[其他]多功能型微形变自动监测仪

说明书

多功能型微形变自动监测仪是用于测定机场道面和公路路面在静载和动载作用下的回弹弯沉、位移、土压力等各种物理参数的。

申请号为4，422，322、申请日为Dec.27，1983、名称为“MethodandSystemforMeasurementofRoadProfile”的美国专利提出了一种机场道面和公路路面动载测定仪。它由加速度传感器、距离测量装置和路面弯沉计算机组成，而且制成了车载的形式。它的缺点是：体积大、重量重、运输困难和价格昂贵，也不能同时测定多种物理参数，功能单调。为此，本发明提出了一种多功能型微形变自动监测仪，其变磁阻式传感器的输出与放大整形电路相连，放大整形电路的输出送往测量电路，测量电路把信号输入单板机，单板机接收来自专用键盘的指令并把处理过的信号分别送往盒式磁带机、打印机和显示器，变磁阻式传感器也可采用调频式传感器，它可以把各种待测量都转换成频率形式送往单板机检测，而且精度很高。本发明的特征在于其用的测量电路是一个程控多周期同步测量电路（见图1）

本发明的关键问题是如何在单板机控制下自动测定由各种待测物理量转换而成的频率值。由哈尔滨工业大学尤德斐主编的《数字化测量技术（上册）》一书在P266页上提供了一种通用的频率测量电路。被测频率经放大器放大和整形器整形后输往主闸门。晶体振荡器的输出信号经整形和十进分频器分频后，可获得各种时间基准，通过时基选择开关，将所选用的时基信号（如1秒）以计数输入方式作为门控双稳触发器的触发信号。门控双稳触发器的输出送往主闸门，其输出端仅在所选时间基准内维持高电位，使主闸门开启，被测频率信号在所定时间基准内通过主闸门，进入十进计数器进行计数，再由显示器显示其频率值。如果实行自动测量，其闸门控制电路和时间形成电路都比较复杂，而且闸门时间间隔不能实行连续控制，在数量上也是有限的。本发明是在软件的支持下通过测量控制单元来任意按精度和检测速度的要求去设定被测频率的周期数来实现多周期同步测量。由于它是在计算机预先设定的程序控制之下来实现的，因而称为多周期同步测量技术。现结合附图进行说明。

图1、多功能型微形变自动监测仪框图，已如前所述。

图2、程控与周期同步测量电路框图。

图3、程控多周期同步测量电原理图。

图2由测量控制单元9、待测周期数计数器10、时钟计数器11和1/2分频电路12组成。9的输入信号分别由单板计算机的测量启动和置零信号16（简称启动信号输入），调频传感器的待测频率输出信号f（简称待测频率A₁），1/2分频电路12的输出信号23和待测周期数计数器10的归零信号17（简称停止信量信号）提供，它的输出分别作为待测周期数计数器的计数脉冲输入21和时钟计数器的计数脉冲输入22。

图3则是程控多周期同步测量电原理图，其中9是由启动触发器A₅同步触发器A₄，主控触发器A₆与门A₇，A₉，A₁₀、与非门A₈和反相器A₁₁组成。启动触发器A₅的输入信号由单板计算机来的测量启动信号A₃和经与门9输出的复位信号提供，其Q端输出送往同步触发器A₄的D端，A₄的另外二个输入信号由待测频率A₁由与门A₉的复位信号提供，其输出与待测频率A₁一起送往与门A₇。主控触发器A₆的输入信号由与门A₇输出经过与非门A₈的同步信号和来自与门A₉的复位信号提供，其Q端输出输往与门A₁₀，Q端送往与非门A₈。反相器A₁₁的输入来自待测周期数计数器的停止测量信号17，其输出送往与门A₉。