[其他]土工固结试验检测处理仪

说明书

本实用新型属于一种测量装置。

在进行土的固结试验和黄土压缩试验时，需要使用一种检测装置对土样在不同荷重作用下的变形量进行检测，自动测定变形与压力以及变形与时间的关系，从而取得有关土的各项压缩指标。

在先有技术中，如一九八六年十月冶金部勘察科学技术研究所召开的鉴定会上公开了一种GJS－1型固结仪数据采集及处理系统。它是由调幅式传感器、运算放大器、A／D转换器、计算机及外围设备构成的。这种检测装置抗干扰能力差，量测精度受电源质量影响较大，零点漂移和温度漂移也较大，特别是固结试验周期长，在试验过程中一旦出现仃电时，会使检测到的数据丢失，试验过程的现行状态遭到破坏，致使试验中断。又如，在《电子技术应用》一九八三年第七期第二十一页“用Z80单板机实现转速频率测量”一文中，公开了一种用Z80－CTC芯片测量频率的软件记时法。这种方法的测量精度与对CTC初始化时设定的时间常数有密切关系。采用软件记时，由于单板机CPU执行中断程序要占用一段时间，因此不可能取得很小，所以，采用这种方法虽然除对被测信号整形以外不需要增加其它硬件电路，但测量误差大，需要重复测量多次后取其平均值，因而测量时间长，不能实现多通道、高精度快速测量。

本实用新型的任务是利用Z80－CTC实现高精度快速测量，由频率式传感器转换土样变形量，且当供电中断时，能自动保护试验数据和试验现场，电源恢复后能使试验继续进行，试验结束后能自动绘出各种有关压缩指标的表格和曲线图形。

本实用新型由频率式传感器，通道选择电路，整形电路，Z80－CTC测频辅助电路，微计算机，数据保护电路，操作键盘及外围设备构成。频率传感器将土样变形量转换成频率变化信号输出，通过检测传感器输出信号的频率测定土样的变形量。通道选择电路由若干八选一数据选择开关，3－8译码器组成。Z80－CTC测频辅助电路由两个触发器、四个与门和两个反相器组成。测量传感器输出信号频率时，计算机完成CTC初始化后，通过微计算机接口送出通道选择信号和测量启动信号，触发器U₁的Q端输出高电平，与此同时，CTC开始作时钟记数。当第N个脉冲前沿到达时，Z80－CTC输出端ZC4出现正跳变，使触发器U₁、U₂翻转，一次测量结束。读出时钟记数值n，可求得其中为计数时钟周期。如在t₁时刻测得传感器输出信号的频率为f₁，经过时间△t后，土样在荷重作用下产生的变形为△S，这时测得传感器输出信号的频率为f₂，则有△S＝K·（f₂－f₁）。式中K为传感器标定系数。数据保护电路由5个二极管、2个三极管、4.8V电池和若干电阻组成。正常情况下三极管BG₂导通，三极管BG₁截止，微计算机内存扩展板的6264RAM芯片第26、28脚为＋5V，工作在可读可写状态。电源中断后，＋5V消失，三极管BG₂截止，三极管BG₁导通，6264RAM第28脚供＋4.8V（电池供电），第26脚接低电平，工作在微功耗保护数据状态。操作键盘由若干个键组成，其硬件电路利用微计算机操作键的硬件，它的功能是在仪器系统软件支持下，实现人机对话。外围设备包括LED显示器、具有作图功能的打印机，以及盒式磁带机，在仪器系统软件支持下，显示器用来显示人机对话信息和监视试验过程。打印机不仅能输出有关土的各项压缩指标，而且能绘出有关土压缩指标的各种曲线图形。

本实用新型采用了Z80－CTC测频辅助电路、数据保护电路。实现了多通道、高精度快速测量，巡视一次的时间小于1秒。同时在电源中断后，存贮在RAM中的数据不会丢失。

附图说明：

图一、土工固结试验检测处理仪

图二、Z80－CTC测频辅助电路图

图三、数据保护电路图

下面结合附图描述本实用新型的实施例。

在图1中，频率式传感器（1）通过馈线与通道选择电路（2）相连，通道选择电路（2）选用若干八选一集成数据开关，其作用是对每个传感器实现快速分时测量，从而简化了测量电路。通道选择电路（2）的选择控制信号线与微型计算机（6）输出接口相连，由微型计算机（6）在软件支持下自动选择某一传感器进行测量。若干八选一集成数据开关的输出并接后与整形电路（3）相联。整形电路（3）的输出信号（Vi）接到Z80－CTC测频辅助电路（4）。