CN205156848U - 用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备 - Google Patents

Abstract

一种用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，包含至少一路应变测试电桥以及与之连接的A/D模块，微处理器、Wi-Fi通讯模块、直流电源，其特征在于A/D模块、微处理器、Wi-Fi通讯模块顺序有线连接，Wi-Fi通讯模块与手机通过Wi-Fi无线连接，直流电源分别给应变测试电桥、A/D模块、微处理器、Wi-Fi通讯模块供电。克服了现有手机操作的无线应变测试技术的高使用成本、受手机信号覆盖限制等问题；适用于旋转结构或大尺寸结构的近距离无线力学测试，也可用于远距离应变测试监控。

Description

用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备

技术领域

本实用新型涉及一种应变测试设备，尤其涉及一种手机操作的无线应变测试设备。

背景技术

常规应变测试设备大多由应变测试电桥、A/D模块、微处理器、直流电源、存储单元、数据通讯接口、显示窗口、输入键盘有线电连接组成。对于测点多、测试要求频率高、测试数据量大的场合，存储单元、显示窗口、输入键盘大多由PC机代替。对于旋转结构或大尺寸结构，由于旋转导致不方便布线、大尺寸导致构件布线成本高等原因，大多采用无线应变测试技术。

目前的技术方案如下：在常规应变测试设备基础上增加带SIM卡的手机通讯模块，通过GSM或GPRS或3G技术，与远程的手机端相连，主要通过短信或飞信断断续续通讯及控制；主要用于测试过程与结果的远距离监测。缺点如下：需要借助SIM卡通过GSM或GPRS或3G移动通讯技术和蜂窝移动通讯技术，计费的通讯流量大、使用费用昂贵、不方便实时连续监控，无法在没有手机信号覆盖的地方使用，也无法实现一个手机远程监控多个应变测试单元或多个手机监视同一个测试过程。

实用新型内容

本实用新型为一种用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，具体为利用电阻应变片通过惠斯通电桥对应力、应变、扭矩、压力、载荷、重量等物理量进行无线测试的仪表，主要用于旋转结构或大尺寸结构的近距离无线力学测试，也可用于远距离应变测试监控。

本实用新型提供的技术方案是：一种用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，包含至少一路应变测试电桥以及与之连接的A/D模块、微处理器、Wi-Fi通讯模块、直流电源，其特征在于A/D模块、微处理器、Wi-Fi通讯模块顺序有线连接，Wi-Fi通讯模块与手机通过Wi-Fi无线连接，直流电源分别给应变测试电桥、A/D模块、微处理器、Wi-Fi通讯模块供电。

本方案的具体特点还有，对于动态或高频应变信号的测试场合，应变测试电桥与A/D模块之间还可以有抗混叠滤波器，应变测试电桥、抗混叠滤波器、A/D模块顺序有线连接。

对于需要精密测试的场合，直流电源还可以通过精密电桥电源给应变测试电桥供电。

A/D模块可以由分离元器件组成，也可以是集成电路，都有增益放大器、模拟至数字转换器和数据通讯接口，应变测试电桥与增益放大器、模拟至数字转换器通过模拟信号顺序有线连接，模拟至数字转换器、数据通讯接口、微处理器通过数字信号顺序有线连接。

对于不希望用手机存储测试结果的场合，微处理器可外接存储器、USB驱动器、USB接口，直流电源给存储器、USB驱动器供电。

A/D模块内部的增益放大器为可编程增益放大器，模拟至数字转换器为24位模拟至数字转换器，微处理器为32位ARM微处理器。

用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备包含多个应变测试电桥及多个A/D模块；多个应变测试电桥与多个A/D模块一一对应；多个A/D模块与同一个微处理器电连接，微处理器与Wi-Fi通讯模块顺序有线电连接。对于多点测试场合即多个应变测试电桥，把一个A/D模块只对应于一个应变测试电桥，一个应变测试电桥也只对应于一个A/D模块，把每一个应变测试电桥的应变差分信号同时转换成数字信号，再根据A/D模块的总线方式、并行处理能力和电桥数量选择同时或分时进入同一个微处理器，微处理器把由差分电压转换成的数字信号按应变电测原理公式及其他数字处理原理计算出相应的应变原码值，最后经过同一个Wi-Fi通讯模块以数字无线电信号与手机通讯。

