CN101178346B - 便携式压力试验机加载速率检验仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检验设备，具体地说是一种便携式压力试验机加载速率检验仪。按照本发明提供的技术方案，该检验仪包括依次相互连接的压力传感器、数据采集与发送装置和便携式计算机；压力传感器将标准的电压信号输送给数据采集与发送装置；便携式计算机定时向数据采集与发送装置发送命令，数据采集与发送装置接收到命令后将最新的采样数据发送给便携式计算机，便携式计算机采用CRC方式对接收到的数据进行校验，如果校验正确则取出需要的数据进行处理，如果校验错误则重新向数据采集与发送装置发送命令，向数据采集与发送装置索取采样数据。本检验仪易于携带，压力及加载速率有直观曲线显示，并且检验数据能存盘保存，利于整个制造流程的质量控制和ISO9000的贯标执行。

Description

便携式压力试验机加载速率检验仪

技术领域

本发明涉及一种检验设备，具体地说是一种便携式压力试验机加载速率检验仪。

背景技术

建材行业中，常常需要用压力试验机对水泥胶砂等试样作破型前抗压强度测试，并且有些压力试验机已经开始采用闭环控制，实现恒加载速率加压。压力试验机的加载速率是否恒定，对试样的抗压强度具有较大影响，加载速率已经成为衡量压力试验机精度的一项重要指标。加载速率的行业标准是：从设定的检测值开始到产品破型前的过程中，加载速率应在其基准值的±10％的误差限内，超出误差限的点的百分比不大于2％。例如300kN恒加荷压力试验机，其加载速率应为2.4kN/s±0.2kN/s。但是，目前压力试验机的生产商和用户单位还没有采用科学的手段，来检验压力试验机的精度和加载速率。

发明内容

本发明的目的是提出一种便携式压力试验机加载速率检验仪，用于检验压力试验机产品的出厂质量，为方便企业质检和用户部门的使用，本系统易于携带，压力及加载速率有直观曲线显示，并且试验数据能存盘保存，利于整个制造流程的质量控制和ISO9000的贯标执行。

按照本发明提供的技术方案，该检验仪包括依次相互连接的压力传感器、数据采集与发送装置和便携式计算机；压力传感器将标准的电压信号输送给数据采集与发送装置；便携式计算机定时向数据采集与发送装置发送命令，数据采集与发送装置接收到命令后将最新的采样数据发送给便携式计算机，便携式计算机采用CRC方式对接收到的数据进行校验，如果校验正确则取出需要的数据进行处理，如果校验错误则重新向数据采集与发送装置发送命令，向数据采集与发送装置索取采样数据。

数据采集与发送装置包括单片机、A/D转换电路、存储器及通信模块；试验开始后，单片机控制A/D转换电路对压力值进行采样，并将采样数据保存到存储器中，单片机根据命令，再通过通信模块将采样数据发送给便携式计算机。数据采集与发送装置每5～20毫秒采集一次数据，将最新的30～70个采样数据保存于存储器中。

数据采集与发送装置与便携式计算机之间采用串口线或串口与USB转接线连接；当采用串口与USB转接线连接时，数据采集与发送装置与便携式计算机之间的通讯协议是485或ModBus协议，通讯方式采用问答式。便携式计算机安装有检测软件，试验开始后，便携式计算机中的检测软件定时向数据采集与发送装置发送命令。

本发明的优点是：既可作为生产商对试验机参数调整和产品出厂检验的依据，也可用于用户对试验机性能的评价及实际使用过程中的精度检测。本发明采用的硬件装置体积小，配以笔记本电脑实现便携式仪器，编制的软件具有较强的数据处理功能，加压过程中加载速率以动态曲线显示，并能将试验数据保存到Access数据库，以备存档，同时提供试验报表、ISO9000的统计过程控制及历史试验查询等功能。

附图说明

图1是本发明的压力试验机加载速率检验仪的电路方框图。

图2是本发明的压力试验机加载速率检验仪的结构方框图。

图3是计算机程序流程图。

具体实施方式

压力试验机主要用于水泥、混凝土试样及构件等建材产品的抗压强度试验，是建筑工程检测、监督部门及大型工矿企业中广泛使用的检测仪器。本发明是一种保障压力试验机的制造生产及产品质量的检验系统，用于检验常用的压力试验机的压力精度及加载速率。

