[实用新型]一种高精度金属材料疲劳损伤测试仪器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高精度金属材料疲劳损伤测试仪器。

背景技术

采用比重法来测量金属材料疲劳损伤的过程中，需要测量金属材料试样的质量，现有的称重装置结构复杂，成本高，且测量精度达不到实验的要求，再者，其量程无法调节，灵活性较差，因此，有必要设计一种新型的具有称重装置的高精度金属材料疲劳损伤测试仪器。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高精度金属材料疲劳损伤测试仪器，该高精度金属材料疲劳损伤测试仪器易于实施，量程可调，测量精度高。

实用新型的技术解决方案如下：

一种高精度金属材料疲劳损伤测试仪器，包括称重模块，所述的称重模块包括称重传感器、放大模块、A/D转换器、数字处理电路、存储器、显示器、反向反馈放大电路和多个按键K；

称重传感器、反向反馈放大电路、放大模块、A/D转换器、数字处理电路和显示器依次相连；按键和存储器均与数字处理电路相连；

所述的放大模块为放大倍数可调的放大电路；

所述的放大倍数可调的放大电路包括运算放大器A和四选一模拟开关；

运算放大器A的反向输入端经电阻R31接称重传感器的输出端Ui；

运算放大器A的反向输入端还分别经电阻R1、R2、R3和R4对应接四选一模拟开关的4个信号输入端；且电阻R1、R2、R3和R4的电阻值不同；

运算放大器A的同向输入端经电阻R12接地；

运算放大器A的输出端为放大模块的输出端；

运算放大器A的输出端还接四选一模拟开关的输出端；

四选一模拟开关的2个通道选择端分别接数字处理电路的2个输出端口；

所述的按键K的第一端通过上拉电阻R0接直流电源正极Vcc，按键K的第二端接地；按键K的第一端接数字处理电路的信号输入端；

所述的反向反馈放大电路包括4个运算放大器A1、A2、A4和A5和一个反相器A3；

称重传感器输出的电压信号为V1；

运算放大器A1的反向输入端经电阻R21接V1；运算放大器A1的同向输入端接地；运算放大器A1的输出端经电阻Ri接V0，V0为反向反馈放大电路的输出端；

运算放大器A2的输出端经电阻R7接运算放大器A1的反向输入端；运算放大器A2的输出端与反向输入端之间跨接有电阻R24；运算放大器A2的反向输入端经电阻R5接地；运算放大器A2的正向输入端接反相器A3的输出端；

反相器A3的输入端接运算放大器A4的输出端；运算放大器A4的输出端与反向输入端之间跨接有电阻Rv；运算放大器A4的正向输入端经电阻R11接地；运算放大器A4的反向输入端经电阻R10接运算放大器A5的输出端；

运算放大器A5的输出端与反相输入端短接，运算放大器A5的正向输入端接V0。

V0即图3中的Vi，反相器为现有技术，其功能为uo＝-ui，即输出信号为输入信号的负值，可以采用A4所述的反相放大电路实现。

所述的A/D转换器采用16位AD转换器芯片AD976A。

所述的显示器为液晶显示屏。

数字处理电路为现有成熟的技术，可以采用数字器件搭建，也可以采用集成的处理芯片，如单片机和DSP等，采用单片机或DSP等集成器件时，不涉及到程序和方法。

有益效果：

本实用新型的高精度金属材料疲劳损伤测试仪器，其称重模块采用仪用普通的反向放大器(如OP07)，电路简洁，采用OP07作为后级放大器，将微弱的信号进行放大，并采用16位的A/D转换器进行模拟-数字转换，因而测量精度高，另外，采用的部件为常用的成熟的部件，易于实施，成本低。

本实用新型的另一大特点在于放大倍数可调，即通过4个不同的电阻、一个四选一模拟开关以及数字处理电路的配合实现了量程的可调，因此，这种称重装置灵活性好。

另外，由于传感器输出的信号到放大模块的距离较长，为避免信号出现衰减或干扰，因此，专门设计了反向反馈放大电路，依据负反馈的原理，保障信号不失真，从而保障了整个称重模块的精度。

附图说明

图1是高精度金属材料疲劳损伤测试仪器的总体电路框图；

图2是按键电路原理图；

图3为放大模块的电路原理图；

图4为反向反馈放大电路的原理图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：