铁液质量多功能检测仪制造技术

一种铁液质量多功能检测仪、包括测试电路和传感器，测试电路中设有内含Ａ／Ｄ转换器的准１６位单片微机，其外围扩展有程序存贮器和数据存贮器，热电偶信号处理单元的输出端和热电偶冷端补偿电路单元的输出端分别与准１６位单片微机的Ａ／Ｄ输入端联接。本实用新型专利技术可测试铁液的化学成分、机械性能、球化率、铁液温度及环境温度，测试数据准确，性能稳定可靠，体积小、重量轻、性能／价格比高，操作极为简便，抗干扰能力强，适用于环境条件恶劣的大、中、小铸造车间炉前现场。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种铁液质量多功能检测仪，尤其是用热分析测试铁液质量的微机检测仪。现有的热分析仪，其主机均采用单板机或APPLE机等非工业型计算机，这类计算机线路结构复杂、体积大、抗干扰能力差，不适宜铸造熔炼炉前现场使用。本技术的目的在于针对上述问题提出的一种铁液质量多功能检测仪，它不仅结构简单、体积小，而且抗干扰能力强，适宜铸造熔炼炉前现场使用。本技术的技术方案是，一种铁液质量多功能检测仪，包括测试电路和传感器，其特殊之处是测试电路中设有内含A/D转换器的准16位单片微机，其外围扩展有程序存贮器、数据存贮器及I/O接口，热电偶信号处理单元的输出端和热电偶冷端补偿电路单元的输出端分别与准16位单片微机的A/D输入端联接。而且，热电偶信号处理单元设有由三片OP-07组成的增益可调的同相并联差动放大器，K型热电偶负端通过继电器经零点迁移线路后与上述差动放大器的一输入端相联，其正端与同相并联差动放大器另一输入端相联，B型热电偶的正、负端通过继电器分别与上述差动放大器的两输入端相联，差动放大器的输出端与单片微机的A/D输入端相联。而且，上述差动放大器的输出端通过两个开关二级管组成的限幅电路单元与单片微机的A/D输入端联接。而且，热电偶冷端补偿电路单元是以AD590为温度传感器，AD590的正、负端分别接集成运算放大器的负输入端和负电源，集成运算放大器的正输入端通过电阻接地，负输入端通过可调电位器接稳压电源，输出端经两个开关二级管限幅后接单片微机的A/D输入端，集成运算放大器的反馈电路上设有可调电位器。而且，测试电路中还设有修正系数及时间的拨码输入单元、测试功能选择及铸铁牌号选择的旋钮输入单元，拨码及旋钮开关均通过扩展I/O接口与单片微机相联。而且，测试电路中设有为测试仪，提供实时时钟的时钟电路单元。本技术由于以外围电路简单、抗干扰能力强的针对工业现场设计的高性能单片微机为主机，因而结构简单、体积小、抗干扰能力强，特别适宜铸造熔炼炉前现场使用。以下结合附图对本技术作进一步详细描述。附图说明图1为本技术的电路方框图。图2为本技术测试电路中的单片微机电路单元图。图3为本技术测试电路中的拨码及旋钮输入单元图。图4为本技术测试电路中的热电偶信号处理电路单元及热电偶冷端补偿电路单元图。参见图1～4，本技术包括传感器和测试电路，传感器为(1)K型热电偶设在测试样杯内，用于记录铁液冷却曲线；(2)B型热电偶用于检测铁液温度；(3)AD590用于环境温度测试兼热电偶冷端补偿。测试电路中设有准16位8098单片微机U1及扩展程序存贮器U4和数据存贮器U5、热电偶信号处理单元、热电偶冷端补偿单元、拨码及旋钮开关输入单元、复位电路单元、MC146818实时时钟电路单元、LED显示单元和打印输出。本技术测试电路中的准16位8098单片微机U1的AD0～AD7分别与程序存贮器U4的D0～D7和数据存贮器U5的D0～D7、锁存器U2的D0～D7、I/O并行接口U7的D0～D7、I/O并行接口及RAM存贮器U6的AD0～AD7相联，U1的A8～A15与U3的I1～I8相联，U1的A8～A14还与U4的A8～A14相联，U1的A8～A12与U5的A8～A12相联；U2的Q0～Q7分别与U4的A0～A7和U5的A0～A7相联；U3的输出端O1～O6输出片选信号H1～H6，分别与U4的片选CE、U5的片选CS1、U6的片选CE、U7的片选CS、LED显示单元片选及时钟电路单元的MC146818芯片的片选相联。U3的输出端O7接U1的READY脚。