[實用新型]一種便攜式剛度數據測量和處理系統

有效

• 申請號: 201720038142.6
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN206583586U
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 刁寅午
• 申請（專利權）人: 天津城建大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及剛度檢測技術領域，尤其是一種便攜式剛度數據測量和處理系統。

背景技術

剛度是指材料或結構在受力時抵抗彈性變形的能力，是材料或結構彈性變形難易程度的表征。剛度測量設備通常是通過測量材料或結構施加的力，以及測量施加力產生的形變也就是線性位移，經過計算得到相應的剛度參數。

在工程上，有些機械、橋梁、建筑物、飛行器或者艦船如果結構剛度不夠，就會在某些條件下出現失穩，因此需要對材料或結構的剛度參數進行測量。剛度測量應用在建筑領域主要包括建筑結構的檢修、檢測、監測或加固工程等方面。很多機械設備也需要對部件的剛度參數進行測量，如壓鑄機、液壓機、陶瓷機械、彈簧機械、木工機械、板材設備、印刷機械、機床設備、煤炭設備、吊裝設備等等。

目前剛度測量設備主要有兩種形式：

一種是數字儀表組成的剛度數據測量系統(如圖1)。力和位移傳感器將相應的非電量轉換為電信號。信號接入數字儀表經過采集計算得到相應的剛度值并在數字面板上顯示出來，顯示的數值是當前的剛度的瞬時值。這種測量設備攜帶方便、價格便宜，適合現場剛度參數的測量，但是不具備存儲保存和自動記錄數據的功能，需要人工抄錄。

另一種是臺式計算機內部安裝數據采集卡組成的計算機剛度數據采集系統(如圖2)。力和位移傳感器經過變送器變換成標準的電壓或電流信號接入數據采集卡。計算機將采集的力和位移數據進行處理并計算出相應的剛度值，在屏幕上可以顯示這些數據的瞬時值，也可以以曲線的形式繪制其變化的趨勢。采集的數據可以以文件的形式保存下來，用于后期的分析和應用。這種方式的檢測系統通常應用在專用的剛度檢測設備上，或者是專用的實驗設備上。主要缺點是價格較高、功能單一、現場測試攜帶不方便、需要AC220V電源。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決剛度數字測量儀表系統功能簡單，不能對數據進行存儲、記錄和處理，需要人工抄錄的問題，是為了解決計算機剛度數據采集系統價格較高、功能單一、現場測試攜帶和移動不方便、需要AC220V電源的問題。針對上述兩種剛度測量方案所存在的缺陷，提供一種便攜式剛度數據測量和處理系統。

本實用新型的技術方案是：一種便攜式剛度數據測量和處理系統，本系統結構采用數據采集模塊(下位機)-便攜筆記本電腦(上位機)的方式，包括力傳感器、位移傳感器、數據采集模塊和便攜筆記本電腦，所述力傳感器與數據采集模塊連接，所述位移傳感器與數據采集模塊連接，所述數據采集模塊與便攜筆記本電腦通過USB連接；

所述數據采集模塊包括變換電路1、變換電路2、微處理器、LCD顯示單元、按鍵電路、串口USB轉換電路和電源，所述力傳感器的輸出端與變換電路1連接，所述位移傳感器的輸出端與變換電路2連接，所述變換電路1和變換電路2分別連接微處理器，所述微處理器與LCD顯示單元連接，所述按鍵電路的輸出端與微處理器的輸入端連接，所述串口USB轉換電路與微處理器連接，所述電源通過USB接口與便攜筆記本電腦連接，所述便攜筆記本電腦還與串口USB轉換電路連接。

進一步的，所述力傳感器采用應變輪輻式力傳感器，型號SIN-LCLY。

進一步的，所述位移傳感器采用導電塑料電位器位移傳感器，型號KTR-B系列。

進一步的，所述變換電路1采用單電源專用的集成儀用放大器AD623。

進一步的，所述變換電路2采用的是由單電源運放LM358組成的R-U變換電路。

進一步的，所述微處理器的型號是CC2530。

進一步的，所述串口USB轉換電路采用的是RS232轉USB控制芯片PL2303。

進一步的，所述數據采集模塊的功能包括等待模式、參數設置模式和數據采集模式。

進一步的，所述便攜筆記本電腦的應用軟件由Lebview編制的。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

(1)本實用新型具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高、耗電量小、功能強等優點，適用于便攜使用。

(2)本實用新型的數據采集模塊方便與筆記本電腦連接，可實時將數據上傳并實現數據的顯示和記錄，數據的存儲和分析。

(3)本實用新型的數據采集模塊采用了低功耗設計，整個部件供電采用的是筆記本電腦USB接口提供的電源，因此可以在沒有AC220V電源的情況下使用。

附圖說明

圖1為數顯儀表剛度采集系統的框圖。

圖2為計算機剛度數據采集系統的框圖。