng)接四選一模擬開(kāi)關(guān)的4個(gè)信號(hào)輸入端；且電阻Rl、R2、R3和R4的電阻值不同；
[0009]儀用放大器AD620的8腳還接四選一模擬開(kāi)關(guān)的輸出端；
[0010]四選一模擬開(kāi)關(guān)的2個(gè)通道選擇端分別接數(shù)字處理電路的2個(gè)輸出端口 ；
[0011]儀用放大器AD620的輸出端通過(guò)電阻R21接運(yùn)算放大器0P07的反向輸入端，運(yùn)算放大器0P07的反向輸入端和輸出端之間跨接有電阻R23 ;運(yùn)算放大器0P07的輸出端為放大模塊的輸出端，放大模塊的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端。
[0012]所述的按鍵K的第一端通過(guò)上拉電阻R0接直流電源正極Vcc，按鍵K的第二端接地；按鍵K的第一端接數(shù)字處理電路的信號(hào)輸入端。
[0013]所述的A/D轉(zhuǎn)換器采用16位AD轉(zhuǎn)換器芯片AD976A。
[0014]所述的顯示器為液晶顯示屏。
[0015]數(shù)字處理電路為現(xiàn)有成熟的技術(shù)，可以采用數(shù)字器件搭建，也可以采用集成的處理芯片，如單片機(jī)和DSP等，采用單片機(jī)或DSP等集成器件時(shí)，不涉及到程序和方法。
[0016]有益效果:
[0017]本實(shí)用新型的用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器采用儀用放大器AD620作為前級(jí)放大器，電路簡(jiǎn)潔，采用0P07作為后級(jí)放大器，將微弱的信號(hào)進(jìn)行放大，并采用16位的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換，因而測(cè)量精度高，另外，采用的部件為常用的成熟的部件，易于實(shí)施，成本低。
[0018]本實(shí)用新型的另一大特點(diǎn)在于放大倍數(shù)可調(diào)，即通過(guò)4個(gè)不同的電阻、一個(gè)四選一模擬開(kāi)關(guān)以及數(shù)字處理電路的配合實(shí)現(xiàn)了量程的可調(diào)，因此，這種稱(chēng)重裝置靈活性好。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器的總體電路框圖；
[0020]圖2是按鍵電路原理圖；
[0021]圖3為放大模塊的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0023]如圖1-3所示，一種用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器，包括稱(chēng)重傳感器、放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理電路、四選一模擬開(kāi)關(guān)、存儲(chǔ)器、顯示器和多個(gè)按鍵K;
[0024]稱(chēng)重傳感器、放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理電路和顯示器依次相連；按鍵和存儲(chǔ)器均與數(shù)字處理電路相連；
[0025]所述的放大模塊由一個(gè)儀用放大器AD620和一個(gè)運(yùn)算放大器0P07級(jí)聯(lián)而成；儀用放大器AD620和運(yùn)算放大器0P07均連接為反向放大器模式；
[0026]稱(chēng)重傳感器的輸出信號(hào)接儀用放大器AD620的反向輸入端，儀用放大器AD620的1腳經(jīng)電阻Rl、R2、R3和R4對(duì)應(yīng)接四選一模擬開(kāi)關(guān)的4個(gè)信號(hào)輸入端；且電阻Rl、R2、R3和R4的電阻值不同；
[0027]儀用放大器AD620的8腳還接四選一模擬開(kāi)關(guān)的輸出端；
[0028]四選一模擬開(kāi)關(guān)的2個(gè)通道選擇端分別接數(shù)字處理電路的2個(gè)輸出端口 ；
[0029]儀用放大器AD620的輸出端通過(guò)電阻R21接運(yùn)算放大器0P07的反向輸入端，運(yùn)算放大器0P07的反向輸入端和輸出端之間跨接有電阻R23 ;運(yùn)算放大器0P07的輸出端為放大模塊的輸出端，放大模塊的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端。
[0030]所述的按鍵K的第一端通過(guò)上拉電阻R0接直流電源正極Vcc，按鍵K的第二端接地；按鍵K的第一端接數(shù)字處理電路的信號(hào)輸入端。
[0031]所述的A/D轉(zhuǎn)換器采用16位AD轉(zhuǎn)換器芯片AD976A。
[0032]所述的顯示器為液晶顯示屏。
[0033]圖2中，按鍵K未按下時(shí)，P30處為高電平(Vcc)，按鍵K按下時(shí)，P30處接地，為低電平，由此該電路可以檢測(cè)按鍵K是否按下。
[0034]這種按鍵電路為多個(gè)，至少一個(gè)測(cè)量按鍵和一個(gè)去毛重按鍵。
[0035]圖3中，2個(gè)運(yùn)算放大器A1和A2均作為反向放大器，采用不同的電阻配置，可以獲得不同的放大倍數(shù)，級(jí)聯(lián)之后，該放大器仍為正向放大電路。Ui為傳感器輸出的信號(hào)，Uo為放大模塊的輸出信號(hào)，與A/D轉(zhuǎn)換器相連。
