型砂強(qiáng)度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1-畢業(yè)設(shè)計(jì)題目型砂強(qiáng)度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化班級學(xué)生學(xué)號指導(dǎo)教師濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE1-摘要本文主要介紹一種型砂檢測的實(shí)驗(yàn)儀器：SQS-1型智能型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)。SQS-1型智能型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)、采用了手輪絲杠加荷，S型拉壓傳感器和單片計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理顯示器系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理自動(dòng)化，數(shù)據(jù)采用雙排液晶顯示器顯示試驗(yàn)結(jié)果，微型打印機(jī)打印試驗(yàn)報(bào)告，試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。該機(jī)采用一鍵式操作方法，具有“高強(qiáng)度試驗(yàn)”“低強(qiáng)度試驗(yàn)”“干態(tài)”“濕態(tài)”“抗拉”“抗壓”“抗彎”“抗剪”八種試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，試?yàn)時(shí)只需選擇相應(yīng)模式按鍵既可。試驗(yàn)結(jié)束后既可打印試驗(yàn)結(jié)果，也可查詢試驗(yàn)結(jié)果,并自動(dòng)判合格與不合格，試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)依據(jù)型砂試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)一切由單片計(jì)算機(jī)完成!SQS-1型智能型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)、是為型砂強(qiáng)度試驗(yàn)研制的最新型試驗(yàn)儀器。該機(jī)完全克服了液壓式型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)一系列缺點(diǎn)，如：試驗(yàn)結(jié)果由于是壓力表顯示不宜標(biāo)定而且液壓系統(tǒng)內(nèi)部摩擦損失無法排除從而影響試驗(yàn)結(jié)果。采用液晶顯示器顯示試驗(yàn)結(jié)果，微型打印機(jī)打印試驗(yàn)報(bào)告，減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。該機(jī)采用一鍵式操作方法，既：根據(jù)用戶需要做那種試驗(yàn)，只需按對應(yīng)按鍵既可做出試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)束后既可打印，又可查詢。本機(jī)采用了傳感器和單片計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理自動(dòng)化，從而提高了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。該儀器數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、結(jié)果合理可靠、操作簡單方便、成本低、效率高。是鑄造行業(yè)型砂強(qiáng)度試驗(yàn)儀器的最佳選擇。關(guān)鍵詞：系統(tǒng)檢測；鑄造；打印機(jī)；顯示器；傳感器。ABSTRACTThispapermainlyintroducesakindofgreensandtestingexperimentinstrument:SQS-type1smartsandstrengthtester.SQS-type1smartsandstrengthtestenginery,adoptedthehandwheelscrewaddlotus,s-typepullpressuresensorandsinglechipcomputerdataprocessingmonitorsystemcomposition,realizedthetestdataacquisition,processingautomation,datawithdoublerowLCDdisplaytestresults,theminiatureprintersprinttestreport,testdataaccurateandreliable.Thismachineadoptsakeytypeoperationmethod,with"highstrengthtest""lowstrengthtest""drystate""wetstate""tensile""compressive""bending""shear"eightkindsoftestmode,testjustchoosetheappropriatemodebuttoncanbe.Aftertestingcanbeprintedtestresults,canalsobeinquiresthetestresults,andautomaticjudgmentqualifiedandtheunqualified,testmethodsanddatabasisteststandardmoldingsandbysinglechipcomputertocompleteall!SQS-type1smartsandstrengthtester,isdevelopedforsandstrengthtestthelatesttestinstrument.Thismachinecompletelyovercomethehydraulicsandstrengthtesterseriesofshortcomings,forexample:testresultsbecauseisthepressuregaugeshowsunfavorablecalibrationandhydraulicsysteminternalfrictionlosscouldnotberuledoutwhichaffecttestresults.AdoptLCDdisplaytestresults,theminiatureprintersprinttestreportsandreducethelaborintensityoftheexperimenter.Thismachineadoptsakeytypeoperationmethod,already:accordingtotheneedsofuserdothatsortoftest,justpressbuttonscanbemadecorrespondingexperimentalresult.Aftertestingcanbeprinted,butalsoquery.Thismachineadoptsthesensorandthesinglechipcomputer,realizedthetestdataacquisition,processingautomation,therebyimprovingtheaccuracyoftestdata。