包含多个应变测试电桥及1个A/D模块，A/D模块还集成了多路同步采样保持器和多路信号切换开关；多个应变测试电桥、同步采样保持器、多路信号切换开关、增益放大器顺序电连接。多个应变测试电桥的差分电压信号先同时被同步采样保持器保持；然后，各个差分信号被多路信号切换开关切换后先后进行模拟至数字转换，再进入同一个微处理器和同一个Wi-Fi通讯模块；所有应变测试电桥经转换后的一组结果均为同一时刻的测试结果。

包含多个应变测试电桥及1个A/D模块，A/D模块还集成了多路信号切换开关；多个应变测试电桥、多路信号切换开关、增益放大器顺序电连接。多个应变测试电桥经多路信号切换开关顺序分时切换，依次进行模拟至数字转换，顺序得到各应变测试电桥的处于被开关切换时的测试数据，转换后的数字信号再进入微处理器和Wi-Fi通讯模块。

A/D模块与微处理器可以集成在一个芯片内。微处理器与Wi-Fi通讯模块也可以集成在一个模块内。

所述直流电源可以是市电交流转直流，也可以是电池。

应变测试电桥的四个桥臂可以全部由贴在被测物体上的应变片组成；也可以由为贴在被测物体的应变片和应变测试设备附带的精密电阻组成；还可以是贴在传感器内部的测试物体的压力、载荷、重量、流量、扭矩等物理量的四个桥臂。

由于被测物体变形，导致黏在物体上的电阻应变片的电阻值发生变化，进而导致应变测试电桥信号端产生差分电压，该差分电压（对于动态或高频应变信号，该差分电压应先经过抗混叠滤波处理）进入A/D模块中可编程信号增益放大器，再进入24位模拟至数字转换器转换成数字信号，数字信号经过数据通讯接口处理，再进入32位ARM微处理器按电阻应变测试理论和其他数字处理理论进行各种运算得出有关数值，这些数值由Wi-Fi通讯模块以数字无线电信号发射出去，手机通过Wi-Fi无线接收这些数值信号，通过显示屏显示出来或存储在手机存储器里，事后可用手机数据线把测试结果拷出。测试之前，利用手机对整个应变测试设备进行设置。如微处理器外接了存储器、USB驱动器、USB接口，操作者也要从USB接口拷贝测试结果，也可以设置为测试数据保存在存储器里，待测试结束后用U盘从USB接口把测试结果拷出。

本实用新型的有益效果：针对现有在常规应变测试设备基础上增加SIM卡、通过GSM、GPRS技术或3G技术控制应变测试过程的缺点，利用Wi-Fi技术，借用手机的显示屏、键盘及存储功能，通过手机实现无线操控应变测试过程的监测和存储，解决了现有技术用手机无线测试应力、应变、扭矩、压力、载荷、重量等物理量时需装备SIM卡、借用GSM、GPRS或3G无线测试技术的高使用成本、受手机信号覆盖限制等问题；大大方便了旋转结构或大尺寸结构的多点、近距离无线力学测试，也可用于远距离应变测试监控；还可以实现多测点手机无线监控和多手机监控。

附图说明

图1是本实用新型通过手机Wi-Fi操作的原理框图；图中：1-应变测试电桥；2-A/D模块；3-微处理器；4-Wi-Fi通讯模块；5-手机；6-精密电桥电源；7-直流电源；12-抗混叠滤波器；21-增益放大器；22-模拟至数字转换器；23-数据通信接口；31-存储器；32-USB驱动器；33-USB接口。

图2是本实用新型用于远程监控的原理框图；图中：81-测试端无线路由器；82-公网服务器；83-手机端无线路由器。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，一种用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，包含应变测试电桥1、抗混叠滤波器12、A/D模块2、微处理器3、Wi-Fi通讯模块4、直流电源7；应变测试电桥1、抗混叠滤波器12、A/D模块2、微处理器3、Wi-Fi通讯模块4顺序有线连接；Wi-Fi通讯模块4与手机5通过Wi-Fi无线连接；直流电源7分别给应变测试电桥1、A/D模块2、微处理器3、Wi-Fi通讯模块4供电；还包括精密电桥电源6；直流电源7通过精密电桥电源6给应变测试电桥1供电；微处理器3采用荷兰NXP公司32位LPC2214ARM微处理器3；应变测试电桥1与A/D模块2之间有抗混叠滤波器12，它们通过差分电压电路顺序连接；A/D模块2选用美国ADI公司的AD7730，其内部有可编程增益放大器21、24位模拟至数字转换器、数据通讯接口23，应变测试电桥1与增益放大器21、模拟至数字转换器22通过差分电压电路顺序连接，模拟至数字转换器22、数据通讯接口23、微处理器3通过数字信号顺序连接；Wi-Fi通讯模块4选用美国TI公司Wi-Fi通讯模块；微处理器3与Wi-Fi通讯模块4通过数字信号连接；微处理器3外接存储器31、USB驱动器32、USB接口33，它们通过数字信号顺序连接，直流电源7给存储器31、USB驱动器32供电。精密电桥电源6选用美国ADI公司REF195精密参考电源。