U4的OE、U5的OE、U6的RD、U7的RD、均与U1的RD脚相联，U5的WE、U6的WR、U7的WR均与U1的WR脚相联。U6的ALE接U1的ALE；U6的IO/M脚接U1的A12脚，U7的A0、A1分别接U2的Q0、Q1，U1的复位脚RST接负复位信号-R，U6、U7的复位脚RESET接正复位信号+R。U1的工作时序由U1内部回路及与管脚XTAL1、XTAL2相连的晶振OSC及电容C2、C3组成的振荡电路提供。U1的A/D转换基准电压由Z1、W1、C4、C1、R16组成的电路提供(见图2)，Z1正端通过电阻R16接一正电压，负端接地，Z1的正、负端分别与U1的VREF、AGND及电位器W1的两端相接，Z1的调节端接W1的调节端。本技术的数值输入采用10位BCD拨码，用于输入修正系数及时间参数。扩展I/O接口U7的I/O口PCO～PC3分别与BCD码-10进制码译码器U8的输入端A～D相接，U8的输出端0～9分别接10位BCD码的控制端，10位拨码的BCD码输出端“1”(即拨码的“1-1”、“2-1”“3-1”……“9-1”、“10-1”脚)分别与与非门U12的输入端(1、2、3、4、5、6、7、10、11、12脚)相接；同理，10位BCD码输出端“2”、“4”、“8、”分别与与非门U11、U10、U9的输入端相接；U9、U10、U11、U12的空输入端均接高电平VCC，其输出端分别接U7的I/O口PB0～PB3。使用时，本技术通过单片机控制U7的I/O口PC0～PC3输出拨码的位选择信号，每次只选中一片，被选中拨码的控制端为低电平，其它拨码控制端为高电平，再从I/O口PB0～PB3读取被选中拨码的数值，达到从拨码向检测仪输入数值的目的。本技术的旋钮开关K1、K2为两个5段旋钮开关，测试功能选择旋钮K1的5档位分别与U6的I/O接口PB1～PB5相连接，同时还分别与排阻PR1的5个电阻端相连，PR1的公共端接地；铸铁牌号选择旋钮K2的5档位分别与U6的I/O接口PC0～PC4相连接，同时还分别与排组PR2的5个电阻端相连，PR2的公共端接地，旋钮开关K1、K2的公共端接高电平。使用时，本技术可从接口芯片U6的PB、PC读取K1、K2所处位置，根据K1、K2的位置使检测仪进入指定的工作状态。本技术设计旋钮开关及拨码进行人机对话，使得其操作简单、方便、直观。本技术中的K型热电偶冷端补偿兼环境温度测试电路是以AD590为温度传感器，由AD590和U13集成运算放大器组成环境温度测试电路。U13的正输入端通过R15接地，负输入端通过电阻R13、电位器P4接由Z3提供的一稳定电压上，U13的返馈电阻由R14及电位器P5串联组成，AD590的正、负端分别接U13的负输入端及负电源。通过调节P4、P5可将测温范围限制在所需的温度区间，在此区间，环境温度与U13的输出电压成线性关系，U13的输出电压经开关二级管D3、D4限幅后接单片机8098的A/D输入口ACH5。因AD590是电流输出型器件，具有很强的抗干扰能力，且精度高、线性度好，保证了本技术冷端补偿的精度。本技术设有K型热电偶和B型热电偶共用的由U15、U16、U14三片集成运放组成的增益可调的同相并联差动放大器，K型热电偶与B型热电偶的增益调节及输入信号切换由单片机控制的两个继电器J、J1完成，热电偶信号经同相并联差动放大器调理后，经过开关二级管D1、D2限幅后送入单片机8098的A/D输入端ACH4，由三片OP-07组成的同相并联差动放大器分为两级，第一级由U15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁液质量多功能检测仪，包括测试电路和传感器，其特征是测试电路中设有内含Ａ／Ｄ转换器的准１６位单片微机，其外围扩展有程序存贮器、数据存贮器及Ｉ／Ｏ接口，热电偶信号处理单元的输出端和热电偶冷端补偿电路单元的输出端分别与准１６位单片微机的Ａ／Ｄ输入端联接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚文邦，余靖，陶汉德，
申请(专利权)人：湖北省机电研究院，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]