Thisinstrumentdataaccurateandreliable,theresultisreasonableandreliable,easytooperate,lowcostandhighefficiency.Iscastingsandstrengthtestinstrumentindustrybestchoice.Keywords：Systemtesting;Casting;Printer;Display;Sensors.目錄摘要 iABSTRACT ii1前言 11.1選題的背景和意義 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平及存在的問題 21.3本課題的主要內(nèi)容與目標(biāo)、研究成果及創(chuàng)新之處 32機(jī)械部分設(shè)計(jì) 52.1試驗(yàn)設(shè)備和方法 52.1.1儀器功能以及原理 52.1.2型砂試樣的制備 62.1.3砂樣加載變形過程中的試驗(yàn)特征曲線及分析 62.2滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 72.2.1耐磨性的計(jì)算 72.2.2絲母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算 82.2.3絲桿的穩(wěn)定性校核 92.2.4軸承的選擇 92.2.5鍵的選擇 103電路部分設(shè)計(jì) 123.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類、組成及特點(diǎn) 123.1.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類 123.1.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成 123.1.3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 133.2單片機(jī)選型及功能說明 133.2.1單片機(jī)介紹 133.2.2時(shí)鐘振蕩器 153.2.3ICL7109功能簡介 163.3字符點(diǎn)陣系列液晶顯示模塊 183.4傳感器的選擇 194結(jié)論……….………….……..….……...…..….………...20參考文獻(xiàn)…………….…..….…..……………….………….21致謝….……..…….…………...…………….22附錄…..……....…...…...…...…….………231前言1.1選題的背景和意義近年來，隨著鑄造生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高和對鑄件產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，型砂性能控制變得越來越重要，在砂型鑄造生產(chǎn)中，尤其在粘土砂濕型鑄造中，型砂的性能對鑄件質(zhì)量、鑄造廢品率有明顯影響。為了生產(chǎn)出穩(wěn)定的、高質(zhì)量的型砂，型砂制備工部必須配備與生產(chǎn)規(guī)模和造型方式相適應(yīng)的型砂檢測和控制手段。現(xiàn)代的型砂質(zhì)量控制發(fā)展方向是以預(yù)防性控制理論為基礎(chǔ)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，進(jìn)行整個(gè)砂處理工部的系統(tǒng)控制，它采用預(yù)防性補(bǔ)加,智能化加料調(diào)整，并能進(jìn)行測試、監(jiān)控和故障處理。目前,在型砂在線控制技術(shù)研究開發(fā)領(lǐng)域，已有的幾個(gè)概念和原理在不斷的完善和發(fā)展。首先,在檢測項(xiàng)目上，從單一的水分指標(biāo)發(fā)展到了以緊實(shí)率為主的幾個(gè)性能參數(shù)的綜合；在檢測方法上，從早期的篩法到輪壓法，發(fā)展到模仿“三錘試樣”的氣壓法。而檢測裝置也是隨著檢測項(xiàng)目和方法及機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展在日新月異。在型砂的在線控制方法上，由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。預(yù)防性控制和整個(gè)砂處理生產(chǎn)線的綜合控制不斷成熟和完善。現(xiàn)代國內(nèi)外普遍認(rèn)為：為使造型用型砂達(dá)到最佳性能指標(biāo),緊實(shí)率是最重要的控制指標(biāo)之一，加水量是達(dá)到目標(biāo)值的調(diào)節(jié)手段。緊實(shí)率不僅能反映型砂的濕強(qiáng)度和韌性，同時(shí)還能反映型砂的水分含量以及混碾的柔和程度和回性優(yōu)劣等。它是與水分、材料配比、強(qiáng)度、透氣性等性能參數(shù)均有關(guān)的一個(gè)綜合參數(shù)。傳統(tǒng)的型砂水分直接控制方法中，若造型系統(tǒng)砂鐵比波動(dòng)及加料不準(zhǔn)等，將帶來回收砂中各種成分含量的波動(dòng)而造成型砂性能有較大變化。故檢測在線型砂的緊實(shí)率，比檢測水分更能有效地控制型砂的性能[1]。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平及存在的問題國外有關(guān)型砂性能在線檢測和控制裝置有各種形式。90年代，美國Hartly公司生產(chǎn)的型砂性能在線檢測機(jī)，直接安裝在混砂機(jī)的出砂皮帶機(jī)上，自動(dòng)取樣并不斷地檢查型砂的緊實(shí)率和濕壓強(qiáng)度等參數(shù),然后控制下一盤型砂的加水量，B&P公司的混砂單元配有該套裝置。瑞士GF公司新近推出的Multicontrol型型砂多性能綜合控制系統(tǒng)，以及德國Birich公司生產(chǎn)的Rotocontrol型在線檢測控制裝置等均是采用氣壓傳動(dòng)，模仿實(shí)驗(yàn)室檢測動(dòng)作，快速檢測型砂的緊實(shí)率、濕壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度等參數(shù)，從而控制加水量。日本早坂理工推出的型砂性能快速檢測裝置“一把抓”，可在40s內(nèi)測出型砂的緊實(shí)率、透氣性、砂溫、含水量、濕壓強(qiáng)度等五項(xiàng)參數(shù)，并用計(jì)算機(jī)分析計(jì)算，反饋到混砂單元，去調(diào)查下一盤型砂的加水量和加料量。