專利名稱：高性能混凝土綜合性能測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土性能檢測儀表。
高性能混凝土綜合性能測試儀的技術(shù)方案它由機殼和機芯組成，其特征在于機殼的前端有一個探頭，探頭與機殼內(nèi)的傳感器連接，傳感器連接電路主板，電路主板與機殼表面布置的視窗、開關(guān)、接口和按鍵電連接；電路主板的單片機控制電路與閉環(huán)控制回路連接，其輸入端分別連接電源電路、溫度傳感器、鍵盤輸入電路、實時時鐘電路、扭矩測量電路，其輸出端分別連接輸出顯示電路和通訊接口電路；閉環(huán)控制回路由連接單片機控制電路輸出端的功率放大電路連接扭矩傳感器、扭矩傳感器分別連接測量反饋電路和扭矩測量電路后連接單片機控制電路的輸入端。
上述單片機控制電路的管腳7、8、9、14與鍵盤輸入電路連接，管腳3、4連接晶振電路，管腳12、13與通訊接口電路連接，管腳16、17、11連接實時時鐘電路，管腳21、23連接閉環(huán)控制回路，管腳25、26、27連接轉(zhuǎn)換電路，管腳29-42、24連接輸出顯示電路。
上述機殼后端呈拐角形手柄。
上述按鍵有測試、確定、取消、、。
上述接口有充電接口和通訊接口，充電接口內(nèi)接電源電路。
有益效果本發(fā)明通過測試流態(tài)混凝土的粘滯阻力及砂石水泥漿的自振頻率，建立粘滯阻力、砂、石、水泥漿與混凝土坍落度、擴展度、水灰比、強度、水化溫度之間的數(shù)學(xué)模型。采用模糊控制理論，準確的測量出混凝土的坍落度、擴展度、水灰比、強度、水化溫度。它具有以下特點1、攜帶、操作方便，節(jié)省人力?？蛇m用于各種施工現(xiàn)場及試驗室，對操作人員的要求低，最大限度的消除了人工誤差，各種測試只需1人。
2、測試的數(shù)據(jù)客觀準確全面。包括坍落度、擴展度、水灰比、強度、溫度，準確率在90-97％。以下是測試結(jié)果準確性對比說明

3、數(shù)據(jù)處理及時、科學(xué)、便于混凝土施工現(xiàn)場質(zhì)量控制。數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)了計算機智能化處理，便于技術(shù)人員進行質(zhì)量評估和技術(shù)檔案的保存，使測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析、質(zhì)量控制實現(xiàn)了有機結(jié)合，便于建筑施工質(zhì)量管理。
4、該儀器可以及時測量水泥的稠度。
5、該儀器可以使混凝土的質(zhì)量的檢測與技術(shù)人員的評估有機結(jié)合，確保了混凝土的質(zhì)量，提高了混凝土產(chǎn)品的技術(shù)含量。
6、計算機智能化分析數(shù)據(jù)、存儲和打印數(shù)據(jù)，規(guī)范統(tǒng)一，便于將施工現(xiàn)場的技術(shù)研討、質(zhì)量控制。
用途1、坍落度在(120-260)mm，強度等級C10-C80之間的現(xiàn)場混凝土。預(yù)拌流態(tài)泵送混凝土的坍落度、擴展度、水灰比、強度、水化溫度測量。2、水泥的稠度及標準稠度用水量的測定。3、將測試數(shù)據(jù)存儲、打印，并與計算機交換，進行統(tǒng)計分析，控制高性能混凝土的質(zhì)量。廣泛應(yīng)用于坍落度值在120mm-260mm的現(xiàn)場攪拌混凝土，預(yù)拌泵送混凝土等的檢測，及測試數(shù)據(jù)的智能化處理。
圖9是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明外形實施例圖。
圖中1-機殼、2-探頭、3-傳感器、4-電路主板、5-視窗、6-開關(guān)、7-通訊接口、8-充電接口、9-按鍵、10-手柄、11-電池。
本發(fā)明的電路原理參見圖1、2高性能混凝土綜合性能測試儀的控制電路系統(tǒng)有以下幾個模塊組成電源電路、實時時鐘、溫度傳感器、鍵盤輸入、單片機控制、通信接口、閉環(huán)控制回路、扭矩測量和輸出顯示。電路主板的單片機控制電路與閉環(huán)控制回路連接，其輸入端分別連接電源電路、溫度傳感器、鍵盤輸入電路、實時時鐘電路、扭矩測量電路，其輸出端分別連接輸出顯示電路和通訊接口電路。
1.單片機控制模塊，控制電路的中心單元，如圖2所示，主要完成信號輸入、數(shù)據(jù)處理、存貯、輸出控制和顯示控制等功能。電路控制系統(tǒng)采用摩托羅拉公司生產(chǎn)的68HC908GP32單片機為微控制器單元，該MCU具有內(nèi)置32K的閃存存貯器，不但完成代碼存貯，還可以進行在線數(shù)據(jù)記錄，另外它具有豐富的外圍接口電路如模數(shù)轉(zhuǎn)換，定時器輸入輸出，異步通信接口和串行外設(shè)接口等，簡化整個系統(tǒng)的設(shè)計起到很大的作用。
在單片機控制系統(tǒng)中，單片機U1的管腳(7、8、9、14)和鍵盤電路聯(lián)接，完成人機輸入的功能；管腳(3和4)外接晶振電路，晶振電路是含有Y1的已制知普通電路；管腳(12和13)和異步通信串行接口電路聯(lián)接，通過串口可以和上位機(PC機)進行數(shù)據(jù)通信；管腳(16、17和11)和實時時鐘電路、連接，給控制電路提供精準的日歷時間；管腳(21、23)為閉環(huán)控制回路的輸出控制和輸入反饋；管腳(25、26和27)作為A/D轉(zhuǎn)換電路，分別把扭矩信號、電源電壓信號和熱敏電阻端電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳送到單片機片內(nèi)系統(tǒng)中，由程序進行處理；管腳(29-42、24)與液晶顯示電路的連接，顯示控制菜單和數(shù)據(jù)測量的結(jié)果。
2.鍵盤電路。如圖3所示，主要由J1、J2、U6(SN74LS148)、U4(M74HC123MR)以及電阻電容組成，其中U6位三八譯碼器，作為鍵盤的輸入選擇，U4作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在按下薄膜開關(guān)時，U4通過管腳14給單片機的外部中斷信號管腳產(chǎn)生一個寬度一定的脈沖信號，使得單片機進入外部中斷處理程序，從PTC0～PTC3口讀入鍵值，進而控制系統(tǒng)。
3.電源電路。如圖6所示，由U5(LM7805T)和U9(LMC7660)為電源信號電路，其中U5為12伏電壓到5伏電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換，給單片機小系統(tǒng)板作為電源供電，而U9主要是5伏到負5伏的DC-DC電壓轉(zhuǎn)換，為液晶顯示電路提供負壓電源。
4.通信接口電路。如圖4所示，主要U3(MAX232CEX)芯片組成，它把單片機的串行通信接口(SCI)的信號電平轉(zhuǎn)換之后，可以直接通過J6和微機的RS-232串行通訊接口進行數(shù)據(jù)傳輸通信。
該電路自己帶有備用電池，在儀器掉電的情況之下還進行精確計時。RTC電路主要通過串行通訊接口(Serial Peripherial Interface Module簡稱SPI)和單片機進行握手通信。
6.閉環(huán)控制回路由連接單片機控制電路輸出端的功率放大電路連接扭矩傳感器、扭矩傳感器分別連接測量反饋電路和扭矩測量電路后連接單片機控制電路的輸入端。如圖7所示，主要由X1A(74HC14MIR)、電機的光電碼盤和Q2(K139)組成，單片機通過Pin23管腳輸出寬度可調(diào)的脈寬導(dǎo)通Q2，來控制扭矩傳感器上電機的端電壓；電機的轉(zhuǎn)速則通過光電碼盤產(chǎn)生的非正弦信號，經(jīng)過X1A整形成為標準TTL脈沖，輸入到單片機的Pin21。單片機通過測量脈寬的時間長度和脈沖周期，來計算扭矩傳感器上的電機速度，然后通過單片機系統(tǒng)中的數(shù)字調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)輸出脈寬的寬度，從而控制電機的端電壓，從而達到電機穩(wěn)速的目的，完成扭矩測量功能。
7.扭矩測量電路。如圖7所示，主要由電機、D1(二極管)以及運算放大電路(LM324)等組成，當作為傳感器中電機的速度穩(wěn)定之后，通過測量電阻R24的端電壓計算出流過電機的電樞電流大小，通過R26和R29的電路測量出電機的端電壓，以及電機的已知參數(shù)來計算外力在傳感器的攪拌翅產(chǎn)生的扭矩，從而達到計算出扭矩的目的。
8.溫度傳感器，參見圖2。主要由R11和R27(MF85)組成。通過測量熱敏電阻的端電壓和電流，來計算其當前的電阻，然后查表插值求出現(xiàn)場測量溫度。
9.輸出顯示模塊，參見圖2。由JP1、R16、Q1(2SK1582)組成。JP1為TEC12232S液晶顯示接口，顯示儀表菜單，輸入選擇和輸出測量結(jié)果，提供人機友好界面；R16用于調(diào)節(jié)液晶亮度，Q1控制液晶控制面板的背景燈的開和關(guān)，其它單片機的管腳主要作為輸入信號線路直接和TEC12232SL液晶顯示模塊相連。
在上述電路中，電阻R1-R30、電容C1-C34起穩(wěn)定電路作用。
權(quán)利要求
1.一種高性能混凝土綜合性能測試儀，由機殼和機芯組成，其特征在于機殼的前端有一個探頭，探頭與機殼內(nèi)的傳感器連接，傳感器連接電路主板，電路主板與機殼表面布置的視窗、開關(guān)、接口和按鍵電連接；電路主板的單片機控制電路與閉環(huán)控制回路連接，其輸入端分別連接電源電路、溫度傳感器、鍵盤輸入電路、實時時鐘電路、扭矩測量電路，其輸出端分別連接輸出顯示電路和通訊接口電路；閉環(huán)控制回路由連接單片機控制電路輸出端的功率放大電路連接扭矩傳感器、扭矩傳感器分別連接測量反饋電路和扭矩測量電路后連接單片機控制電路的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能混凝土綜合性能測試儀，其特征在于所述單片機控制電路的管腳7、8、9、14與鍵盤輸入電路連接，管腳3、4連接晶振電路，管腳12、13與通訊接口電路連接，管腳16、17、11連接實時時鐘電路，管腳21、23連接閉環(huán)控制回路，管腳25、26、27連接轉(zhuǎn)換電路，管腳29-42、24連接輸出顯示電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能混凝土綜合性能測試儀，其特征在于所述機殼后端呈拐角形手柄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高性能混凝土綜合性能測試儀，其特征在于所述按鍵有測試、確定、取消、△、。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高性能混凝土綜合性能測試儀，其特征在于所述接口有充電接口和通訊接口，充電接口內(nèi)接電源電路。
全文摘要
一種高性能混凝土綜合性能測試儀，由機殼和機芯組成，其機殼的前端有一個探頭，探頭與機殼內(nèi)的傳感器連接，傳感器連接電路主板，電路主板與機殼表面布置的視窗、開關(guān)、接口和按鍵電連接；電路主板的單片機控制電路與閉環(huán)控制回路連接，其輸入端分別連接電源電路、溫度傳感器、鍵盤輸入電路、實時時鐘電路、扭矩測量電路，其輸出端分別連接輸出顯示電路和通訊接口電路；閉環(huán)控制回路由連接單片機控制電路輸出端的功率放大電路連接扭矩傳感器、扭矩傳感器分別連接測量反饋電路和扭矩測量電路后連接單片機控制電路的輸入端。該測試儀便于現(xiàn)場攪拌混凝土、預(yù)拌泵送混凝土的坍落度、擴展度、水灰比、強度、溫度、水泥稠度準確檢測及數(shù)據(jù)智能化處理。
文檔編號G01N3/26GK1417582SQ0214870
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者朱效榮, 路來軍 申請人:朱效榮