CN2118303U

CN2118303U - 多道智能型动应变固态数据存储装置

Info

Publication number: CN2118303U
Application number: CN 92214501
Authority: CN
Inventors: 田学隆; 朱冰莲; 杨昌棋; 但斌; 徐铭陶
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 1992-04-21
Filing date: 1992-04-21
Publication date: 1992-10-07

Abstract

多道智能型动应变固态数据存储装置属于车辆道路试验用仪器。该仪器由多道智能型动应变测量仪与可卸式固态数据存储器对应连接及数据传输器组成，其测量仪由多个测量电桥分别与相应的动应变测量网络构成多个通道，A/D转换器，报警器，单片机控制器组成。可卸式固态数据存储器由存储器和掉电保护电路组成。该装置体积小、重量轻、精度高不使用交流电源，能随车到任何需要测量的场所进行动应变量的测量和人不能接近的试验现场进行动应变测量，还可进行车辆舒适性测试及其它行业的温度测试。

Description

本实用新型涉及的是车辆道路试验用仪器——多道智能型动应变固态数据存储装置。

在为车辆作结构强度分析及寿命估计时，通常需要对车辆在各种路面工作情况下的动应变进行测量。传统的测量，如摩托车动应变测量使用常规动应变仪、光线示波器、磁带机，测量时将应变片贴在待测点上，应变片上的应变量被转换为电量通过导线送应变仪放大后再送光线示波器显示。若需对测量数据作计算机分析，则需使用磁带机，磁带机记录动应变仪输出的信号，再通过A／D卡把磁带上的信息读入计算机分析。应变仪和磁带机由于较重，体积较大，抗振性能差，且需220V交流电，难于实现随车测量。由于测量过程中导线的运动，必然引起很大的测量误差，且受导线长度的限制，不能任意选择测试路面。

本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻、精度高的多道智能型固态数据存储装置，它能随车到任何需要测试的现场进行动应变测量。

考虑到随车测量的特殊用途，该测量装置由多道智能型动应变测量仪，可卸式固态数据存储器和数据传输器组成。在试验现场，动应变测量仪测得动应变量存于可卸式固态数据存储器中，在数据分析处理时，可卸式固态数据存储器与数据传输器对应连接，然后将可卸式固态数据存储器中的被测数据通过数据传输器传入计算机进行分析处理。

多道智能型动应变测量仪由测量电桥、动应变测量网络、A／D转换器和单片机控制器以及报警指示网络组成。

测量电桥由三端稳压器、电阻应变片R50、电阻R51、R52、R53，电源E11组成。三端稳压器的1脚接E11的正端，2脚接地，三脚接电桥。

动应变测量网络由传感器接口放大器、动应变放大器、低通虑波器和电平移动电路组成。测量电桥检出的应变量通过传感器接口放大器、动应变放大器、低通虑波后再作电平移动。

每个测量电桥与每个传感器接口放大器接成差动输入形式。传感器接口放大器的输出接动应变放大器的输入，动应变放大器的增益是可控的，它通过跨接在运算放大器IC23的V－和输出之间的多个并联开关来控制，而每个开关串联不同的电阻以满足不同场所和不同测试点的动应变量测试的需要。动应变放大器的输出与低通虑波器的输入相连，低通虑波器的输出连接电平移动电路的输入，电平移动电路是个加法电路，通过调整W3来完成。

A／D变换器由多路开关IC4，采样保持器IC3，AD转换器IC10，电阻R22、R24－26，电容C9、C10，电位器W1、W2组成。

多道智能型动应变测量仪由1－16个测量电桥分别与相应的动应变测量网络构成1－16个通道，每个通道均由一个测量电桥与一个动应变测量网络组成，每个通道分别与多路开关IC4的各个输入端相连。通道选择是通过IC6既8031的1－4脚控制IC4实现的，采样保持器IC3和ADC起动也是由IC6控制的。IC3的输出接IC10的输入。IC10的转换结果8位数据DB0－DB7接数据总线。

通过地址总线、数据总线连接的IC5、IC6、IC7构成8031单片机控制器，它完成对多路信号的采集存储控制及系统硬件自检和过载报警。IC10和IC6之间通过数据总线连接。在IC6的一个脚上接有电阻R28，电容C8和开关K5，IC6的该脚通过R28在电容C8之间接电源，电容C8与R28并联，K5的一端接地，一端接R28和电容C8以起动系统工作。

