材料试验机控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及材料试验设备，尤其涉及一种材料试验机控制装置。其优点是：包括微处理器、ＬＣＤ显示器、复合功能按键、试验台升降限位控制电路、压力传感器、Ａ／Ｄ转换器，还包括步进电机和步进电机转动限定控制电路，所述复合功能按键、试验台升降限位控制电路、Ａ／Ｄ转换器、步进电机转动限定控制电路连接在微处理器的输入端，且压力传感器与Ａ／Ｄ转换器连接，所述ＬＣＤ显示器和步进电机连接在微处理器的输出端。本实用新型专利技术采用步进电机控制液压阀取代电液伺服阀，并采用全数字式闭环运行方式，使其达到电液伺服压力试验机所具有的自动化、集成化程度高且操作键盘化的优点，满足现阶段对压力试验机所提出的检测数据准确可靠，无人为因素影响的需求。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及材料试验设备，尤其涉及一种材料试验机控制装置。
技术介绍
材料试验机通过其液压机构对金属、非金属材料实施拉伸，压縮、弯曲、 剪切等力学试验。目前大部分的材料试验是手动加载式或手动加载数显式试验机，这2种手动加载机的优点是成本低、可靠性高，可应用于各种恶劣的环境， 对油源无特殊要求，但由于是通过人工操作控制进、回油管路上液压阀来控制 试件上所加的载荷大小，随意性和偶然性大，加载速度和数据读取的误差也较 大。目前较为先进的材料试验机是电液伺服压力试验机，它采用了宽调速范围的 电液伺服阀组及计算机数字控制等先进技术，组成全数字式闭环调速控制系统， 能够自动精确地测量和控制试验机加荷等试验过程，自动化程度高、控制范围 宽、功能多、全部操作鍵盘化，各种试验参数由计算机进行控制、测量、显示、 处理并打印，集成度高。电液伺服阀组通常是电液伺服阀或电液比例阀两种之 一。采用电液伺服阀，成本很高，目前国内还不具备完全的生产能力，进口的 比较多。电液比例阀，国内虽能生产，但电液比例阀的死区、最小流量等问题， 在大型的压力实验机上不能很好的使用。电液伺服阀和电液比例阀对油源的要 求很高，虽然有过滤器等设备来进化油源，但易形成阀心堵塞等问题，使用、 维护的成本高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的不足，设计一种既具有手动加 载机成本低、可靠性高又具有电液伺服材料试验机键盘操作自动化程度及集成 度高、几乎无人为因素影响的一种材料试验机控制装置，它通过以下技术方案 来实现包括微处理器、LCD显示器、复合功能按键、试验台升降限位控制电路、 压力传感器、A/D转换器，还包括步进电机和步进电机转动限定控制电路，所 述复合功能按键、试验台升降限位控制电路、A/D转换器、步进电机转动限定 控制电路连接在微处理器的输入端，且压力传感器与A/D转换器连接，所述LCD 显示器和步进电机连接在微处理器的输出端。所述试验台升降限位控制电路由触点开关K2、电阻和光电耦合器组成，行 程开关一端连接电源VE—端串接电阻R1后连接到光电耦合器的输入端，光电 耦器的输出端串接电阻R2后连接到电源VCC,且该光电耦器的输出端与微处 理器的I/0输入端连接。所述步进电机转动限定控制电路由行程开关Kl 、电阻和光电耦合器组成， 行程开关一端连接电源VE —端串接电阻Rl后连接到光电耦合器G的输入端， 光电耦器G的输出端串接电阻R2后连接到电源VCC，且该光电耦器G的输出 端与微处理器的I/O输入端连接。本技术是针对老式的手动加荷式和手动加荷数显式实验机进行技术改 造而实施的技术方案，采用步进电机控制液压阀取代电液伺服阀，并采用全数 字式闭环运行方式，使其达到电液伺服压力试验机所具有的自动化、集成化程 度高且操作鍵盘化的优点，满足现阶段对压力试验机所提出的检测数据准确可 靠，无人为因素影响的需求。附图说明图l是本专利技术的结构示意图。图2是试验台升降限位控制电路原理图。 图3是步进电机转动限定控制电路原理图。图中，l复合功能按键，2LCD显示器，3试验台升降上限位控制电路，4 试验台升降下限位控制电路，5电子引伸器，6位移编码计数器，7压力传感器， 8A/D转换器，9进油步进电机，IO回油步进电机，ll步进电机转动限定控制 电路，12RS232通讯接口， 13RS485通讯接口， 14蓝牙通讯接口， 15数据总线 接口。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本技术作进一步说明。