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單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法，數(shù)據(jù)采集卡設(shè)有兩個(gè)采集端口；位移傳感器與拉桿滑動(dòng)部分組裝在一起，采集位移信號經(jīng)過信號放大器放大后送數(shù)據(jù)采集卡一個(gè)采集端口進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；壓力傳感器采集壓力信號經(jīng)過信號放大器放大后送到數(shù)據(jù)采集卡另一采集端口進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)送計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，計(jì)算機(jī)輸出脈沖信號，依次通過運(yùn)動(dòng)控制卡、直流步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)微型單向拉伸機(jī)進(jìn)行拉伸；信號調(diào)理板塊對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪，平滑處理，將處理后的數(shù)據(jù)捆綁送入XY波形圖表。全程計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)采集，拉伸機(jī)運(yùn)動(dòng)，數(shù)據(jù)處理，提高了數(shù)據(jù)采集的效率、精確性，可以直觀反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果，具有便捷，簡單易懂的特點(diǎn)。
【專利說明】單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，特別涉及一種單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法。

【背景技術(shù)】
[0002]金屬材料的力學(xué)性能測試就是通過片料的單向拉伸，獲取材料的力學(xué)性能指標(biāo)，尤其是評判材料塑性成形的參數(shù)指標(biāo)，從而分析金屬材料在不同的變形條件和變形方式下的塑性變形性能。
[0003]材料力學(xué)性能測試對板材成形性評估具有很重要的意義。目前，單向拉伸機(jī)的數(shù)據(jù)采集主要依靠機(jī)械裝置獲取，數(shù)據(jù)處理依靠人工處理。這樣，數(shù)據(jù)采集不但實(shí)時(shí)性差，而且準(zhǔn)確性不高；數(shù)據(jù)處理依靠人工處理主觀誤差大，效率低。總之，現(xiàn)有的單向拉伸機(jī)的數(shù)據(jù)采集與處理對材料機(jī)械性能的測試結(jié)果造成的誤差較大，無法滿足成形的精度要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是針對單向拉伸機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理過程中存在的誤差大，效率低，無法滿足精度要求的問題，提出了一種單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法，實(shí)現(xiàn)了單向微型拉伸機(jī)多通道數(shù)據(jù)采集的智能化，提高了數(shù)據(jù)采集的效率和精確性和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果的精度。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括微型單向拉伸機(jī)、直流步進(jìn)電機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、運(yùn)動(dòng)控制卡、壓力傳感器及信號放大器、直線位移傳感器及信號放大器；計(jì)算機(jī)輸出脈沖信號，通過運(yùn)動(dòng)控制卡與直流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接，直流步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)微型單向拉伸機(jī)進(jìn)行拉伸；數(shù)據(jù)采集卡裝在計(jì)算機(jī)的Pic插口內(nèi)，數(shù)據(jù)采集卡設(shè)有兩個(gè)采集端口 ；位移傳感器與拉桿滑動(dòng)部分組裝在一起，采集位移信號經(jīng)過信號放大器放大后送到數(shù)據(jù)采集卡一個(gè)采集端口進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；壓力傳感器與拉桿固定部分組裝一起，采集壓力信號經(jīng)過信號放大器放大后送數(shù)據(jù)采集卡另一采集端口進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)送計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
[0006]所述單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集方法，具體包括如下步驟:
1)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，數(shù)據(jù)采集卡兩個(gè)端口清零，所以數(shù)據(jù)全部重置，并輸入相應(yīng)參數(shù)，其中輸入?yún)?shù)為拉伸材料長、寬、厚；
2)單向拉伸機(jī)啟動(dòng)，由計(jì)算機(jī)編程提供脈沖信號，通過運(yùn)動(dòng)控制卡與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，開始拉伸材料；
3)數(shù)據(jù)采集卡將實(shí)時(shí)位移和壓力信號送計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中信號調(diào)理板塊對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪，平滑處理，然后將處理后的數(shù)據(jù)捆綁送人XY波形圖表；