实施例2：一种用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，与实施例1基本相同，不同的是包含多个应变测试电桥及多个A/D模块；多个应变测试电桥与多个A/D模块一一对应；多个A/D模块接入同一个微处理器3分时处理，最后连接同一个Wi-Fi通讯模块4，Wi-Fi通讯模块4以数字无线电信号与手机5通讯。

实施例3：一种用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，与实施例1基本相同，不同的是包含多个应变测试电桥、一个A/D模块2，A/D模块2还集成了多路同步采样保持器和多路信号切换开关；多个应变测试电桥、同步采样保持器、多路信号切换开关、增益放大器顺序电连接，多个应变测试电桥的差分信号被同步保持、依次分时切换、放大，再进行模拟至数字转换，然后再进入一个微处理器3和一个Wi-Fi通讯模块4。

实施例4：一种用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，与实施例1基本相同，不同的是包含多个应变测试电桥、一个A/D模块2；A/D模块2还集成了多路信号切换开关；多个应变测试电桥、多路信号切换开关、增益放大器顺序电连接；多个应变测试电桥模拟信号被依次分时切换、放大，再进行模拟至数字转换，转换后的数字信号分时依次再进入微处理器3和Wi-Fi通讯模块4。

实施例5：一种用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，与实施例1基本相同，不同的是A/D模块2与微处理器3集成在一个芯片内。

实施例6：如图2所示，一种用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，与实施例1基本相同，不同的是微处理器3与Wi-Fi通讯模块4集成在一个模块内。

实施例7、本实用新型用于远程无线监控；与实施例1基本相同，不同的是包含测试端无线路由器81、公网服务器82、手机端无线路由器83，测试端无线路由器81、公网服务器82、手机端无线路由器83之间顺序有线连接；Wi-Fi通讯模块4通过Wi-Fi与靠近应变测试物体的测试端无线路由器81通讯，手机5与手机端无线路由器83通过Wi-Fi通讯。

Claims (10)

1.一种用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，包含至少一路应变测试电桥以及与之连接的A/D模块，还有微处理器、Wi-Fi通讯模块和直流电源，其特征是A/D模块、微处理器、Wi-Fi通讯模块顺序有线连接，直流电源分别给应变测试电桥、A/D模块、微处理器、Wi-Fi通讯模块供电。

2.根据权利要求1所述的用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，其特征是应变测试电桥与A/D模块之间设置有抗混叠滤波器。

3.根据权利要求1所述的用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，其特征是直流电源通过精密电桥电源给应变测试电桥供电。

4.根据权利要求1所述的用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，其特征是A/D模块内部有增益放大器、模拟至数字转换器和数据通讯接口；应变测试电桥、增益放大器、模拟至数字转换器、数据通讯接口、微处理器顺序连接。

5.根据权利要求1所述的用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，其特征是微处理器外接存储器、USB驱动器、USB接口，直流电源给存储器、USB驱动器供电。

6.根据权利要求1所述的用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，其特征是包含多个应变测试电桥及多个A/D模块；多个应变测试电桥与多个A/D模块一一对应；多个A/D模块与一个微处理器电连接。

7.根据权利要求4所述的用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，其特征是多个应变测试电桥与1个A/D模块连接，A/D模块还集成了多路信号切换开关；多个应变测试电桥、多路信号切换开关、增益放大器顺序电连接。

8.根据权利要求4所述的用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，其特征是多个应变测试电桥与1个A/D模块连接，A/D模块还集成了多路同步采样保持器和多路信号切换开关；多个应变测试电桥、多路同步采样保持器、多路信号切换开关、增益放大器顺序电连接。

9.根据权利要求1所述的用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，其特征是A/D模块与微处理器集成在一个芯片内。

10.根据权利要求1所述的用手机通过Wi-Fi操作的应变测试设备，其特征是微处理器与Wi-Fi通讯模块集成在一个模块内。