报警指示网络由译码器IC9：A，或门IC16、IC41－IC43，发光管D10－D13，电阻R40－R43组成。报警控制由IC6通过IC9：A译码输出执行。

可卸式固态数据存储器由存储器和掉电保护电路组成，存储器为静态RAM，掉电保护电路由二极管D1、D2，电容C11、C12和电源E2组成，电容C11并联在E2两端，二极管D1、D2的阴极相连，D2的阳极与E1的正端相连，D1的阳极与E2的正端相连，C12接在地和D1的阴极之间，由D1、D2的阴极引出的线与存储器的电源端VCC连接，为存储器供电。由于E1高于E2，当可卸式固态数据存储器接在测量仪上时由E1供电，E2不工作，当测量结束时，E1被关掉或可卸式固态数据存储器被卸下时，D2截止，D1导通，E2开始供电。由于D2的作用E2不会向主机反供电，因此保证了E2的使用时间，卸下可卸式固态数据存储器，存储器中的数据不会丢失，由于是可卸式的，因此可根据测量需要更换存储器以保证足够的测量数据。在静态存储器的电源VCC端和WE端之间还接有电阻R80。

可卸式固态数据存储器与动应变测量仪之间的连接是对应线相连即E1接动应变测量仪的电源， CS0- CS3连 CE0- CE3， RD接 RD， WR接 WR，地址总线和数据总线也是分别相连在一起的。

数据传输器也是一个8031单片机控制器。

本实用新型涉及的是车辆道路试验用测量仪，按照上述方案，该装置体积小，重量轻，不使用交流电源。以四通道智能型摩托车动动应变测量仪为例，车载部分仅重4.1Kg，体积为长×宽×高＝30cm×20cm×15cm。能随车到任何需要的地方进行动应变测量，由于是随车测量，因此从根本上克服了由于导线运动引起的误差，同时信号以数据方式存储，通过数据传输器能方便地与计算机接口。

如果改用其他传感器就可以进行不同的测量，如使用加速度传感器，可以作车辆舒适性测试，使用温度传感器，可以作温度测试等。由于该仪器是车载式的，它可用于各种车辆的动应变测试，也可用于其它需要进行动应变测量而人又不能留在测试现场的场合。

下面结合附图对本实用新型予以具体的说明。

图1.为本实用新型的结构图。

图2.是根据本实用新型提出的四通道智能型摩托车动应变测量仪的电原理图。图3.是可卸式固态数据存储器的电原理图。

下面结合图2.、图3.详细说明本实用新型的具体电原理图的工作情况。

四通道智能型动应变仪由测量电桥、动应变测量网络、A／D变换和单片机控制器及报警指示器组成。

测量电桥由三端稳压器、泊式电阻应变片R50、电阻R51～R53和电源E11组成，三端稳压器的1脚接E11的正端，2脚接地，3脚接测量电桥。E11为12V。

动应变测量网络由传感器接口放大器，动应变放大器，低通虑波器和电平移动电路组成。传感器接口放大器由IC20－IC22，电阻R54－R60组成。R55、R56分别跨接在IC20、IC21的输出和反相输入之间，IC20和IC21呈差动形式，R57接在IC21的输出和IC22的V－之间，R58接在IC20的输出和IC22的V＋之间，R59接在IC22的输出和V－之间，R60接在IC22的 V＋和地之间。应变放大器由电阻R61－R66、电容C1、开关K1、K2、K3和运算放大器IC23组成。IC23的V＋通过R63接地，它的V－通过R62接地，在IC23的输出和V－之间并联有三个支路，它们中每一个支路分别由R64与K3串联、R65与K2串联、R66与K1串联。IC23的V＋端通过电容C1和电阻R61与IC22的输出端相连。低通滤波器由电阻R67～R69、电容C2、C3、C4和算放大器IC24组成。IC24的V＋通过R69、R68、R67与IC23的输出相连，电容C2的一端接地，一端接在R67和R68之间，电容C3的一端接地，另一端接IC24的V＋，电容C4的一端接在R68和R69之间，一端接在IC24的输出端，IC24的V－直接与输出相连。电平移动电路由电阻R71－R76、电位器W3和运算放大器IC25组成，R73、W3和R74串接在电源和地之间。IC25的V－一方面通过R71与IC24的输出相连，一方面又通过R72与W3的中心抽头相连，IC25的V＋通过R75接地，在它的输出与V－之间还跨接有一个电阻R76。

A／D变换器由IC4、IC3、IC10、电阻R22、R24－R26、电容C9、C10，电位器W1、W2组成。IC4是多路开关，IC4的12脚与IC25的输出相连，13、14、15脚分别与另外三个通道的输出端相连（在图2.中略去未画出），3脚与IC3的第3脚相连，IC3是采样保持器，IC10是A／D转换器。

