CN2676184Y - 数字式混凝土回弹仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字式混凝土回弹仪，由回弹仪、传感器、数据采集和显示装置组成，差动变压器式位移传感器一端连接在回弹仪的指针滑块上，另一端通过导线与数据采集和显示装置连接。所述的数据采集和显示装置内安装有峰值检测电路和系统控制电路，在数据采集和显示装置的壳体上设有供显示数值的显示屏。所述经差动变压器式位移传感器检测的电压信号送至峰值检测电路中进行放大处理后输出至系统控制电路中进行采集、处理，并输出至显示器中将数据直观地显示出。本装置克服了由摩擦引起的系统误差，数据准确，精度高；安装、拆卸方便，可与各种型号的直读式回弹仪结合使用，并可在需要的情况下随意拆卸；实用性好，适用范围广泛。

Description

数字式混凝土回弹仪

技术领域

本实用新型公开了一种与混凝土硬度无损检测仪器相配套使用的数据采集和显示装置，具体地说是指一种数字式混凝土回弹仪。

背景技术

用于混凝土强度无损检测的直读式回弹仪，是目前建筑行业中广泛使用的一种仪器，在实际测量中，对每一件混凝土试样需要测量10个测区，每个测区测量16个点，再取其平均值，这样在测量时人工记录的工作量大，且极易出错，从而影响数据可信度。针对这个问题，已推出了各种数字式的回弹仪，例如专利号为00264866.0、名称为“数字式混凝土回弹仪”的中国专利，是在回弹仪的壳体外设置电位器，并在壳体内设置电刷，电位器的输出接到附加电气部分，可直接显示回弹值，有效减少了工作量。但是这种电位器式传感器电刷与指针滑块连接在一起，长期使用容易松动，且电刷与电位器相互摩擦，引起较大的系统误差，使最终数据的精度降低。专利号为01220127.8、名称为“带电子示值器的回弹仪”解决了摩擦力影响精度的问题，它使用了非接触式开关作为传感器，在指针滑块经过非接触式开关时，会触发CPU开始计时，通过滑块经过两个开关所用的时间按照给定程序计算最大回弹距离，这种间接计算的方法由于使用的算法是在理想的假设条件下实现，而实际情况往往无法达到，因此实用性较差。

发明内容

针对以上提出的不足之处，本实用新型的目的是公开一种精度高、速度快、实用性强的数字式回弹仪。

本实用新型的一种数字式混凝土回弹仪，由回弹仪、传感器、数据采集和显示装置组成。其中，差动变压器式位移传感器一端连接在回弹仪的指针滑块上，另一端通过导线与数据采集和显示装置连接，所述的数据采集和显示装置内安装有峰值检测电路和系统控制电路，在数据采集和显示装置上设有供数值显示的显示屏；所述经差动变压器式位移传感器检测的电压信号送至峰值检测电路中进行放大处理后输出至系统控制电路中进行采集、处理，并输出至显示器中将数据直观地显示出。

所述的数字式混凝土回弹仪，其峰值检测电路选取TL084芯片，其中电压跟随器A₁输出端接在电子开关S₁的一端，电子开关S₁的另一端接一电阻R₃后接在电压跟随器A₂同相输入端上，电压跟随器A₂输出端接在电压比较器A₃反相输入端上，电压比较器A₃输出端接在电子开关S₁控制端上，电压跟随器A₁输出端接电压比较器A₃同相输入端。峰值检测电路所测峰值范围为0～2V。

所述的数字式混凝土回弹仪，其系统控制电路由A/D转换器、单片机和显示驱动电路组成，其中，A/D转换器选取ICL7135芯片，单片机选取89C51芯片，显示驱动电路为四片MC14513芯片。

所述的数字式混凝土回弹仪，其检测误差＜1％。

本实用新型具有的优点和积极效果如下：差动变压器式位移传感器本身为非接触测量，所以克服了由摩擦引起的系统误差，数据准确，精度高；安装、拆卸方便，可与各种型号的直读式回弹仪结合使用，并可在需要的情况下随意拆卸；实用性好，适用范围广泛，由于差动变压器本身带有屏蔽外壳，因此可以在强电磁干扰条件下使用，且不会受光照和灰尘等的影响。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图。

图2为本实用新型装置的检测原理框图。

图3为本实用新型装置的峰值检测电路和单片机中断触发电路原理图。

图4为本实用新型装置的系统控制电路原理图。

图中：1.回弹仪    2.指针滑块    3.差动变压器式位移传感器    4.导线5.数据采集和显示装置

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参见图1所示，本实用新型的数字式混凝土回弹仪，由回弹仪1、差动变压器式位移传感器3、导线4和数据采集和显示装置5组成，差动变压器式位移传感器3刚性连接在回弹仪1的指针滑块2上，差动变压器式位移传感器3另一端经导线4连接在数据采集和显示装置5上。