[0036]對(duì)于A(yíng)D620，其放大倍數(shù)的計(jì)算方法為Uol/Ui =-(1+49.4k/Ri);丨為1，2，3，4，即Ri對(duì)應(yīng)R1?R4。
[0037]對(duì)于ΟΡΟ 1，其放大倍數(shù)為 Uo/Uo 1 = -R23/R21。
[0038]四選一模擬開(kāi)關(guān)部分的工作原理說(shuō)明:四選一模擬開(kāi)關(guān)每次只能選擇接通一路信號(hào)，由于R1-R4阻值不同，因此，不同阻值對(duì)于A(yíng)D620來(lái)說(shuō)即對(duì)應(yīng)不同的放大倍數(shù)，參見(jiàn)公式Uol/Ui = -(1+49.4k/Ri)，對(duì)應(yīng)著測(cè)量量程不同，四選一模擬開(kāi)關(guān)的功能就是切換電阻通道，通道選擇端B1和B0用于選通不同的通道，如B1B0為00時(shí)，選通第一通道，01，10和11分別對(duì)應(yīng)選通2，3，4通道。B1和B0的數(shù)值由數(shù)字處理電路控制。
[0039]使用這種稱(chēng)重裝置的測(cè)量過(guò)程為:先稱(chēng)毛重，然后按下去毛鍵，顯示屏提示放入待測(cè)重物，重物放入后，再按下測(cè)量鍵，則此時(shí)測(cè)得的重量減去毛重即為重物的重量(具體的減法運(yùn)算由數(shù)字處理電路中的減法器執(zhí)行)，重物的重量在顯示器中顯示，以供讀取，即完成一次測(cè)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器，其特征在于，包括稱(chēng)重傳感器、放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理電路、四選一模擬開(kāi)關(guān)、存儲(chǔ)器、顯示器和多個(gè)按鍵K; 稱(chēng)重傳感器、放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理電路和顯示器依次相連；按鍵和存儲(chǔ)器均與數(shù)字處理電路相連； 所述的放大模塊由一個(gè)儀用放大器AD620和一個(gè)運(yùn)算放大器0P07級(jí)聯(lián)而成；儀用放大器AD620和運(yùn)算放大器0P07均連接為反向放大器模式； 稱(chēng)重傳感器的輸出信號(hào)接儀用放大器AD620的反向輸入端，儀用放大器AD620的1腳經(jīng)電阻Rl、R2、R3和R4對(duì)應(yīng)接四選一模擬開(kāi)關(guān)的4個(gè)信號(hào)輸入端；且電阻Rl、R2、R3和R4的電阻值不同； 儀用放大器AD620的8腳還接四選一模擬開(kāi)關(guān)的輸出端； 四選一模擬開(kāi)關(guān)的2個(gè)通道選擇端分別接數(shù)字處理電路的2個(gè)輸出端口 ； 儀用放大器AD620的輸出端通過(guò)電阻R21接運(yùn)算放大器0P07的反向輸入端，運(yùn)算放大器0P07的反向輸入端和輸出端之間跨接有電阻R23 ;運(yùn)算放大器0P07的輸出端為放大模塊的輸出端，放大模塊的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端； 所述的按鍵K的第一端通過(guò)上拉電阻R0接直流電源正極Vcc，按鍵K的第二端接地；按鍵K的第一端接數(shù)字處理電路的信號(hào)輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器，其特征在于，所述的A/D轉(zhuǎn)換器采用16位AD轉(zhuǎn)換器芯片AD976A。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器，其特征在于，所述的顯示器為液晶顯示屏。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器，包括稱(chēng)重傳感器、放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理電路、四選一模擬開(kāi)關(guān)、存儲(chǔ)器、顯示器和多個(gè)按鍵K；稱(chēng)重傳感器、放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字處理電路和顯示器依次相連；按鍵和存儲(chǔ)器均與數(shù)字處理電路相連；所述的放大模塊由一個(gè)儀用放大器AD620和一個(gè)運(yùn)算放大器OP07級(jí)聯(lián)而成；儀用放大器AD620和運(yùn)算放大器OP07均連接為反向放大器模式；該用于金屬材料疲勞損傷的高精度稱(chēng)重儀器易于實(shí)施，量程可調(diào)，測(cè)量精度高。
【IPC分類(lèi)】G01N9/36, G01G19/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204988942
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520802564
【發(fā)明人】肖敏, 楊世鋒, 何瑾, 羅迎社
【申請(qǐng)人】中南林業(yè)科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日