日本的新東、冰島等公司也有類似的產(chǎn)品。近年來,國內(nèi)的東南大學(xué)、華南理工大學(xué)等進(jìn)行了型砂多性能快速檢測裝置的研究。清華大學(xué)、湖北機(jī)電設(shè)計(jì)院等進(jìn)行了微機(jī)控制型砂在線緊實(shí)率和水分檢測裝置的研究。青島鑄機(jī)廠和青島第四鑄機(jī)廠等在開發(fā)型砂性能檢測裝置方面作了大量的工作。濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所也進(jìn)行了C131型型砂性能控制儀的開發(fā)研究工作，其結(jié)果不太理想。目前,濟(jì)南鑄鍛所在借鑒國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行研究開發(fā)了CB型型砂緊實(shí)率在線檢測控制裝置和自動(dòng)加水裝置，通過對型砂緊實(shí)率的檢測來控制加水量的多少，從而保證型砂性能的穩(wěn)定。1.3本課題的主要內(nèi)容與目標(biāo)、研究手段及創(chuàng)新之處1.3.1主要內(nèi)容與目標(biāo)確定主機(jī)結(jié)構(gòu)、夾具的選用，電氣部分力值傳感器的選用。繪制型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)機(jī)械裝配圖和相關(guān)零件圖紙，并設(shè)計(jì)出電器原理圖。編寫設(shè)計(jì)說明書依據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用手動(dòng)加載方式，設(shè)計(jì)出一種能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的，檢測型砂強(qiáng)度的試驗(yàn)儀器。機(jī)械部分包括主機(jī)的結(jié)構(gòu)，夾具的選用等等；電氣部分包括力值傳感器的選用，相關(guān)參數(shù)輸入，試驗(yàn)方法的選擇以及實(shí)測力值顯示、結(jié)果的計(jì)算和查詢等等。主要技術(shù)指標(biāo)如下：最大試驗(yàn)力：2500N示值誤差：從2500N的20%開始，每點(diǎn)力值的±1%有效實(shí)驗(yàn)空間：不小于200mm該課題研究要求在原有鑄砂性能測試儀的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的傳感器技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)研制出一臺(tái)以89C52單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制的新型的智能化鑄砂強(qiáng)度測試儀。該測試儀不僅能夠獨(dú)立的完成測試，而且可以通過串口通訊裝置，由計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行操作。在該測試儀上可以對砂樣進(jìn)行抗壓、抗剪、抗拉等多項(xiàng)測試，測試出反映鑄砂本質(zhì)屬性的幾項(xiàng)性能參數(shù)，分別是抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。該測試儀要求測試精度高，測值穩(wěn)定，可靠性高，開拓鑄砂性能檢測的新領(lǐng)域。該方案針對原測試儀的不足之處，進(jìn)行了重新的系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)和更完善的軟件編程，使該測試儀朝產(chǎn)品化更進(jìn)了一步，并且該方案通過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究了緊實(shí)率和膨潤土含量對各項(xiàng)鑄砂性能參數(shù)數(shù)值的影響。本次設(shè)計(jì)采用了手輪絲杠加荷，S型拉壓傳感器和單片計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理顯示器系統(tǒng)組成，通過設(shè)計(jì)構(gòu)想實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理的自動(dòng)化，數(shù)據(jù)結(jié)果采用液晶顯示器顯示試驗(yàn)結(jié)果，微型打印機(jī)打印試驗(yàn)報(bào)告。1.3.2研究手段首先，收集各方面關(guān)于型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)行業(yè)及其加工設(shè)備的有關(guān)文獻(xiàn)，包括書籍、期刊、論文和市場上關(guān)于這方面設(shè)備的生產(chǎn)單位、設(shè)備技術(shù)參數(shù)。通過了解這些知識(shí)，對國內(nèi)外型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展、生產(chǎn)設(shè)備制造技術(shù)條件、研究水平和未來發(fā)展趨勢由一個(gè)具體詳細(xì)的了解。通過學(xué)習(xí)目前已有的有關(guān)設(shè)備的構(gòu)成、工作原理、技術(shù)參數(shù)等知識(shí)，對型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)初步的構(gòu)思。然后，充分考慮設(shè)計(jì)條件、環(huán)境、實(shí)用性、加工精度要求等設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行充分反復(fù)對比目前市面上各種設(shè)備的方案之后，進(jìn)行獨(dú)立的構(gòu)思，選擇較優(yōu)方案并適當(dāng)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，最后進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算各種參數(shù)，并畫出圖形。1.3.2創(chuàng)新之處型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)將計(jì)算機(jī)智能控制、電氣控制技術(shù)、合理的機(jī)械裝置融為一體，自動(dòng)化程度高，具有精確的測試性能。2機(jī)械部分設(shè)計(jì)2.1試驗(yàn)設(shè)備和方法2.1.1儀器功能以及原理SQS-1型智能型砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)、采用了手輪絲杠加荷，S型拉壓傳感器和單片計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理顯示器系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理自動(dòng)化，數(shù)據(jù)采用雙排液晶顯示器顯示試驗(yàn)結(jié)果，微型打印機(jī)打印試驗(yàn)報(bào)告，試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。