專利名稱:土工固結試驗檢測處理儀的制作方法
本實用新型屬于一種測量裝置。
在進行土的固結試驗和黃土壓縮試驗時，需要使用一種檢測裝置對土樣在不同荷重作用下的變形量進行檢測，自動測定變形與壓力以及變形與時間的關系，從而取得有關土的各項壓縮指標。
在先有技術中，如一九八六年十月冶金部勘察科學技術研究所召開的鑒定會上公開了一種GJS－1型固結儀數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)。它是由調幅式傳感器、運算放大器、A／D轉換器、計算機及外圍設備構成的。這種檢測裝置抗干擾能力差，量測精度受電源質量影響較大，零點漂移和溫度漂移也較大，特別是固結試驗周期長，在試驗過程中一旦出現(xiàn)仃電時，會使檢測到的數(shù)據(jù)丟失，試驗過程的現(xiàn)行狀態(tài)遭到破壞，致使試驗中斷。又如，在《電子技術應用》一九八三年第七期第二十一頁“用Z80單板機實現(xiàn)轉速頻率測量”一文中，公開了一種用Z80－CTC芯片測量頻率的軟件記時法。這種方法的測量精度與對CTC初始化時設定的時間常數(shù)
有密切關系。采用軟件記時，由于單板機CPU執(zhí)行中斷程序要占用一段時間，因此
不可能取得很小，所以，采用這種方法雖然除對被測信號整形以外不需要增加其它硬件電路，但測量誤差大，需要重復測量多次后取其平均值，因而測量時間長，不能實現(xiàn)多通道、高精度快速測量。
本實用新型的任務是利用Z80－CTC實現(xiàn)高精度快速測量，由頻率式傳感器轉換土樣變形量，且當供電中斷時，能自動保護試驗數(shù)據(jù)和試驗現(xiàn)場，電源恢復后能使試驗繼續(xù)進行，試驗結束后能自動繪出各種有關壓縮指標的表格和曲線圖形。
本實用新型由頻率式傳感器，通道選擇電路，整形電路，Z80－CTC測頻輔助電路，微計算機，數(shù)據(jù)保護電路，操作鍵盤及外圍設備構成。頻率傳感器將土樣變形量轉換成頻率變化信號輸出，通過檢測傳感器輸出信號的頻率測定土樣的變形量。通道選擇電路由若干八選一數(shù)據(jù)選擇開關，3－8譯碼器組成。Z80－CTC測頻輔助電路由兩個觸發(fā)器、四個與門和兩個反相器組成。測量傳感器輸出信號頻率時，計算機完成CTC初始化后，通過微計算機接口送出通道選擇信號和測量啟動信號，觸發(fā)器U1的Q端輸出高電平，與此同時，CTC開始作時鐘記數(shù)。當?shù)贜個脈沖前沿到達時，Z80－CTC輸出端ZC4出現(xiàn)正跳變，使觸發(fā)器U1、U2翻轉，一次測量結束。讀出時鐘記數(shù)值n，可求得
其中
為計數(shù)時鐘周期。如在t1時刻測得傳感器輸出信號的頻率為f1，經(jīng)過時間△t后，土樣在荷重作用下產(chǎn)生的變形為△S，這時測得傳感器輸出信號的頻率為f2，則有△S＝K·(f2－f1)。式中K為傳感器標定系數(shù)。數(shù)據(jù)保護電路由5個二極管、2個三極管、4.8V電池和若干電阻組成。正常情況下三極管BG2導通，三極管BG1截止，微計算機內(nèi)存擴展板的6264RAM芯片第26、28腳為＋5V，工作在可讀可寫狀態(tài)。電源中斷后，＋5V消失，三極管BG2截止，三極管BG1導通，6264RAM第28腳供＋4.8V(電池供電)，第26腳接低電平，工作在微功耗保護數(shù)據(jù)狀態(tài)。操作鍵盤由若干個鍵組成，其硬件電路利用微計算機操作鍵的硬件，它的功能是在儀器系統(tǒng)軟件支持下，實現(xiàn)人機對話。外圍設備包括LED顯示器、具有作圖功能的打印機，以及盒式磁帶機，在儀器系統(tǒng)軟件支持下，顯示器用來顯示人機對話信息和監(jiān)視試驗過程。打印機不僅能輸出有關土的各項壓縮指標，而且能繪出有關土壓縮指標的各種曲線圖形。
本實用新型采用了Z80－CTC測頻輔助電路、數(shù)據(jù)保護電路。實現(xiàn)了多通道、高精度快速測量，巡視一次的時間小于1秒。同時在電源中斷后，存貯在RAM中的數(shù)據(jù)不會丟失。
圖一、土工固結試驗檢測處理儀圖二、Z80－CTC測頻輔助電路圖圖三、數(shù)據(jù)保護電路圖下面結合附圖描述本實用新型的實施例。
在圖1中，頻率式傳感器(1)通過饋線與通道選擇電路(2)相連，通道選擇電路(2)選用若干八選一集成數(shù)據(jù)開關，其作用是對每個傳感器實現(xiàn)快速分時測量，從而簡化了測量電路。通道選擇電路(2)的選擇控制信號線與微型計算機(6)輸出接口相連，由微型計算機(6)在軟件支持下自動選擇某一傳感器進行測量。若干八選一集成數(shù)據(jù)開關的輸出并接后與整形電路(3)相聯(lián)。整形電路(3)的輸出信號(Vi)接到Z80－CTC測頻輔助電路(4)。
