电子万能材料试验机的微机控制

　　早期的电子万能试验机控制系统主要由手动电器控制及模拟电路组成。随着电子技术、电机控制技术和微型计算机的发展，电子万能材料试验机实现微型计算机控制已是必然发展趋势。

　　电子万能试验机的微机控制系统由硬件部分和软件操作平台组成。硬件部分主要包括信号放大与A旧转换系统、PWNI直流伺服系统、D/A转换环节以及相应的接口电路;软件操作平台是基于Windows95/98的一套应用软件，模拟原来的硬件操作面板，实现对整个系统的控制，包括电机速度给定、放大器白动调零和自动换档，以及对试验数据的实时采集、显小、分析和打印。

　　l信号放大与数据采集系统

　　该环节主要用以测量和采集试验材料受力过程中的应力、应变值，以及由这两种参数引伸出的其它参数。试验过程中需要采集的数据主要有载荷、横梁位移、试件变形等。

　　载荷信号和试件变形信号的拾取分别由应变式负荷传感器和应变式引伸计来完成。试验信号在进行A旧转换之前需要放大，考虑到材料试验对精度的要求较高，放大电路应采用差分放大电路，并且具有多种放大倍数，试验者可以根据需要，通过软件选通多路开关的一路，从而得到合适的放大倍数。放大部分的原理图(以2种放大倍数为例)如图1所示。

　　由于材料试验对于精度要求较高，而试验速度较慢，因此在Ap转换器的选择上可以采用精度较高的双积分型A肋转换器，例如ICL7109。ICL7109是一种高精度、低噪声、低漂移、价格低廉的双积分式12位A口转换器，该芯片由模拟电路和数字电路两部分组成，其中模拟部分包括模拟输人、振荡电路、积分比较电路和基准电压;数字电路由时钟振荡器、导步通信握手逻辑、转换控制、计数器、锁存器和三态门组成。ICL7109配有较强的接口功能，能方便地与各种微控制器相连。ICL7109的部分引脚及常用外部连接电路如图2所示。其中STATLS:状态输出，转换结束时，发出转换结束信号;POL:极性输出，高龟平表示输入为正;oR:过程量输出，高电平为过程量;BI一B12:三态转换结果输出HBEN压BEN:高/低字节使能端;CE压OAD:片选端;INLO:差分输人低;INH】:差分输人高;REFOUT:参考电压输出，一般为2.8V;REFIN+:正差分参考输人端;REFIN一:负差分参考输入端。

　　为节约空间，充分利用微机的硬件资源，A妇板采用内置式，即插于微机扩展槽上;转换后的数字量可以直接进人微机的数据总线。对于干扰较大的工业现场，A旧转换后的数据需经过光电隔离器后再进人数据总线。由微机控制的信号放大与数据采集环节原理图如图3(以载荷信号为例)。