該機(jī)采用一鍵式操作方法，具有“高強(qiáng)度試驗(yàn)”“低強(qiáng)度試驗(yàn)”“干態(tài)”“濕態(tài)”“抗拉”“抗壓”“抗彎”“抗剪”八種試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，試?yàn)時(shí)只需選擇相應(yīng)模式按鍵既可。試驗(yàn)結(jié)束后既可打印試驗(yàn)結(jié)果，也可查詢試驗(yàn)結(jié)果,并自動(dòng)判合格與不合格，試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)依據(jù)型砂試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)一切由單片計(jì)算機(jī)完成!該機(jī)結(jié)構(gòu)合理、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、操作簡單方便。是鑄造行業(yè)型砂強(qiáng)度試驗(yàn)的最佳儀器。試驗(yàn)時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)砂樣裝夾于接頭與墊塊間，然后平穩(wěn)加載。利用手動(dòng)旋轉(zhuǎn)手輪帶動(dòng)絲母做水平方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，并由絲母通過螺旋傳動(dòng)變換成絲桿的推力，使絲桿做垂直方向的運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)壓力傳感器上下移動(dòng)，而壓力傳感器與絲桿直接聯(lián)接，絲母每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，絲桿就前移一個(gè)螺距，將力經(jīng)過壓力傳感器和接頭施加到砂樣上，從而實(shí)現(xiàn)砂樣加載。由壓力傳感器對砂樣的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測，所采集的模擬量信號[4]經(jīng)放大處理后送入單片機(jī)系統(tǒng)。在抗壓測試時(shí)，用壓力傳感器來測試被測砂樣的受力狀態(tài)，再通過單片機(jī)系統(tǒng)即可測到砂樣的試驗(yàn)特性曲線及有關(guān)型砂的性能參數(shù)。SQS-1型智能鑄砂強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)是為鑄砂強(qiáng)度試驗(yàn)研制的最新型的試驗(yàn)儀器，它包括砂樣夾持機(jī)械加載裝置及單片機(jī)系統(tǒng)兩大部分。加載裝置包括手輪、帶有外螺紋的絲桿以及絲母組成。作為傳動(dòng)件，要求保證螺旋副的傳動(dòng)精度、效率和磨損壽命等。傳動(dòng)螺紋為最常用的梯形螺紋，牙型為等腰梯形，牙型角，內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動(dòng)。砂樣夾持裝置由罩、接頭以及墊塊組成。2.1.2型砂試樣的制備在濕鑄砂配制中,原砂采用內(nèi)蒙古大林標(biāo)準(zhǔn)砂,標(biāo)號為NBS55/100。粘土采用黑山鈣基膨潤土,加入量為原砂的10%?；焐肮に嚍?原砂+膨潤土干混4min加入適量的水濕混8min出碾?；旌玫男蜕坝?.35mm的篩網(wǎng)過篩后,裝入密封的塑料袋中回性存放12h以上。試驗(yàn)前，將回性過的鑄砂再用6.35mm的篩網(wǎng)過篩,使型砂松散均勻,并將鑄砂緊實(shí)率[5]控制在45%左右。試驗(yàn)時(shí),鑄砂放在塑料袋中保存,以防水分揮發(fā)。采用AFS標(biāo)準(zhǔn)制樣機(jī)制取的標(biāo)準(zhǔn)三錘砂樣,砂樣高度為,重量誤差小于0.5g?？估囼?yàn)中,所測鑄砂為樹脂砂,其組成為:100%原砂+1%樹脂+0.6%磷酸,試樣制成字形標(biāo)準(zhǔn)砂樣,抗拉強(qiáng)度[6]為經(jīng)24h硬化后的強(qiáng)度。（引用）2.1.3砂樣加載變形過程中的試驗(yàn)特征曲線及分析抗壓以及松弛過程中測試所用的砂樣均為標(biāo)準(zhǔn)三錘砂樣[7]，抗拉過程中測試用標(biāo)準(zhǔn)“”字形砂樣，與傳統(tǒng)測試方法中所用的標(biāo)準(zhǔn)砂樣十分類似。而抗剪裝置[8]及測試方法和傳統(tǒng)的抗剪測試方法完全不同了，抗剪裝置及測試方法改用了豎直砂筒型標(biāo)準(zhǔn)三錘試樣進(jìn)行測試。圖2-1是砂樣進(jìn)行抗壓加載過程測試過程中所測得的應(yīng)力—應(yīng)變特征曲線，從曲線的OA段可以看出應(yīng)力—應(yīng)變成線性關(guān)系變化,用k表示該直線的斜率，斜率值是鑄砂的彈性模量。大量實(shí)測的數(shù)據(jù)及抗壓測試過程的流變理論分析與論證均表明：圖2-1砂樣抗壓應(yīng)力—應(yīng)變特征曲線這一數(shù)據(jù)對一定的鑄砂來說都是一個(gè)穩(wěn)定的可測指標(biāo)，它反映了鑄砂的粘彈性特征。當(dāng)應(yīng)力超過某一臨界值之后應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系不再成線性了，從曲線AB段可以看出砂樣發(fā)生粘塑性變形。當(dāng)應(yīng)力超過峰值之后,繼續(xù)加載,砂樣內(nèi)部砂粒間將產(chǎn)生滑移，應(yīng)力不斷的下降，直至砂樣破裂。點(diǎn)M為應(yīng)力—應(yīng)變特征曲線的極大值，峰值顯示了標(biāo)準(zhǔn)砂樣在抗壓受載過程中所能承受的最大壓應(yīng)力—鑄砂的抗壓強(qiáng)度。圖2-2砂樣抗剪應(yīng)力—應(yīng)變特征曲線圖2-2是標(biāo)準(zhǔn)砂樣抗剪應(yīng)力—應(yīng)變特征曲線，點(diǎn)M為特征曲線的極大值點(diǎn)，其值RS就是鑄砂的最大抗剪強(qiáng)度。圖2-3是用字形表示標(biāo)準(zhǔn)砂樣進(jìn)行抗拉測試所測得的應(yīng)力—應(yīng)變特征曲線，點(diǎn)M是特征曲線的極大值點(diǎn)，即為鑄砂的抗拉強(qiáng)度。圖2-3砂樣抗拉應(yīng)力—應(yīng)變特征曲線2.2滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1耐磨性的計(jì)算滑動(dòng)螺旋的磨損與螺紋工作面上的滑動(dòng)速度、壓力、螺紋表面粗糙度和潤滑狀態(tài)等因素有密切的關(guān)系。