如图1所示，本发明的压力试验机加载速率检验仪由压力传感器1、数据采集与发送装置2、串口通讯设备3和便携式计算机4连接而成。压力传感器1输出标准的电压信号，通过信号线连接到数据采集与发送装置2。数据采集与发送装置2的结构框图如图2所示，由单片机89s52、A/D转换、存储器EEPROM、串口通信模块组成。数据采集与发送装置2每10毫秒采集一次数据，将最新的50个采样数据保存在缓冲区。数据采集与发送装置2与计算机4之间采用串口线连接，串口通讯设备3是可选设备，如果计算机4没有串口，如有些笔记本计算机只有USB接口，串口通讯设备3即为串口与USB转接线，两者之间的通讯协议是485或ModBus协议，通讯方式采用问答式。计算机4安装有本发明的检测软件，试验开始后，检测软件定时向数据采集与发送装置2发送命令，数据采集与发送装置2接收到命令后将最新的采样数据发送给计算机4，计算机4采用CRC方式对接收到的数据进行校验，如果校验正确则取出需要的数据进行处理，如果校验错误则重新发送命令向数据采集与发送装置2索取采样数据。

程序流程如图3所示。试验开始前要新建存放数据的数据库；然后对试验所需的各项参数进行设置(包括仪器参数、产品参数、加载速率的基准值和误差上下限等)；计算机4向数据采集与发送装置2发送实验开始命令，确认数据采集与发送装置2已经得到开始试验命令并开始试验后，计算机4定时向数据采集与发送装置2发送命令索取采样数据，计算机4等待并接收数据；计算机4获得采样数据后对进行CRC校验，校验正确则对数据进行处理，校验错误则立即重新向数据采集与发送装置2发送命令索要采样数据；如此循环问答式数据传送和处理，直到试验结束，提示是否保存试验数据。计算机4获得压力数据以后，采用逐差法计算压力试验机的加载速率，其计算公式如下：

$v_{N+k}=\frac{2}{N\·\mathrm{\Δt}}\underset{i=1}{\overset{N/2}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\frac{N}{2}+k+i}-P_{k+i},k\≥0$

其中，v_k为t_k时刻的加载速率，P_k为t_k时刻的压力值，N为数据长度，Δt为采样的时间间隔。当N取值适中时，采用这种方法可以减小随机误差，具有一定的滤波作用，并且能反映加载速率的真实变化。本发明中也可以通过选择N来检测试验机的精度范围，例如对加载速率满足要求的压力试验机，N越小表明试验机的精度越高，N越大表明试验机的精度相对较低。

Claims (1)

1.一种便携式压力试验机加载速率检验仪，其特征是：该检验仪包括依次相互连接的压力传感器(1)、数据采集与发送装置(2)和便携式计算机(4)；压力传感器(1)将标准的电压信号输送给数据采集与发送装置(2)；便携式计算机(4)定时向数据采集与发送装置(2)发送命令，数据采集与发送装置(2)接收到命令后将最新的采样数据发送给便携式计算机(4)，便携式计算机(4)采用CRC方式对接收到的数据进行校验，如果校验正确则取出需要的数据进行处理，如果校验错误则重新向数据采集与发送装置(2)发送命令，向数据采集与发送装置(2)索取采样数据；

数据采集与发送装置(2)包括单片机、A/D转换电路、存储器及通信模块；试验开始后，单片机控制A/D转换电路对压力值进行采样，并将采样数据保存到存储器中，单片机根据命令，再通过通信模块将采样数据发送给便携式计算机(4)；

数据采集与发送装置(2)每5～20毫秒采集一次数据，将最新的30～70个采样数据保存于存储器中；

数据采集与发送装置(2)与便携式计算机(4)之间采用串口线或串口与USB转接线连接；当采用串口与USB转接线连接时，数据采集与发送装置(2)与便携式计算机(4)之间的通讯协议是485或ModBus协议，通讯方式采用问答式；

便携式计算机(4)安装有检测软件，试验开始后，便携式计算机(4)中的检测软件定时向数据采集与发送装置(2)发送命令。

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