全场光测多功能同步控制装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种全场光测多功能同步控制装置，该控制装置由中央处理器、宽电压直流电源模块、图形处理器、指示单元、输出待机显示单元、多个外部过压钳位保护单元、图形显示模块、高速光耦、状态指示灯及输出端口组成。本发明专利技术用于基于各种相机的光学测量实验中，可实现单个或多个相机与外部提供输入触发信号的试验设备同步工作，从而能保证测量结果在时间上可准确反映被测试目标的变化，以及实现不同相机之间采集的数据在时间上一一对应。本发明专利技术还同时描述了一种多功能同步控制方法。本发明专利技术的技术方案优异，产品性能可靠，灵敏度高，体积小，适用相机种类多，操作简单。

Full field optical multifunction synchronous control device and method

The present invention is a full field multi function synchronous control device, which consists of a central processor, a wide voltage DC power supply module, a graphic processor, an indication unit, an output standby display unit, a plurality of external overvoltage clamp protection units, a graphical display module, a Gao Suguang coupling, a state indicator lamp and an output port. . The invention can be used in optical measurement experiments based on various cameras to synchronize a single or multiple camera with an experimental equipment that provides input trigger signals externally, so that the measurement results can accurately reflect the change of the tested target in time, and the data collected between different phases can be realized one by one in time. Corresponding. The invention also describes a multi-function synchronous control method. The invention has excellent technical scheme, reliable product performance, high sensitivity and small volume, and is suitable for many kinds of cameras and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
全场光测多功能同步控制装置与方法
本专利技术涉及一种能够实现对多个不同种类相机同步、连续触发工作，使多台相机进行同步、连续数据采集的控制装置设备。
技术介绍
现有技术多为同步摄影触发器，主要应用于摄影领域，将两台或者多台摄影相机并联，实现其同步单次触发工作。针对科研领域中全场光学测量实验方法中使用的其他种类相机，如各种CCD及CMOS工业相机、高速摄像机及红外热像仪等，当其中两台或者多台相机并联使用，要实现数据的同步、持续采集时，现有技术难以满足其需求。现有技术在同步摄影控制领域为同步单次触发拍摄，控制装置不能按照用户需要的频率连续输出触发信号，用以触发不同相机在同一频率或者不同频率下连续拍摄。现有技术只能按照人为给定信号使相机开始工作，而不能以材料试验机的试验开始信号作为相机工作的触发信号，因此当采用两台或者多台相机对材料试验过程进行光学测量试验时，不能实现相机测量工作与材料试验的同步进行，从而使得材料试验数据与光学测量试验数据在时间上的一一对应存在误差，影响数据处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全场光测多功能同步控制装置及控制方法。全场光学测量方法（如数字图像相关技术、红外热像技术等）广泛应用于材料或结构件静态和动态试验过程中，实现相机测量工作与材料及结构件试验过程的同步进行，以及两台或多台相同或不同光学相机同步测量是非常有必要的。“全场光测多功能同步控制装置”，可实现试验机加载与图像采集的同步控制，最多可同时触发4台相机，采样频率1~1000Hz。结合数字图像相关(DIC)技术、红外热像(IRT)技术，可用于获取受载试样在同一时刻的位移场、应变场、温度场（及热源、应力场），并可实现其与材料宏观应力-应变曲线数据的一一对应。该装置适用于静力试验、疲劳试验、振动与冲击等场合，实现不同测试仪器的同步触发与控制。本专利技术可接收试验机试验开始信号作为相机工作的触发信号，从而能实现相机与试验机的同步工作，也可手动输入触发信号，作为不同相机同步触发工作的信号。可触发一台或多台相同或不同相机同时与试验机同步开始工作，并可使各个相机在相同采样频率或不同采样频率下进行采样工作。本专利技术可在1~1000Hz调节范围内，以1Hz调节步长，连续输出脉冲信号，实现不同相机以相同频率，同步触发工作。或在1~1000Hz调节范围内，以10Hz调节步长连续输出脉冲信号，实现不同相机在不同给定频率下触发工作。以上两种工况可满足普通工业相机较低采样频率工作的触发需求，以及高速相机较高采样频率工作的触发需求。本专利技术可实现以上升沿或下降沿信号作为触发信号，满足不同种类相机不同控制软件的对触发信号的需求。可与各种相机兼容，只需数据线连接控制装置及相机触发端口，满足相机触发电平需求即可，不同相机对电平高低的需求只需要在数据线上加转换接头即可。以触摸屏的方式进行控制模式选择，操作简单，上手快。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：（通过一个中央处理器MCU接收外来（材料试验机或手动给予）触发信号，生成实验要求所需要的波形触发信号，并将该信号发送到各相机触发信号输入端。该设备还配有图形处理器及图形显示模块，以实现手动输入对输出控制信号的要求，直观、间接、方便使用。该多功能同步控制装置包含：全场光测多功能同步控制装置，包括：中央处理器、触发输入接口、输出端口、输入信号电路、输出信号电路、宽电压直流电源模块、图形处理器、图形显示模块、指示单元、输出待机显示单元，其中宽电压直流电源模块与中央处理器相连，图形处理器分别与图形显示模块和中央处理器相连，指示单元与中央处理器相连，触发输入接口通过输入信号电路与中央处理器连接，输出端口通过输出信号电路与中央处理器连接。触发输入接口与中央处理器之间部分电路为输入信号电路部分，该部分分别由两路外部过压钳位保护单元和高速光耦组成的支路组成，并将状态指示灯置于其中一路，用来指示是否有输入信号，其中：所述外部过压钳位保护单元由一个热敏电阻和两个稳压管以及一个电容组成，该单元一端连接触发输入端口，一端连接高速光耦发射极阴极；所述高速光耦发射极阳极与集电极阴极分别接入一个保护电阻，其发射极阴极连接外部过压钳位保护单元，集电极阴极连接中央处理器；所述状态指示灯阳极连接高速光耦发射极阴极，阴极连接外部过压钳位保护单元；中央处理器与多个输出端口之间部分电路为输出信号电路部分，每个输出端口与中央处理器之间电路由一个状态指示灯、一个高速光耦和一个外部过压钳位保护单元组成；所述输出电路部分的外部过压钳位保护单元由一个热敏电阻和两个稳压管以及一个保护电阻组成，该单元一端连接高速光耦集电极阴极，一端连接信号输出端口；所述高速光耦的发射极阳极连接一个保护电阻，发射极阴极连接状态指示灯阳极，集电极阴极连接外部过压钳位保护单元并与其共用一个保护电阻，集电极阳极连接信号输出端口；所述状态显示灯阳极连接高速光耦发射极阴极，阴极连接中央处理器。全场光测多功能同步控制装置其信号输出端口数量可进一步扩展，其与其它信号输出端口电路并联，每个端口分别与相机相连。一个输出待机显示单元，其由5个支路并联组成，每个支路由信号指示灯和保护电阻串联而成，信号指示灯的阴极连接中央处理器，指示单元的阳极连接电源阳极。本专利技术公开了一种利用外部输入信号（材料试验机等有输出0/1信号功能设备，或手动触发）触发相机工作的同步触发系统，包含上述任意一项所述全场光测多功能同步触发控制装置，其特点是，利用中央处理器，接收外部输入信号，并同时形成连续脉冲信号，作为输出信号，以触发接入输出端口的一个或多个相机，实现相机与外部设备的同步工作（外部设备开始工作信号作为同步控制装置输入信号时），以及多个相机（相同或不同）之间的同步触发工作，同时输出的连续触发脉冲信号，还可以实现多个相机以相同或不同频率进行连续触发工作。本专利技术还公开了一种包含外部设备以及一个或多个相机在内的同步工作控制方法，其特点是，包含以下步骤；通过电源适配器连接电源（交流220V电源）；将外部设备与同步控制装置以输入线相连，将同步控制装置与被触发相机以输出线相连；开机；按照实验要求，在图形显示模块（触摸显示屏），对接入相机的通道进行触发频率设置，将相应的通道设置为待触发状态，此时同步控制装置输出端口相应的状态指示灯显示绿色；外部设备开始工作，同时输出触发信号，同步控制装置接收触发信号并传输到中央处理器中，中央处理器同时按照设定触发频率要求，输出触发波形信号，连续触发相机工作，此时同步控制装置输出端口的状态指示灯变为红色且呈闪烁状态。在此信号传输过程中，所需时间极其短暂，可忽略其耗时，则可认为相机触发工作与外部设备工作同时进行，同时，多个相机之间同时接收触发信号，因此也实现不同相机之间的同步触发工作；其中，所述外部设备输入触发信号只需为0/1信号即可，也可手动将触发输入接口的3、4针短接，即可手动输入触发信号，中央处理器接收信号，再输出触发信号触发多个相机同步工作；所述中央处理器发出的输出触发脉冲信号，可按照对相机连续拍摄需求，设置频率为1~1000Hz的含上升沿和下降沿的方波触发信号（1~100Hz调节步长为1Hz；100~1000Hz调节步长为10Hz）。本专利技术全场光测多功能同步控制装置及多功能同步触发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.全场光测多功能同步控制装置，包括：中央处理器、触发输入接口、输出端口、输入信号电路、输出信号电路、宽电压直流电源模块、图形处理器、图形显示模块、指示单元，其中宽电压直流电源模块与中央处理器相连，图形处理器分别与图形显示模块和中央处理器相连，指示单元与中央处理器相连，触发输入接口通过输入信号电路与中央处理器连接，输出端口通过输出信号电路与中央处理器连接。