其中最主要的是螺紋工作面上的壓力：壓力越小，螺旋副間越不容易形成過度磨損。因此，為了防止過度磨損：主要是限制螺紋工作面上的壓力p，使其小于材料的許用應(yīng)力[p]。螺紋工作面上的耐磨性條件為（2-1）本試驗(yàn)機(jī)最大試驗(yàn)力F=2500N，用到的絲桿為Tr30*3LH-7e,查《機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊》可知螺距P=6mm,螺紋中徑=28.5mm，又已知該試驗(yàn)機(jī)的絲母實(shí)際高度尺寸為H=54mm，螺紋工作高度h=0.5P=3mm。絲桿、絲母材料均用45鋼，因?yàn)椴捎檬謩?dòng)手輪旋轉(zhuǎn)，所以屬于低速，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得到了滑動(dòng)螺旋副材料的許用應(yīng)力[p]為7.5-13MPa把上述數(shù)據(jù)帶入公式（2-1），可得所以滿足耐磨性條件。2.2.2絲母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算本試驗(yàn)機(jī)由于采用手動(dòng)加載，螺桿受力不大，所以無需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。螺紋牙經(jīng)常發(fā)生剪切和擠壓破壞，本試驗(yàn)機(jī)絲母材料是QT400、絲桿為45鋼，由于絲母強(qiáng)度低于絲桿，所以只需校核絲母螺紋牙的強(qiáng)度。螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度條件是：（2-2）螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件是：（2-3）式中：b—螺紋牙根部的厚度,單位為mm，對于梯形螺紋：b=0.65*P=0.65*6=3.9mm;—彎曲力臂，單位為mm，；[τ]—絲母材料的許用剪切應(yīng)力,單位為Mpa,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5-13得，[τ]=40MPa；[σb]—絲母材料的許用彎曲應(yīng)力，單位為Mpa，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5-13得，[σb]=45～55MPa；—螺紋工作圈數(shù)。將上述數(shù)據(jù)帶入公式（2-2）、（2-3），可以得到所以滿足絲母螺紋牙的強(qiáng)度條件。2.2.3絲桿的穩(wěn)定性校核對于長徑較大的受壓絲桿，當(dāng)軸向壓力F大于某一臨界值時(shí)，絲桿就會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲而喪失其穩(wěn)定性。因此，在通常情況下，絲桿承受的軸向力F（單位為N）必須小于臨界載荷。因此絲桿的穩(wěn)定性條件為：（2-4）式中：—絲桿穩(wěn)定性的計(jì)算安全系數(shù)；—絲桿穩(wěn)定性安全系數(shù)；—絲桿的臨界載荷；=因此，為絲桿的長度系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5-14可知=0.75，為絲桿的工作長度（單位為mm），取長為105mm；為絲桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑，=。 當(dāng)===11.6667＜40時(shí)，不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核。2.2.4軸承的選擇1、軸承型號的選擇：軸承型號一般是由用戶的技術(shù)人員根據(jù)配套產(chǎn)品的使用條件及承受負(fù)荷對軸承進(jìn)行選擇。業(yè)務(wù)人員主要了解用戶的實(shí)際負(fù)荷是否與所選軸承相符合，如果軸承達(dá)不到使用要求，應(yīng)盡快建議客戶改選型號，但除非特殊產(chǎn)品在選擇型號上一般不會(huì)有什么問題。2、軸承游隙的選擇：用戶在購買軸承時(shí)一般只會(huì)告知在什么型號、等級，很少會(huì)對軸承的游隙提出要求，業(yè)務(wù)人員必須問清軸承的使用條件、其中軸承的轉(zhuǎn)速、溫度、配合公差都直接關(guān)系到軸承游隙的選擇。一般在3500轉(zhuǎn)/分以下轉(zhuǎn)速的電機(jī)大多采用CM游隙，如高溫高速電機(jī)則要求采用相對較大的游隙。軸承游隙在裝配后會(huì)因?yàn)閮?nèi)孔的漲大及外圓的縮小而導(dǎo)致減少，游隙的減少量=過盈量×60%（軸承室是鋁的除外）。比如軸承裝配前游隙是0.01mm，裝配時(shí)過盈量為0.01mm，則軸承裝配后的游隙為0.004mm。在理論上軸承在零游隙時(shí)噪音和壽命都達(dá)到最佳的狀態(tài)，但在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中考慮到溫升等問題，軸承在裝配后游隙為0.002mm-0.004mm較好。3、油脂的選擇：油脂的選擇一般是根據(jù)軸承的轉(zhuǎn)速、耐溫情況、噪音要求及起動(dòng)力矩等方面進(jìn)行選擇，要求業(yè)務(wù)人員對各種油脂的性能很了解。4、軸承密封型式的選擇：軸承的潤滑可分為油潤滑和脂潤滑。油潤滑軸承一般是選用形式軸承，脂潤滑軸承一般選用防塵蓋或橡膠密封件密封。防塵蓋適用于高溫或使用環(huán)境好的部位，密封件分接觸式密封和非接觸式密封兩種，接觸式密封防塵性能好但起動(dòng)力矩大，非接式密封起動(dòng)力矩小，但密封性能沒有接觸式好。人本軸承目前在汽車電機(jī)軸承、家電電機(jī)軸承、摩托車軸承、保健電機(jī)軸承等行業(yè)進(jìn)行了專業(yè)化的制造，使軸承的噪音和壽命達(dá)到最佳狀態(tài)。5.軸承的剛性在機(jī)床主軸和汽車末級減速裝置等部位，在提高軸的剛性的同時(shí)，還必須提高軸承的剛性。對軸承施加預(yù)緊（負(fù)游隙）可以提高剛性。該方法適用于角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。6.軸承的轉(zhuǎn)速軸承的極限轉(zhuǎn)速與軸承類型還限于軸承尺寸、精度等級、保持架型式、負(fù)荷條件以及潤滑方式等因素有關(guān)。因此，選擇時(shí)必須考慮這些因素。2.2.5鍵的選擇鍵置于軸和軸上零件的槽或座中，使二者周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩的聯(lián)接件。鍵主要就是固定作用。類型有平鍵.半圓鍵。楔鍵。切向鍵。鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇。（1）類型選擇：需要傳遞轉(zhuǎn)矩的大小、聯(lián)接于軸上的零件是否需要沿軸滑動(dòng)及滑動(dòng)距離的長短、對于聯(lián)接的對中性要求、鍵是否需要具有軸向固定的作用以及鍵在軸上的位置（在軸的中部還是端部）等。（2）尺寸選擇：鍵的剖面尺寸b×h是按照軸的直徑d來選定。鍵的長度L由按輪轂寬度來定，且要求鍵長比輪轂略短5~10mm，符合長度系列值。本次型砂試驗(yàn)儀采用GB1096-79普通圓頭（A型）平鍵8×20改制，在本實(shí)驗(yàn)中作為導(dǎo)向鍵使用。用螺釘固定在軸上的鍵槽中，為了便于拆卸。鍵上制有起鍵螺孔，以便擰出螺釘使鍵退出鍵槽。