4)將處理好的數(shù)據(jù)送入XY波形圖標(biāo)，實(shí)時(shí)產(chǎn)生波形，進(jìn)行顯示，并進(jìn)行存儲。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法，全過程采用計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)采集，拉伸機(jī)運(yùn)動(dòng)，數(shù)據(jù)處理過程，實(shí)現(xiàn)了單向微型拉伸機(jī)多通道數(shù)據(jù)采集的智能化，即實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，提高了數(shù)據(jù)采集的效率和精確性和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果的精度，可以直觀反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果，具有便捷，簡單易懂的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1所示單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括微型單向拉伸機(jī)、直流步進(jìn)電機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、運(yùn)動(dòng)控制卡、壓力傳感器及信號放大器，直線位移傳感器及信號放大器。計(jì)算機(jī)輸出脈沖信號，通過運(yùn)動(dòng)控制卡與直流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接，直流步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)微型單向拉伸機(jī)進(jìn)行拉伸；計(jì)算機(jī)進(jìn)行單向拉伸過程的數(shù)據(jù)采集與處理，數(shù)據(jù)采集卡裝在計(jì)算機(jī)的PIC插口內(nèi)，數(shù)據(jù)采集卡設(shè)有兩個(gè)采集端口，對傳感器信號進(jìn)行采集和數(shù)模轉(zhuǎn)換；位移傳感器與拉桿滑動(dòng)部分組裝在一起，采集位移信號經(jīng)過信號放大器放大后送數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；壓力傳感器與拉桿固定部分組裝一起，采集壓力信號經(jīng)過信號放大器放大后送數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0010]整個(gè)系統(tǒng)軟件運(yùn)行包括系統(tǒng)初始化，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，波形顯示四部分。
[0011]I)啟動(dòng)程序，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，數(shù)據(jù)采集卡兩個(gè)端口清零，所以數(shù)據(jù)全部重置，并輸入相應(yīng)參數(shù)，其中輸入?yún)?shù)為材料長，寬，厚；
2)單向拉伸機(jī)啟動(dòng)，由計(jì)算機(jī)編程提供脈沖信號，通過運(yùn)動(dòng)控制卡與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，開始拉伸材料；
3)計(jì)算機(jī)中信號調(diào)理板塊，對數(shù)據(jù)采集卡送來的位移和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪，平滑處理，然后將處理后的數(shù)據(jù)捆綁送人XY波形圖表；
4)波形圖顯示，將處理好的數(shù)據(jù)送入XY波形圖標(biāo)，實(shí)時(shí)產(chǎn)生波形，并進(jìn)行存儲。
【權(quán)利要求】
1.一種單向微型拉伸機(jī)多通道應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，包括微型單向拉伸機(jī)、直流步進(jìn)電機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、運(yùn)動(dòng)控制卡、壓力傳感器及信號放大器、直線位移傳感器及信號放大器；計(jì)算機(jī)輸出脈沖信號，通過運(yùn)動(dòng)控制卡與直流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接，直流步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)微型單向拉伸機(jī)進(jìn)行拉伸；數(shù)據(jù)采集卡裝在計(jì)算機(jī)的PIC插口內(nèi)，數(shù)據(jù)采集卡設(shè)有兩個(gè)采集端口 ；位移傳感器與拉桿滑動(dòng)部分組裝在一起，采集位移信號經(jīng)過信號放大器放大后送到數(shù)據(jù)采集卡一個(gè)采集端口進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；壓力傳感器與拉桿固定部分組裝一起，采集壓力信號經(jīng)過信號放大器放大后送數(shù)據(jù)采集卡另一采集端口進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)送計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
2.權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的采集方法，其特征在于，具體包括如下步驟: 1)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，數(shù)據(jù)采集卡兩個(gè)端口清零，所以數(shù)據(jù)全部重置，并輸入相應(yīng)參數(shù)，其中輸入?yún)?shù)為拉伸材料長、寬、厚； 2)單向拉伸機(jī)啟動(dòng)，由計(jì)算機(jī)編程提供脈沖信號，通過運(yùn)動(dòng)控制卡與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，開始拉伸材料； 3)數(shù)據(jù)采集卡將實(shí)時(shí)位移和壓力信號送計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)中信號調(diào)理板塊對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪，平滑處理，然后將處理后的數(shù)據(jù)捆綁送人XY波形圖表； 4)將處理好的數(shù)據(jù)送入XY波形圖標(biāo)，實(shí)時(shí)產(chǎn)生波形，進(jìn)行顯示，并進(jìn)行存儲。
【文檔編號】G01N3/06GK104048876SQ201410284228
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】徐春, 林永, 安星州, 李曉娟 申請人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院