[实用新型]智能外载测量仪

说明书

本实用新型涉及微机数据采集及处理技术，更具体地说是一种能够测量多参数如直流电压、直流电流、电阻、热电偶、频率、应变信号的智能外载测量仪。

目前国内外的数据采集系统正朝着功能多样化，数据采集自动化，计算分析微机化方向发展，系统的智能化程度越来越高。其中一些采集系统具有直流电压、直流电流、热电偶、电阻、应变、频率、周期、数字量输入、模拟量输出等测量功能，并具有与微机通讯的接口及打印机接口，但它们还存在着一些问题，如必须要借助于上位机设定参数，以及无显示、无输入功能、数据存储量小等缺点，如TAKER、YJ－22等仪器。

本实用新型的目的就是提供一种智能外载测量仪，它可针对工程中出现的问题以位移、温度、流量、应变、应力等为主要物理量进行采集和数据处理，以完善上述仪器的功能。

本实用新型是由电源电路、信号输入切换电路、应变信号放大电路、对称跟踪稳压电源电路、A／D转换及打印机接口电路、单片微机及外围电路、通讯电路、键盘／显示电路等组成。在信号输入切换电路中，电压输入信号、电流输入信号及温度输入信号经各自信号输入电路后，与放大后的应变信号一起送入多路模拟开关，由多路模拟开关选择被测信号送A／D转换器。对称跟踪稳压电源电路提供对称的±5V电压和±2.4V桥压。由8255并行I／O接口芯片的A口和下C口控制A／D转换器及接收转换结果，使各输入模拟信号通过A／D转换后变成数字信号，并通过8255接口输入单片机8031进行采集和处理。单片微机及外围电路包括8031单片机、锁存器、地址译码器、EPROM程序存贮器、RAM数据存贮器及EEPROM存贮器等，其中：8031单片机控制整个仪器的运行，锁存器用来锁存8031单片机输出的低八位地址以提供存贮器寻址用，地址译码器提供RAM及EEPROM的片选、8255I／O内部寄存器地址、8279键盘／显示接口所占用地址，EEPROM存贮器为电擦除存贮器，作为保存数据之用，RAM数据存贮器存放A／D采集的数据和处理数据结果，固化在EPROM中的软件包括8031控制、采集、计算、系统自检等程序。由8255接口芯片的B口和上C口作为打印机接口电路，控制打印机及向打印机发送打印的数据。通讯电路由一个NPN及一个PNP三极管构成，这是准RS232接口，用于仪器与上位机的通讯，其内容为控制信号的传输及采集的数据转存。键盘／显示电路由8279接口芯片及译码器、驱动器、LED共阴极数码管、键盘等构成，以承担仪器运行的状态信息显示与输入参数的控制。

本实用新型由于采用了单片机技术，其智能化程度大大提高，仪器测量过程中的失真和补偿过程、干扰信号抑制、数据采集、数字滤波及误差分析都由仪器本身完成。该仪器本身可具有32K存储功能，仪器掉电后，数据存于EEPROM中不会丢失。并能以多种数据形式输出，如打印输出和串行口输出等。此外该仪器可以通过按键进行功能选择及参数输入，如校零、采样、通讯、打印、快速采样、信号选择，通道号选择、次数选择、时间选择等。LED数码管随时显示通道号及其结果。本实用新型还可作为集散系统的下位机，由主控机发布命令。本仪器测量精度4 1/2 位，每μV对应一个με（微应变），误差为±2个字。测量电压范围0～5V，测量电流4～20mA，温度范围±200℃，应变片120Ω，测量速度每秒4次。

附图1为本实用新型的总原理框图。

附图2为本实用新型的信号输入及切换电路。

附图3为本实用新型的应变信号放大电路。

附图4为本实用新型的对称电源电路。

附图5为本实用新型的A／D转换及打印机接口电路。

附图6为本实用新型的单片机及外围电路。

本实用新型的实施例结合附图作进一步说明。