报警指示网络由译码器IC9：A，或门IC41、IC42、IC43、IC16，发光管D10～D13，电阻R40～R43组成。或门IC16、IC41、IC42、IC43的一个输入端连在一起接IC6的第8脚，它们的另一个端分别与译码器的第4、5、6、7脚分别相连，它们的输出分别与发光二极管D10、D11、D12、D13的阴极相连，四个发光管的阳极分别通过R40、R41、R42、R21、R43与电源VCC相连。IC4的第10、11脚接IC6的第1、2脚，IC6的第7脚接IC3的第8脚，IC10的第1、2、3、5脚分别接IC6的第5、17、16、12脚，IC10的11－18脚分别接IC6的32－39脚。

可卸式固态数据存储器由存储器、掉电保护电路组成。存储器由静态RAM62256 IC11－IC14组成。它们的第1－10、21、23、24、25、26脚分别接地址总线，第11－13、15－19脚接数据总线。IC11－IC14的22脚接在一起，27脚接在一起。掉电保护电路由二极管D1、D2，电容C11、C12和电源E2组成。电容C11并联在电源E2两端，二极管D1、D2的阴极相连，D2的阳极与E1的正端相连，D1的阳极与E2的正端相连，C12接在地和D1的阴极之间。由D1、D2的阴极引出的线接IC11－IC14的VCC，为IC11－IC14供电，电源E2选4.5V，在IC11－IC14的28脚和27脚之间还接有R80。

本实施例的各个元件及其参数值由附表一给出。

附表一：

元件名元件值R20 10KR25 2.7KR40 10KR43 10KR52 0.35KR55 22KR58 20KR61 10KR64 510KR67 8.2KR71 10KR74 20KW1 2KC1 4.7μC4 0.1μC7 10μC10 1000PX 6MHzIC4 4051IC7 74LS373IC11 62256IC14 62256IC41 4071IC44 4071IC22 TL064IC25 TL064

元件名元件值R22 10KR26 3.5KR41 10KR50 0.35KR53 0.35KR56 22KR59 20KR62 10KR65 910KR68 58KR72 10KR75 5.6KW2 1KC2 0.1μC5 20PC8 10μC11 47μR80 10KIC5 2716IC9∶A 4556IC12 62256IC15 4071IC42 4071IC20 TL064IC23 TL064

元件名元件值R24 24KR30 10KR42 10KR51 0.35KR54 1KR57 20KR60 20KR63 220KR66 1.6MR69 11KR73 20KR76 24KW3 20KC3 0.01μC6 30PC9 75PC12 47μIC3 LF398IC6 8031IC10 0804IC13 62256IC16 4071IC43 4071IC21 TL064IC24 TL064

Claims

1、一种多道智能型动应变固态数据存储装置，包括多道智能型动应变测量仪，可卸式固态数据存储器和数据传输器，其特征在于在测量时多道智能型动应变测量仪与可卸式固态数据存储器之间通过 CS0- CS3对应连接 CE0- CE3, RD对应连接 RD， WR对应连接 WR，地址总线和数据总线分别对应连接在一起；在数据分析处理时，可卸式固态数据存储器与数据传输器对应连接；多道智能型动应变测量仪由1-16个测量电桥分别与相应的动应变测量网络构成1-16个通道，每个通道均由一个测量电桥与一个动应变测量网络组成，且每个通道分别与多路开关IC4的各个输入端连接，并通过IC6的1-4个脚控制IC4的通道选择；多路开关IC4的输出接采样保持器IC3的输入，采样保持IC3和ADC的起动由IC6控制，采样保持器的输出接A/D转换器IC10的输入，IC10的转换数据DB0～DB7接数据总线，与IC6连接的报警指示网络和通过地址总线、数据总线连接的IC6、IC7、IC5单片机控制器及该测量仪的起动电路组成；可卸式固态数据存储器由存储器和掉电保护电路组成。

2、根据权利要求1所述的多道智能型动应变固态数据存储装置，其特征在于测量电桥与传感器接口放大器差动连接，传感器接口放大器的输出与动应变放大器的输入连接，在运算放大器IC 23的V－和输出之间跨接由电阻与一个开关串联而组成的多个并联开关，应变放大器的输出与低通虑波器的输入连接，低通虑波器的输出与电平移动电路连接。

3、根据权利要求1所述的多道智能型动应变固态数据存储装置，其特征在于该测量仪的起动电路是在单片机IC6的脚上接有电阻R28与电容C8构成的并联电路和接地开关K5，通过电阻R28，并在电阻R28与C8之间接电源。

4、根据权利要求1所述的多道智能型动应变固态数据存储装置，其特征在于掉电保护电路由并联在电源E2两端的电容C11，阴极相连的二极管D1、D2，D2的阳极与电源E1正端连接，D1的阳极与电源E2的正端连接，电容C12接在地与D1的阴极之间，二极管D1、D2的阴极引出的线与存储器的电源端VCC连接构成；在静态存储器的电源VCC和WE之间接有电阻R80。