3電路部分設(shè)計(jì)3.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類、組成及特點(diǎn)3.1.1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(ComputerControlSystem，簡稱CCS)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。這里的計(jì)算機(jī)通常指數(shù)字計(jì)算機(jī)，可以有各種規(guī)模，如從微型到大型的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測裝置和執(zhí)行裝置等。與被控對象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線方式，如通過電纜的模擬信號或數(shù)字信號進(jìn)行聯(lián)系；也可以是無線方式，如用紅外線、微波、無線電波、光波等進(jìn)行聯(lián)系。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類方法很多：（1）控制方式；（2）控制規(guī)律；（3）系統(tǒng)的功能。按控制方式可以分成如下幾類：（1)計(jì)算機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)；(2)計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制；(3)離線控制；(4)在線控制(5)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)二、按控制規(guī)律分類：(1)程序控制；(2)順序控制；(3)比例--積分--微分PID控制；(4)前饋控制；(5)最優(yōu)控制(最佳控制)系統(tǒng)；(6)自適應(yīng)控制系統(tǒng)；(7)自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)三、按系統(tǒng)的功能來分類，可分成如下幾種：（1）直接數(shù)字控制系統(tǒng)；(2)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)；(3)多級控制系統(tǒng)；(4)分布式控制或分散控制系統(tǒng)3.1.2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成與一般控制系統(tǒng)相同，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以是閉環(huán)的，這時(shí)計(jì)算機(jī)要不斷采集被控對象的各種狀態(tài)信息，按照一定的控制策略處理后，輸出控制信息直接影響被控對象。它也可以是開環(huán)的，這有兩種方式：一種是計(jì)算機(jī)只按時(shí)間順序或某種給定的規(guī)則影響被控對象；另一種是計(jì)算機(jī)將來自被控對象的信息處理后，只向操作人員提供操作指導(dǎo)信息，然后由人工去影響被控對象。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由控制部分和被控對象組成，其控制部分包括硬件部分和軟件部分，這不同于模擬控制器構(gòu)成的系統(tǒng)只由硬件組成。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件一般包括操作系統(tǒng)、語言處理程序和服務(wù)性程序等，它們通常由計(jì)算機(jī)制造廠為用戶配套，有一定的通用性。應(yīng)用軟件是為實(shí)現(xiàn)特定控制目的而編制的專用程序，如數(shù)據(jù)采集程序、控制決策程序、輸出處理程序和報(bào)警處理程序等。它們涉及被控對象的自身特征和控制策略等，由實(shí)施控制系統(tǒng)的專業(yè)人員自行編制。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由控制部分和被控對象組成，其控制部分包括硬件部分和軟件部分。硬件是指計(jì)算機(jī)本身極其外圍設(shè)備，一般包括中央處理器、磁盤驅(qū)動(dòng)器、各種接口電路、以A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換為核心的模擬量I/O通道、數(shù)字量I/O通道以及各種顯示、記錄設(shè)備、運(yùn)行操作臺(tái)等。軟件是指計(jì)算機(jī)的制造商提供的，用來管理計(jì)算機(jī)本身的資源、方便用戶使用計(jì)算機(jī)的軟件。3.1.3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通常具有精度高、速度快、有邏輯判斷功能等特點(diǎn)，因此可以實(shí)現(xiàn)高級復(fù)雜的控制方法，獲得快速精密的控制效果。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已使整個(gè)人類社會(huì)發(fā)生了可觀的變化，自然也應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)管理中。而且，計(jì)算機(jī)所具有的信息處理能力，能夠進(jìn)一步把控制系統(tǒng)和生產(chǎn)管理有機(jī)的結(jié)合起來（如CIMS），從而實(shí)現(xiàn)工廠、企業(yè)的全面自動(dòng)化管理。3.2單片機(jī)選型及功能說明3.2.1單片機(jī)的介紹單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。目前，很多人對匯編語言并不認(rèn)可?？梢哉f，掌握用C語言單片機(jī)編程很重要，可以大大提高開發(fā)的效率。如果不考慮單片機(jī)硬件資源，在KEIL中用C胡亂編程，結(jié)果只能是出了問題無法解決！可以肯定的說，最好的C語言單片機(jī)工程師都是從匯編走出來的編程者，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的C語言雖然是高級語言，但是它不同于臺(tái)式機(jī)個(gè)人電腦上的VC++什么的。單片機(jī)的硬件資源不是非常強(qiáng)大，不同于我們用VC、VB等高級語言在臺(tái)式PC上寫程序，畢竟臺(tái)式電腦的硬件非常強(qiáng)大，所以才可以不考慮硬件資源的問題。