[實用新型]PCI總線通用力學性能高精度測量控制系統

無效

• 申請號: 200920094433.2
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN201654521U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 張泳;韓巍
• 申請（專利權）人: 長春匯創軟件有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G01N3/00
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本實用新型屬于力學性能試驗設備測控技術領域，尤其應用于材料試驗機力、變形、位移等傳感器的測量和伺服控制。

背景技術

目前，國內力學性能測量控制系統多采用單片機為控制核心的箱式結構，力、變形、位移多采用分檔的直流放大器技術，分辨率10000碼左右，精度為示值1％；控制多采用脈沖直接控制伺服系統的方式，無力、變形、位移三閉環控制，而且產品性能可靠性低、故障率高，無法滿足用戶日益增長的材料性能試驗的要求。

發明內容

本實用新型提供一種PCI總線通用力學性能高精度測量控制系統，以解決目前產品性能可靠性低、故障率高的問題。本實用新型采取的技術方案是：應變傳感器依次連接放大器卡上的傳感器接口、前置放大器、濾波器、A/D轉換器和A/D輸出接口；PCI卡的I/O接口依次連接光耦芯片和大規模可編程器件；A/D輸入接口與大規模可編程器件連接；控制接口依次連接D/A轉換電路和大規模可編程器件；大規模可編程器件連接PCI接口芯片，PCI接口芯片與PCI總線接口連接，A/D輸出接口通過扁平電纜與A/D輸入接口連接。

本實用新型優點在于結構新穎，完全滿足了力學材料性能試驗的需要。可以實現200000碼，誤差為示值0.5％的高精度測量，和力、變形、位移三個信號的閉環控制并可平滑切換，成本低、穩定性高。可以廣泛應用于電子萬能試驗機、液壓萬能試驗機、扭轉試驗機、蠕變試驗機等各種力學性能試驗機，克服了以往控制器測量精度差，無法進行力和變形閉環控制的弊端。

附圖說明

圖1是本實用新型原理框圖；

圖2是本實用新型PCI接口電路原理圖。

具體實施方式

應變傳感器1依次連接放大器卡上的傳感器接口2、前置放大器3、濾波器4、A/D轉換器5和A/D輸出接口6；PCI卡的I/O接口7依次連接光耦芯片8和大規模可編程器件9；A/D輸入接口10與大規模可編程器件9連接；控制接口12依次連接D/A轉換電路13和大規模可編程器件9；大規模可編程器件9連接PCI接口芯片15，PCI接口芯片與PCI總線接口14連接，A/D輸出接口6通過扁平電纜11與A/D輸入接口10連接。

本實用新型中整套控制系統采用一塊PCI總線卡，主要解決位移信號采集、I/O控制和伺服控制，另一塊放大器卡主要負責力和變形的模擬信號的采集和放大，兩塊卡通過一條扁平電纜進行通訊。

PCI總線卡主要實現PCI接口和數字信號的采集和伺服控制，PCI總線的接口采用PLX9052芯片作為PCI橋，實現PCI總線和ISA接口的轉換，在上面配以CPLD芯片EPM7128實現三路光碼信號的采集和一路D/A芯片的控制。放大器卡主要負責力和變形信號的放大，并通過24位ADS1250芯片進行A/D轉換，實現高精度的信號采集。

圖2是PCI接口的電路原理圖，是本實用新型的關鍵部分，U25是PLX9052芯片，可以實現PCI接口協議轉換成通用ISA接口協議。U26是串行配置芯片93LC46B，主要負責PCI卡上電時對PCI總線資源的配置。PR8、PR13、PR14、PR15、PR16、PR17是電阻排，主要負責對PLX9052芯片管腳的上拉和下拉，使芯片能夠正常工作。電容主要起到濾波作用。

工作原理：應變傳感器1信號經過傳感器接口2到達前置放大器3放大，經濾波器4濾波后，進入A/D轉換器5，轉換成數字信號，匯總到A/D輸出接口6，通過扁平電纜11傳遞至A/D輸入接口10，送入大規模可編程器件9；外部光碼信號從I/O接口7輸入，經光耦芯片8隔離，進入大規模可編程器件9，D/A轉換電路13發出信號傳送到控制接口12，PCI接口芯片15將PCI總線接口14協議轉換成ISA總線接口協議，并連接到大規模可編程器件9；大規模可編程器件9作為中轉核心，對ISA總線進行譯碼，執行PCI總線接口14傳來的讀寫操作，采集A/D數據和光碼數據，并對D/A進行操作，實現對A/D、光碼的采集和D/A的控制。