液压万能材料试验机测控系统的综合分析研究

　　一、引言

　　传统的试验机只能依靠试验人员来进行观察，再基于自身的经验来手工进行相应的调整，依靠指针表盘所显示的数据来进行材料性能数据方面的计算，其操作相对较为复杂，且适应不了当前试验机的实际需求，并也逐渐被社会所淘汰。针对这些问题，文章将在Delphi语言软件的基础上，结合单片机自身所具备的自动控制技术，把这一单片机应用在万能材料试验机的控制系统中，分析通用材料等各种试验标准，并在此基础上提出了一种模块化的上位机软件、下位机软件以及上下位硬件设计方式，并在此基础上对这种试验设计方法进行了评价，此外还实施了不同的试验。

　　二、测控系统硬件的设计

　　在本文中，这一测控系统硬件的核心为AVR单片机，以硬件模块化设计作为其思想来进行测控系统硬件的设计，该硬件包括了六个子模块，其结构如下图所示：

　　图1 测控系统硬件结构图

　　（一）单片机的最小系统。在该系统中主要采用的是AVR系列的Atmega16L单片机，其中最小系统是由复位电路、单片机、晶振以及电源所组成，在设计系统硬件中，复位电路作为一种比较常见的电路，其自身设计质量的高低将直接影响系统整个工作的可靠性以及稳定性。针对这一特性，为了使系统运行的可靠性得到保障，本文所阐述的这一系统，其复位电路是在单片机的低电平基础上，通过10kΩ电阻来实现复位电路等，这种方式比较简单，而且其可靠性也较强。此外，晶振电路主要采用的是陶瓷晶体和双30pF电容，其频率为8MHz。

　　（二）高精度的A/D转换模块。这一模块依靠压力以及变形等各种模拟型号的采集，通过滤波放大以后，将A/D转换器输入到该模块，同时将其转换成为数据信号，将其传递至单片机，其中A/D转换器采用的是型号为AD7710的转换器，而放大器则采用的是OP07这一型号。

　　（三）拉线编码器的解码模块。拉线编码器主要是测试工作台的位移，其包含两个内容：即即位编码与方向解码，编码器所产生的信号再经过光电耦合器隔离以后，就会进入到单片机、方向编码中，待信号被输入至单片机后，单片机就会对其进行相应的计数，并实施位移的计算。在本文所阐述的这一系统中，其电源模块主要是对所有IC予以供电。

　　（四）串口通讯模块和开关量输出模块。在该系统中，串口通讯这一模块可实现上位机、下位机间数据的通讯，当下位机将信号采集后，就会将其传送至上位机，接着由上位机来发布相关的命令，同时指示下位机下一步动作。而在系统中，其开关量这一模块的功能主要表现如下：第一，控制电机的输出方向以及其脉冲输出；第二，利用上述这一输出控制来过载保护系统。