還有就是在單片機(jī)編程中語言雖然編程方便，便于人們閱讀，但是在執(zhí)行效率上是要比匯編語言低10%到20%，所以用什么語言編寫程序是要看具體用在什么場合下?？偟膩碚f做單片機(jī)編程要靈活使用匯編語言與C語言，讓單片機(jī)的強(qiáng)大功能以最高是效率展示給用戶。單片機(jī)按其數(shù)據(jù)線的位數(shù)劃分可以分為4位單片機(jī)、8位單片機(jī)、16位單片機(jī)以及32位單片機(jī)。目前應(yīng)用最為廣泛技術(shù)最為成熟的是MCS-51[15]結(jié)構(gòu)的單片機(jī)。在該結(jié)構(gòu)的單片機(jī)種目前應(yīng)用較廣的為Atmel公司的AT89C系列，其中AT89C52最為常用。由于本控制系統(tǒng)采用開環(huán)控制，且精度要求不算很高，因此選用AT89C52單片機(jī)作為控制器，既保證了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性要求，又保證了系統(tǒng)的精度要求。AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場合。主要參數(shù)：（1）.與Mcs-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。（2）.8字節(jié)可重擦寫FLASH閃速存儲(chǔ)器（3）.1000次擦寫周期（4）.全靜態(tài)操作：0HZ-24MHZ（5）.三級加密程序存儲(chǔ)器（6）.256X8字節(jié)內(nèi)部RAM（7）.32個(gè)可編程I/0口線（8）.3個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器（9）.8個(gè)中斷源（10）.可編程串行UART通道（11）.低功耗空閑和掉電模式功能特性：AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8字節(jié)FLASH閃速存儲(chǔ)器，256字竹內(nèi)部RAM,32個(gè)I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89c52可降至OHz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電上作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)／計(jì)數(shù)器．串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位.其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對會(huì)聚主IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz晶振。RST/Vpd（9腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0~P3為可編程通用I/O腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0端口（32~39腳）被定義為N1功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13腳定義為IR輸入端，10腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12腳、27腳及28腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。AT89C52單片機(jī)引腳3.2.2時(shí)鐘振蕩器AT89C52中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖所示用戶也可以采用外部時(shí)鐘，電路如圖所示，這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。振蕩電路的兩種方式3.2.3ICL7109功能簡介ICL7109是一種高精度、低噪聲、低漂移、價(jià)格低廉的雙積分式12位A/D轉(zhuǎn)換器。由于目前逐次比較式的高速12位A/D轉(zhuǎn)換器一般價(jià)格都很高，在要求速度不太高的場合，如用于稱重，測壓力等各種高精度測量系統(tǒng)時(shí)，可以采用廉價(jià)的雙積分式高精度A/D轉(zhuǎn)換器ICL7109。ICL7109最大的特點(diǎn)是其數(shù)據(jù)輸出為12位二進(jìn)制數(shù)，并配有較強(qiáng)的接口功能，能方便的與各種微處理器相連。1、ICL7109的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)： ICL7109的內(nèi)部電路是由模擬電路和數(shù)字電路部分組成。模擬電路部分由模擬信號輸入\振蕩電路、積分、比較電路以及基準(zhǔn)電壓源電路組成。電路部分由時(shí)鐘振蕩器、異步通訊握手邏輯、轉(zhuǎn)換控制邏輯以及計(jì)數(shù)器、鎖存器、三態(tài)門組成。2、ICL7109的功能引腳：STATUS：狀態(tài)輸出，ICL7109轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，該引腳發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。OR：過程量狀態(tài)輸出，高電平表示過程量。POL：極性輸出，高電平表示ICL7109的輸出信號為正。B1-B12：三態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出，B12為最高位，B1為最低位。TEST：此引腳僅適用于測試芯片，接高電平時(shí)為正常操作，接低電平時(shí)則強(qiáng)迫所有位B1-B12輸出為高電平。HBEN：高字節(jié)使能端。當(dāng)MODE和CE/LOAD均為高電平時(shí)，此信號將作為高位字節(jié)（B8-B12）以及POL，OR輸出的輔助選通信號；當(dāng)MODE位高電平時(shí)，此信號將作為高位字節(jié)輸出而用于信號交換方式。LBEN：低電平使能端。當(dāng)MODE和CE/LOAD均為低電平時(shí)，此信號將作為低字節(jié)（B1-B8）輸出選通信號；當(dāng)MODE位高電平時(shí)，此信號將作為低位字節(jié)輸出。MODE：方式選擇。當(dāng)輸出低電平信號時(shí)，轉(zhuǎn)換器為直接輸出方式。此時(shí)，可在片選和數(shù)據(jù)使能的控制下直接讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)輸出高電平脈沖時(shí)，轉(zhuǎn)換器處于UART方式，并在輸出兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，返回到直接輸出方式。