【技术特征摘要】
1.全场光测多功能同步控制装置，包括：中央处理器、触发输入接口、输出端口、输入信号电路、输出信号电路、宽电压直流电源模块、图形处理器、图形显示模块、指示单元，其中宽电压直流电源模块与中央处理器相连，图形处理器分别与图形显示模块和中央处理器相连，指示单元与中央处理器相连，触发输入接口通过输入信号电路与中央处理器连接，输出端口通过输出信号电路与中央处理器连接。2.如权利要求1所述的全场光测多功能同步控制装置，其特征在于：所述输入信号电路分别由两路外部过压钳位保护单元和高速光耦组成的支路组成，并将状态指示灯置于其中一路，用来指示是否有输入信号；所述高速光耦包括发射极阳极与集电极阴极，发射极阳极与集电极阴极分别接入一个保护电阻，其发射极阴极连接外部过压钳位保护单元，集电极阴极连接中央处理器。3.如权利要求2所述的全场光测多功能同步控制装置，其特征在于：所述外部过压钳位保护单元由一个热敏电阻和两个稳压管以及一个电容组成，该单元一端连接触发输入端口，一端连接高速光耦发射极阴极。4.如权利要求1所述的全场光测多功能同步控制装置，其特征在于：输出信号电路由一个状态指示灯、一个高速光耦和一个外部过压钳位保护单元组成，所述高速光耦包括发射极阳极与集电极阴极，所述状态显示灯阳极连接高速光耦发射极阴极，阴极连接中央处理器。5.如权利要求4所述的全场光测多功能同步控制装置，其特征在于：所述的外部过压钳位保护单元由一个热敏电阻和两个稳压管以及一个保护电阻组成，该单元一端连接高速光耦集电极阴极，一端连接信号输出端口。6.如权利要求4所述的全场光测多功能同步控制装置，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜潮，王晓钢，冯恩升，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43