对照图l，本实施例的控制装置由微处理器MCU、 LCD显示器2、复合功 能按键l、试验台升降上限位控制电路3、试验台升降下限位控制电路4，压力 传感器7、 A/D转换器8，电子引伸计5、位移编码计数器6、进油步进电机9 和回油步进电机IO和步进电机转动限定控制电路11组成，复合功能按键1、试 验台升降上限位控制电路3、试验台升降下限位控制电路4、 A/D转换器8、和步进电机转动限定控制电路11连接在微处理器MCU的输入端，且压力传感器 7与A/D转换器8连接。LCD显示器2、进油步进电机9、回油步进电机10连 接在微处理器MCU的输出端。本实施例中的微处理器MCU采用W77F58芯片，并采用PVC复合功能按 键、CS5532型A/D转换器、240X180型LCD显示器。位移编码计数器6是一种光栅计数器，电子引伸计是一种电阻应变片，W77F58芯片的微处理器设置有 RS232、 RS485及蓝牙通讯接口和数据总线接口，可接入相应设备，以扩大本 技术控制装置的功能。对照图2，试验台升降上、下限位控制电路4都是触点开关由K2、电阻和 光电耦合器组成，行程开关一端连接电源VE—端串接电阻R1后连接到光电耦 合器G的输入端，光电耦器G的输出端串接电阻R2后连接到电源VCC，且该 光电耦器G的输出端与微处理器的I/O输入端连接。本实施例中Rl、 R2分别采 用1.2KQ和IOKQ阻值的电阻，VCC为系统中的5V电源，光电耦器G采用 TLP521-4型，其所接电源VE为专用5V电源。对照图3，步进电机转动限定控制电路11与图2所示的试验台升降上、下 限位控制电路4几乎完全相同，不同的仅是开关K1是一行程开关。材料试验机开始工作时，试验台上升或下降一定距离使操作人员好放入试 件，升降上、下限位控制电路以控制试验台上升或下降的位置，试验台上升或 下降到上限位或下限位时，就会使对应的行程开关闭合，光耦输出端导通，形 成低电平信号，该信号输入到微处理器MCU，经处理，微处理器MCU输出信 号给进油步进电机9或回油步进电机10，使之关闭或打开对应的阀门，材料试验机对试件加载，当加至临界值试件被破坏时，液压系统失压，压 力传感器7将该信号通过A/D转换器输入到微处理器MCU，经处理，微处理器 MCU输出信号给进油步进电机9或回油步进电机10,使之关闭或打开对应的阀 门，试验台停止上升或下降。步进电机在带动对应液压阀进行关闭动作时，如阀门已闭合，步进电机继 续输出转距，就回使阀门"锁死"，再要打开阀门，就需更大的转矩，往往步进 电机不能再带动液压阀打开。所以本技术控制装置设置了步进电机转动限 定控制电路11，将触点开关安装在相应的控制机构上， 一旦阀门关闭，如步进 电机继续输出转距，就会闭合触点开关，使之关闭，控制电路ll导通，光电耦合器输出端就会向微处理器MCU的输入端发出信号，经处理，微处理器MCU 输出信号给对应步进电机使之停止转动。权利要求1.材料试验机控制装置，包括微处理器、LCD显示器、复合功能按键、试验台升降限位控制电路、压力传感器、A/D转换器，其特征在于还包括步进电机和步进电机转动限定控制电路，所述复合功能按键、试验台升降限位控制电路、A/D转换器、步进电机转动限定控制电路连接在微处理器的输入端，且压力传感器与A/D转换器连接，所述LCD显示器和步进电机连接在微处理器的输出端。2. 根据权利要求所述的材料试验机控制装置，其特征在于所述试验台升降 限位控制电路由触点开关(K2)、电阻和光电耦合器组成，行程开关一端连接电 源(VE) —端串接电阻(Rl)后连接到光电耦合器(G)的输入端，光电耦器(G)的输出端串接电阻R2后连接到电源(VCC)，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
材料试验机控制装置，包括微处理器、ＬＣＤ显示器、复合功能按键、试验台升降限位控制电路、压力传感器、Ａ／Ｄ转换器，其特征在于还包括步进电机和步进电机转动限定控制电路，所述复合功能按键、试验台升降限位控制电路、Ａ／Ｄ转换器、步进电机转动限定控制电路连接在微处理器的输入端，且压力传感器与Ａ／Ｄ转换器连接，所述ＬＣＤ显示器和步进电机连接在微处理器的输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾颖，唐余庆，付少华，赵磊，
申请(专利权)人：南京天相软件有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[]