基于单片机的钢质材料变形温度力测定仪的研制

kajchild

6 _, y: E0 G2 _* M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
仪采用的加密技术及抗干扰措施。
% e1 n7 V) W9 o# W0 }; C/ a/ f
4 x7 a! V" u& g- z/ r/ w关键词:单片机;变形温度力测定仪;加密技术;抗干扰措施
  L+ T, i5 X, K. w
! T" O9 W7 T; Z6 K9 d/ C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
- V5 ~7 k+ {6 \5 ]  f律,对于在实际生产中保证产品性能和设备安全、节
. R$ X7 d7 w6 B约生产成本、提高生产效率具有重要意义[1~3] .
1 I& K. _" h) w6 C2 j% N1 K9 p1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
9 E4 y( w  ?3 c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
. |/ j! x0 U& c0 g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
6 `3 y; o3 S. s采用单片机(P89C51RD2FN)作为控制核心，
6 U- B, n/ ^( B. o2 M该型号单片机具有64 KB并行可编程的非易失性
# u, r0 d; M& @6 M) lFlash程序存储器,在10 000次擦除和编程之后仍
4 C1 `" ^. W" l# ^5 [+ d能可靠保存Flash存储器的内容。其大容量的存储
  j: ^+ r7 K! {6 i' n# a- f空间能够满足测定仪复杂程序代码的需求,稳定的
' s. w' |6 T; a6 ^性能保证测定仪中所存数据10年不变。
2)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
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
. [( n/ g, c- j4 u9 z  B2 J7 H8 E能。将测试数据传输至上位管理机中保存,大大方
+ N2 N  |9 P" L便了数据的维护与管理。上位机管理软件采用
2 Y$ c# P5 {/ B' V6 y# }+ G) OVFP语言编制。
. T9 n- @! J6 P" q3)压力、位移和温度传感器
7 J5 B8 e5 r7 f- B6 H2 ~' w测定仪通过压力传感器、位移传感器和温度传感
9 @+ m1 m8 s6 n3 |% N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
. v$ i* Q1 Z7 K+ q) j: j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
3 u4 P* y2 X1 G2 y5 o  _6 i作敏感元件,量程为0~1 000 N,精度为0.1%(即
' x& I3 B( R: n/ u引用误差为0.1%)。
& U( b) N% r& ^( E5 E& f, l8 z②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%)。
' H* X& r# `$ A6 Y/ u( |5 \0 M③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%)。
/ _2 p' S# {8 T, r4 B* {以上3种传感器均具有良好的环境适应性、使
用寿命长、灵敏度和分辨率高的特点。
+ P; k" `8 t' q) m! |+ o1.2测定仪的功 能
+ }# f. q5 s7 F6 a1)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。
0 |: w( K) D# [+ I2)具有充电功能。为了便携,测定仪采用锂电
0 H# j9 M' v# ]) W9 z9 b% J3 }池供电。
3)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.
% `5 {+ h8 Y9 N: f7 G4)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
6 E& [3 C$ y0 Q# u$ K: w4 h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。