[发明专利]一种基于USB数据采集系统的材料试验机

权利要求书

1.一种基于USB数据采集系统的材料试验机，包括机械部分、数据采集 系统、USB通信系统和上位机系统，其特征在于，

所述的数据采集系统，包含载荷采集系统和位移采集系统；

所述的载荷采集系统，包括力传感器、信号调理、模拟多路开关，可编 程增益放大器，A/D转换器和51内核的单片机，其中，力传感器采集到电压 信号，通过信号调理的处理和转换，在模拟多路开关的引导下将处理好的电 压信号引导到可编程增益放大器进行放大，然后再将放大的电压信号进行模 数转换，最后将转换结果通过串行接口发送给单片机进行数据处理及通信；

所述的位移采集系统，包括光栅编码器，判向接口电路，接口电路和单 片机，其中，位移信号通过光栅编码器转换成脉冲信号，一方面通过判相电 路来判别位移的方向，并且将方向信号发送给单片机，另一方面通过接口电 路将采转换的脉冲信号连接到单片机上，对位移信号进行计数采集；

所述的上位机系统，包括PC机，打印机以及上位机测试软件，上位机测 试软件安装在PC机上；

机械部分通过电机控制器，力传感器以及位移传感器与数据采集系统相连 接；数据采集系统以51内核的单片机作为主控制器通过USB接口与USB通 信系统相连，USB通信系统通过USB接口与上位机系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于USB数据采集系统的材料试验机，其 特征在于，所述的载荷采集系统，包括力传感器，信号调理，模拟多路开关， 可编程增益放大器和24位A/D转换器；其中，力传感器将采集到电压信号与 信号调理相连，信号调理通过模拟多路开关将电压信号引导到可编程增益放 大器上，再将得到放大的电压信号与A/D转换器相连，将经A/D转换器转换 的结果通过串行接口与单片机相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于USB数据采集系统的材料试验机，其 特征在于，所述的位移采集系统，包括光栅编码器，判向接口电路和接口电 路；位移信号通过光栅编码器转换成脉冲信号，脉冲信号通过判向接口电路 与单片机相连，脉冲信号通过接口电路与单片机相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于USB数据采集系统的材料试验机，其 特征在于，所述的机械部分，包括电机、变速器、转向器、丝杠、工作台和 夹具；电机通过变速器和转向器与丝杠相连，工作台上设有螺孔与丝杠相连， 工作台的中部设有夹具。

5.根据权利要求1所述的一种基于USB数据采集系统的材料试验机，其 特征在于，在所述的USB通信系统中，USB接口采用的芯片选自单独的USB 接口芯片或者集成USB接口中芯片的一种。

6.根据权利要求5所述的一种基于USB数据采集系统的材料试验机，其 特征在于，所述的USB接口芯片优选为单独的USB接口芯片。