操作鍵盤(5)是由若干鍵組成的專用鍵盤，其硬件電路是微型計算機(6)上鍵盤電路的一部分。顯示器(8)采用LED顯示塊，顯示器(8)的驅動線與微型計算機(6)相聯(lián)，打印機(9)與微型計算機(6)聯(lián)接，采用標準八位并行接口，盒式磁帶機(10)接微型計算機(6)串行接口，數(shù)據(jù)保護電路(7)與微型計算機(6)讀寫存貯器電路聯(lián)接。
在圖二中，與門(U3)的輸入端接整形輸出(Vi)和觸發(fā)器(U1)的(Q1)端，其輸出接Z80－CTC計數(shù)通道輸入端(ZC1)，與門(U4)的輸入端接時鐘脈沖(CP)和觸發(fā)器(U2)的(Q2)端，其輸出接Z80－CTC計數(shù)通道輸入(ZC3)，與門(U5)的輸入端其一接微計算機復位線(RS)，其二經(jīng)反相器(U3)接Z80－CTC計數(shù)通道輸出(ZC4)，與門(U5)的輸出同時接觸發(fā)器(U1)、(U2)的(R)端，與門(U6)的輸入接至(U2)的(Q2)端和Z80－CTC計數(shù)通道輸出端(ZC2)，其輸出經(jīng)反相器(U7)接觸發(fā)器(U2)的(S)端，(U1)的(S)端接微計算機輸出(Vp)。
在圖三中，二極管(D1)正極接＋5V，負極接6264RAM第28腳，二極管(D2)正極接電池正極、負極接6264RAM第28腳，二極管(D3)正極接＋5V，負極通過電阻(R1)接BG1集電極，并到6264RAM第26腳，二極管(D4)正極通過電阻(R2)接電池正極，負極接三極管(BG1)集電極，三極管(BG2)集電極通過電阻(R4)接三極管(BG1)基極，三極管(BG2)基極通過電阻(R5)接＋5V。三極管(BG2)的集電極通過電阻(R2)接電池正極。二極管(D5)與電阻(R6)串接后并在＋5V與電池正極之間。
權利要求
1.土工固結試驗檢測處理儀，包括頻率式傳感器、通道選擇電路、整形電路、微計算機、操作鍵盤、外圍設備，其特征在于設有Z80-CTC測頻輔助電路、數(shù)據(jù)保護電路，Z80-CTC測頻輔助電路由二個觸發(fā)器、四個與門、二個反相器組成，與門(U3)的輸入端接整形輸出(Vi)和觸發(fā)器(U1)的(Q1)端，其輸出接Z80-CTC計數(shù)通道輸入端(ZC1)，與門(U4)的輸入端接時鐘脈沖(CP)和觸發(fā)器(U2)的(Q2)端，其輸出接Z80-CTC計數(shù)通道輸入(ZC3)，與門(U5)的輸入端其一接微計算機復位線(RS)，其二經(jīng)反相器(U3)接Z80-CTC計數(shù)通道輸出(ZC4)，與門(U5)的輸出同時接觸發(fā)器(U1)、(U2)的(R)端，與門(U6)的輸入接至(U2)的(Q2)端和Z80-CTC計數(shù)通道輸出端(ZC2)，其輸出經(jīng)反相器(U7)接觸發(fā)器(U2)的(S)端，(U1)的(S)端接微計算機輸出(Vp)。數(shù)據(jù)保護電路由五個二極管、二個三極管、4.8V電池和電阻組成，二極管(D1)正極接+5、負極接6264RAM第28腳，二極管(D2)正極接電池正極、負極接6264RAM第28腳，二極管(D3)正極接+5V、負極通過電阻(R1)接三極管(BG1)集電極并接到6264RAM第26腳，二極管(D4)正極通過電阻(R2)接電池正極，負極接三極管(BG1)集電極，三極管(BG2)集電極通過電阻(R4)接三極管(BG1)基極，三極管(BG2)基極通過電阻(R5)接+5V、三極管(BG2)的集電極通過電阻(R3)接電池正極，二極管(D5)與電阻(R6)串接后并在+5V與電池正極之間。
專利摘要
用于土的固結試驗和黃土壓縮試驗時，自動測定土樣在不同荷重作用下，變形與壓力、變形與時間的關系，得到有關土的各項壓縮指標。本實用新型由頻率式傳感器轉換土樣變形量，利用Z80-CTC測頻輔助電路、數(shù)據(jù)保護電路實現(xiàn)多通道、高精度快速測量，且當供電電源中斷時，能自動保護試驗數(shù)據(jù)和試驗現(xiàn)場，電源恢復后能使試驗繼續(xù)進行。試驗結束后能自動繪出各種有關壓縮指標的表格和曲線圖形。
文檔編號G01N3/08GK87205302SQ87205302
公開日1988年11月16日 申請日期1987年11月23日
發(fā)明者蔣伯明, 王建明 申請人:中國人民解放軍空軍工程設計研究局導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan