材料是用來制造器件支撐作用、構件和其它可供使用物質的總稱，是人類生產生活必須的物質基礎至關重要。強度是材料的基本力學性質之一著力提升，是結構材料最為重要的性能指標。強度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力建設項目，是材料破壞時所吸收的能量和其有效截面積的比值。材料承受不同的外力便有不同的強度，如抗拉強度設計標準、抗壓強度大幅拓展、抗彎強度等。
擺錘沖擊試驗機實拍
材料對于沖擊荷載的抵抗能力稱為抗沖擊強度或沖擊強度大部分。根據(jù)沖擊荷載的方向不同，分為沖擊抗拉將進一步、沖擊抗壓和沖擊抗彎三類更加堅強。材料的沖擊強度使用沖擊試驗機測量。本文所論述的沖擊試驗機為抗彎沖擊試驗機實際需求。
1.擺錘式沖擊試驗機的工作原理擺錘式沖擊試驗機主要由基座配套設備、機身、擺錘性能、夾具和顯示操作面板組成建議。其機械結構如圖1所示。
圖1：擺錘式沖擊試驗機的機械結構示意圖
擺動軸擺錘S沖擊刀刃夾具（a）側視圖（b）正視圖擺錘式沖擊試驗機的機械結構示意圖擺錘式沖擊試驗機利用擺錘的圓周運動將重力勢能轉化為動能，并在擺錘運動到最低點時將試件沖斷。根據(jù)能量守恒原理品率，擺錘在沖斷試件前后所具有的能量的差值即為試件所吸收的能量（不計摩擦損失）。如能測量此差值即可得知試件吸收的能量推進高水平，并進而計算出試件的強度H開展面對面。
2.擺錘式沖擊試驗機控制器硬件設計
根據(jù)擺錘式沖擊試驗機的基本功能要求，該試驗機的控制器主要由主控CPU不斷發展、角度檢測模塊便利性、鍵控顯示模塊、信息指示模塊非常重要、通信及打印模塊實事求是、存儲器擴展模塊和電源模塊共7個部分組成。系統(tǒng)結構圖如圖2所示行動力。
圖2：系統(tǒng)結構圖
主控CPU為MCS-51兼容單片機結構，負責計算角度、檢測擺錘最高點持續、計算試件的吸收能量和試件強度情況、顯示控制、打印控制核心技術、通信控制綠色化、存儲和讀取數(shù)據(jù)等操作H.選用華邦（winbond）公司生產的W78E54C型單片機。該款單片機采用MCS-51架構創新能力，完全兼容51指令集至關重要，其40管腳DIP封裝與8051管腳完全兼容0.角度檢測模塊由光電編碼器、555定時器發展、D基金項目：北京市教委科技發(fā)展計劃面上項目（KM200610009005）觸發(fā)器和邏輯門電路組成改進措施，負責將擺錘的擺動信息轉換為脈沖序列送入單片機的計數(shù)器。角度檢測的設計思路是應用單片機的計數(shù)器功能效果，通過計數(shù)器對編碼器輸出的脈沖信號進行計數(shù)發展的關鍵，讀取計數(shù)器的值計算擺錘的擺動角度，從而實現(xiàn)對角度的檢測求得平衡。
鍵控顯示模塊由八段數(shù)碼管有所應、按鍵和鍵盤顯示管理芯片組成，負責按鍵檢測和顯示數(shù)據(jù)面向。由于按鍵個數(shù)和數(shù)碼管個數(shù)都較多今年，所以不適合直接用單片機控制，應使用專用的按鍵顯示控制芯片合作關系，以簡化電路和程序真諦所在。本系統(tǒng)使用CH451數(shù)碼管驅動和鍵盤控制專用芯片研學體驗。CH451采用+5V供電，可以直接驅動8位共陰數(shù)碼管提供深度撮合服務，具有閃爍控制深刻內涵、字數(shù)據(jù)左移、字數(shù)據(jù)右移功能規模；支持8x8按鍵掃描逐步顯現，內置按鍵消抖功能，按鍵中斷時低電平為有效輸出；4線高速串行輸出方便與單片機接口近年來。
信息指示模塊由發(fā)光二極管和隔離芯片組成，負責指示電源和數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)的單位事關全面，所有指示燈均采用發(fā)光二極管交流等。每個數(shù)據(jù)單位指示燈由一個單片機引腳控制。為減小單片機負載并將單片機和輸出電路隔離發展目標奮鬥，所有數(shù)據(jù)單位指示燈均采用集電極開路的與門驅動自動化裝置。
通信及打印模塊采用RS~232串行口，負責與上位機通信或向打印機發(fā)送打印數(shù)據(jù)更優質。通過該接口成就，控制器接收上位機發(fā)送的命令和數(shù)據(jù)，并執(zhí)行相應的操作項目。也可以通過該接口向打印機發(fā)送打印數(shù)據(jù)相對開放。上位機通信是在試驗機出廠時向EEP-ROM中寫數(shù)據(jù)時使用，而打印功能是在用戶試驗時使用綜合運用，所以打印機和上位機通信可以共用一個串行口相貫通。
存儲器模塊為非易失性可讀寫存儲器，負責存儲試驗機參數(shù)和試驗數(shù)據(jù)脫穎而出。華邦W78E54C單片機內部沒有在線可讀寫非易失性存儲器系統，所以需要進行外部擴展，存儲器芯片選用兩片Atmel公司的EEPROM芯片AT24C16積極影響，它具有2KB的存儲容量方法，標準I2C總線接口，可擦寫100萬次進一步提升，滿足使用要求重要的意義。
電源模塊由變壓、整流和濾波等基本電路組成規模最大，負責整個控制器的供電。為方便用戶，使用市電供電重要手段。系統(tǒng)采用耀華德昌公司生產的PE41174型變壓器穩中求進，電路板焊接式真空環(huán)氧灌裝，單端7.5V輸出不折不扣，輸出功率5VA.使用整流橋將交流7. 5V整流后送7805穩(wěn)壓芯片再獲，經穩(wěn)壓后+ 5V輸出。為消除電源干擾最深厚的底氣，在電源正負極之間接去耦電容敢於挑戰，并在每個芯片的電源和地之間并接0.1uF的去耦電容。
3.擺錘式沖擊試驗機控制器軟件設計
3.1開發(fā)語言及開發(fā)環(huán)境
本控制器功能較多應用擴展，程序結構復雜過程中，不適宜用匯編語言開發(fā)。且控制器對實時性要求不高建立和完善，所以全部代碼均使用C語言書寫特征更加明顯。相對于匯編語言，C51可靠性高紮實做，可移植性好足了準備，程序結構清晰、可讀性好支撐作用，開發(fā)周期短穩步前行，開發(fā)成本相對較低。開發(fā)環(huán)境使用KeilC51著力提升，KeilC51公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)指導。它提供了豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具uVision3。
3.2設計思路
本控制器軟件最為關鍵的部分是擺錘最高點檢測良好，只有可靠檢測到最高點雙重提升，其它功能才有意義。因為角度檢測是使用計數(shù)器完成的倍增效應，所以最高點檢測只能在主程序中通過掃描計數(shù)器的值完成結果。為保證掃描速度，在做最高點檢測時應先暫時關閉其它功能重要意義，包括按鍵規則製定、顯示和所有中斷。
在計算擺錘角度引領、試件吸收能量和試件強度時表現明顯更佳，要用到浮點數(shù)，而且要計算三角函數(shù)值優化服務策略。試驗機對控制器的運算速度要求不高技術先進，且RAM空間夠用，所以可以使用KeilC51提供的庫函數(shù)直接進行浮點數(shù)運算技術節能。
在主程序循環(huán)中提高，首先判斷是否正在試驗（按下落錘鍵）發展基礎，如正在試驗則只開啟最高點檢測功能，其它所有功能和所有中斷均被關閉有很大提升空間。試驗結束后關閉最高點檢測要求，開啟其它功能和所有中斷。這里的其它功能包括：處理上位機命令認為、打印運行好、實時顯示擺錘角度和按鍵管理。在主程序中不刷新顯示拓展應用，顯示只在需要（顯示數(shù)據(jù)變更）時刷新逐漸完善。主程序流程圖如圖3所示充分發揮。
圖3：主程序流程圖
3.3角度測量
由于系統(tǒng)所用編碼器為增量式編碼器擴大公共數據，所以在檢測角度前應先設置位置深入。在位置將兩個計數(shù)器清零，在擺錘偏離位置時提升，兩計數(shù)器中的數(shù)值差即可表示擺錘的擺動角度持續。每個脈沖代表的角度k為360算，該差值乘以k即為擺錘相對于位置的角度。在計算試件吸收能量和試件強度時高品質，角度值不區(qū)分正負，一律取絕對值互動講。
3.4最高點檢測
將兩計數(shù)器的差值表示為有符號整型數(shù)d則d的符號表示了擺錘相對于點的位置統籌，的變化則表示了擺錘的運動方向。
設擺錘已擺至最高點支撐能力，程序已檢測到d第1次減小并記錄了d'產品和服務，并且在其后的n次之內出現(xiàn)了干擾，T計數(shù)增加協同控製，d變大不斷創新，此時程序不丟棄所記錄的d'，而是比較本次檢測的d值和已記錄的d'的大小體驗區，將二者中大的作為新的d'去突破，并重新開始計數(shù)。如此提供了遵循，雖然重新開始檢測最高點，但不會錯記最高點的d值，不會出現(xiàn)誤判利用好。
在檢測到最高點后參與水平，需要保存擺錘在最高點的角度值，以備計算時使用有望。本試驗機一次最多允許做15個試樣具體而言，所以需要記錄15個數(shù)據(jù)最為顯著。角度值是浮點型變量，占用4B的空間奮戰不懈。最高點檢測程序流程圖如圖4所示。
圖4：最高點檢測程序流程圖
3.5通信程序設計
根據(jù)用戶需要逐步顯現，試驗數(shù)據(jù)可以上傳至上位計算機作用，以打印正式試驗報告，或存入數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)近年來，以便對數(shù)據(jù)進行分析銘記囑托、管理。
通信控制程序負責接收交流等、執(zhí)行上位機命令製造業。
所有上位機命令均占1B，但有的命令帶有操作數(shù)自動化裝置，有的沒有操作數(shù)狀態。
通信控制程序接收到上位機發(fā)送的命令后，首先對命令進行分析關規定，如果不帶操作數(shù)更多的合作機會，則執(zhí)行命令，如果帶有操作數(shù)指導，則將操作數(shù)長度寫入操作數(shù)接收計數(shù)器可以使用，并等待數(shù)據(jù)接受完成，待數(shù)據(jù)接收完成后執(zhí)行命令關註點。
通信控制程序流程圖如圖5所示廣泛認同。
圖5：串口中斷服務流程圖
4.總結
經過現(xiàn)場調試，控制器實現(xiàn)了設計的預定功能建強保護。能夠自動落錘服務好，試驗后自動計算、顯示試件吸收的能量增持能力；通過按鍵查詢擺錘升角應用領域、試件吸收能量和試件強度；進行錯誤提示提高鍛煉；正確顯示試驗結果并對試驗數(shù)據(jù)進行保存統籌推進；正確打印試驗結果；正常與上位機通信進行培訓，運行穩(wěn)定科普活動、性能良好。
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2018-12-22 瀏覽：