本实用新型的数字式混凝土回弹仪，其数据采集和显示装置5内安装有峰值检测电路和系统控制电路，在数据采集和显示装置5上设有供显示数值的显示屏。峰值检测电路选取TL084芯片，其中电压跟随器A₁输出端接在电子开关S₁的一端，电子开关S₁的另一端接一电阻R₃后接在电压跟随器A₂同相端上，电压跟随器A₂输出端接在电压比较器A₃反相端上，电压比较器A₃输出端接在电子开关S₁控制端上，电压跟随器A₁输出端接电压比较器A₃同相端。其所测峰值范围为0～2V。系统控制电路由A/D转换器、单片机和显示驱动电路组成，其中，A/D转换器选取ICL7135芯片，单片机选取89C51芯片，显示驱动电路为四片MC14513芯片。请参见图3、图4所示，单片机P3口接在A/D转换器位选通信号D1～D5端和R/H端，单片机89C51的P1口低四位通过74HC157选择器芯片读入ICL7135的OR、UR、POL和BCD码输出B1、B2、B4、B8数据，单片机89C51的PO口低四位接在四个MC14513驱动芯片的BCD码输入端A～D，PO口高四位分别接在四个MC14513驱动芯片的锁存端LE上，电压跟随器A3的输出端接在电子开关S2的控制端，电子开关的一端接高电平，另一端接在一5K电阻的一端，电阻另一端接地，在开关接电阻的一端引出中断信号端接在单片机89C5 1的P3.2口上。为了提高精度A/D转换器的基准电压V_REF由电压基准源MC1403经电位器W₁分压得到。时钟CLK由外接1M晶振给出。图3中的电子开关使用CD4066芯片，此开关在其控制端出现高电平时导通。

本实用新型数字式混凝土回弹仪的工作原理为：当回弹仪1的指针滑块2受到冲击产生回弹时，与指针滑块2刚性连接在一起的差动变压器位移传感器3的导杆端随之运动，导杆同差动变压器铁心相连，铁心位置变化导致线圈内部电磁场发生变化，这样差动变压器两个相互反接的次级线圈的电感产生变化，从而使得输出电压发生了同铁心位移成正比的变化。然后，由峰值检测电路检测输出电压最大值，此电压最大值即为回弹值所对应的位移值。单片机对此最大值进行采集，经过处理后由显示环节进行显示，请参见图2所示。该装置的检测误差＜1％。

在本实用新型中的回弹仪可使用各种型号的直读式回弹仪，差动变压器式位移传感器可在专业制作此类传感器的单位购买，一般附带变送器，将输出信号转换为标准电压或电流信号。峰值检测电路可由采样保持器搭建而成，A/D转换器选用TI公司的ICL7135，单片机可选用51系列低功耗单片机，此处使用的是89C51单片机，显示部分采用四个LED和LED驱动芯片MC14513。

Claims (6)

1、一种数字式混凝土回弹仪，包括回弹仪、传感器，其特征在于：还包括数据采集和显示装置(5)，差动变压器式位移传感器(3)一端连接在回弹仪(1)的指针滑块(2)上，另一端通过导线(4)与数据采集和显示装置(5)连接，所述的数据采集和显示装置(5)内安装有峰值检测电路和系统控制电路，在数据采集和显示装置(5)上设有供数值显示的显示屏；所述经差动变压器式位移传感器(3)检测的电压信号送至峰值检测电路中进行放大处理后输出至系统控制电路中进行采集、处理，并输出至显示器中将数据直观地显示出。

2、根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于：所述的峰值检测电路选取TL084芯片，其中电压跟随器A₁输出端接在电子开关S₁的一端，电子开关S₁的另一端接一电阻R₃后接在电压跟随器A₂同相输入端上，电压跟随器A₂输出端接在电压比较器A₃反相输入端上，电压比较器A₃输出端接在电子开关S₁控制端上，电压跟随器A₁输出端接电压比较器A₃同相输入端。

3、根据权利要求2所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于：所述的峰值检测电路所测峰值范围为0～2V。

4、根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于：所述的系统控制电路由A/D转换器、单片机和显示驱动电路组成，其中，A/D转换器选取ICL7135芯片，单片机选取89C51芯片，显示驱动电路为四片MC14513芯片。

5、根据权利要求4所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于：所述系统控制电路中，单片机89C51的P3口接在A/D转换器ICL7135位选通信号D1～D5端和R/H端，单片机89C51的P1口低四位通过74HC157选择器芯片读入A/D转换器ICL7135的OR、UR、POL和BCD码输出B1、B2、B4、B8数据，单片机89C51的P0口低四位接在四个MC14513驱动芯片的BCD码输入端A～D，P0口高四位分别接在四个MC14513驱动芯片的锁存端LE上，电压跟随器A₃的输出端接在电子开关S₂的控制端，电子开关的一端接高电平，另一端接在一5K电阻的一端，电阻另一端接地，在开关接电阻的一端引出中断信号端接在单片机89C51的P3.2口上。

6、根据权利要求1所述的数字式混凝土回弹仪，其特征在于：所述数字式混凝土回弹仪的检测误差＜1％。

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