當(dāng)輸入高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換器將在信號交換方式的每一轉(zhuǎn)換周期的結(jié)尾輸出數(shù)據(jù)。CE/LOAD：片選端。當(dāng)MODE為低電平時(shí)，它是數(shù)據(jù)輸出的主選通信號，當(dāng)本腳為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)正常輸出；當(dāng)本腳為高電平時(shí)，則所有數(shù)據(jù)輸出端（B1-B12，POL，OR）均處于高阻狀態(tài)OSCSEL：振蕩器選擇。輸出高電平時(shí)，采用RC振蕩器；輸入低電平時(shí)采用晶體振蕩器。RUN/HOLD：運(yùn)行/保持輸出。輸入高電平，每經(jīng)8192個(gè)時(shí)鐘脈沖均完成一次轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸入低電平時(shí)，轉(zhuǎn)換器將立即結(jié)束消除積分階段并跳至自動(dòng)調(diào)零階段，從而縮短了消除積分階段的時(shí)間，提高了轉(zhuǎn)換速度。（引腳圖如下圖）3.3字符點(diǎn)陣系列液晶顯示模塊液晶顯示模塊是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電路、PCB線路板、背光源、結(jié)構(gòu)件裝配在一起的組件．英文名稱叫“LCDModule”，簡稱“LCM”，中文一般稱為“液晶顯示模塊”。實(shí)際上它是一種商品化的部件．根據(jù)我國有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：只有不可拆分的一體化部件才稱為“模塊”，可拆分的叫作“組件”。所以規(guī)范的叫法應(yīng)稱為“液晶顯示組件”。液晶點(diǎn)陣字符模塊，它是由點(diǎn)陣字符液晶顯示器件和專用的行、列驅(qū)動(dòng)器、控制器及必要的連接件，結(jié)構(gòu)件裝配而成的，可以顯示數(shù)字和西文字符。這種點(diǎn)陣字符模塊本身具有字符發(fā)生器，顯示容量大，功能豐富。一般該種模塊最少也可以顯示8位1行或16位l行以上的字符。這種模塊的點(diǎn)陣排列是由5×7、5×8或5×11的一組組像素點(diǎn)陣排列組成的。每組為1位，每位間有一點(diǎn)的間隔，每行間也有一行的間隔，所以不能顯示圖形。一般在模塊控制、驅(qū)動(dòng)器內(nèi)具有已固化好192個(gè)字符字模的字符庫CGROM，還具有讓用戶自定義建立專用字符的隨機(jī)存儲(chǔ)器CGRAM，允許用戶建立8個(gè)5×8點(diǎn)陣的字符。適用于：分析儀、壓力表、測溫儀、流量計(jì)、檢測儀、液位儀表、流量儀表、反射儀、色彩分析儀、報(bào)警儀、測土儀、溫控器、色選機(jī)、繡花機(jī)、注塑機(jī)、人機(jī)界面、電測表、可編程控制器、變頻器與傳動(dòng)、伺服步進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制、現(xiàn)場檢測儀表、顯示控制調(diào)節(jié)儀表、工控機(jī)、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、低壓電器、數(shù)據(jù)傳輸遙測遙控、FA&數(shù)控設(shè)備、設(shè)備檢修工具、流體控制、工業(yè)安全、小區(qū)智能安防等各類。內(nèi)部結(jié)構(gòu)：模塊組件內(nèi)部主要由LCD顯示屏（LCDPANEL）、控制器（controller）、驅(qū)動(dòng)器（driver）和偏壓產(chǎn)生電路構(gòu)成。OCM4X16的LCD顯示屏顯示方式為：4行顯示16X4個(gè)字符。其他各型號以此類推。控制器主要由指令寄存器IR、數(shù)據(jù)寄存器DR、忙標(biāo)志BF、地址計(jì)數(shù)器AC、DDRAM、CGROM、CGRAM以及時(shí)序發(fā)生電路組成。3.4傳感器的選擇現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別，如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測量時(shí)首先要解決的問題。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量設(shè)備也就可以確定了。測量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。1、根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)椋词故菧y量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。2、靈敏度的選擇通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的于擾信號。傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。3、響應(yīng)特性（反應(yīng)時(shí)間）傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。在動(dòng)態(tài)測量中，應(yīng)根據(jù)信號的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過火的誤差。4、線性范圍傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當(dāng)所要求測量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測量帶來極大的方便。5、穩(wěn)定性傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

在選擇傳感器之前，應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長時(shí)間的考驗(yàn)。

6、精度精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測量系統(tǒng)測量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。對某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：式中：ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω·cm2/m）

S——導(dǎo)體的截面積（cm2）

L——導(dǎo)體的長度（m）本試驗(yàn)儀所用到