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材料试验机是测定材料机械性能、工艺性能、结构强度特性,校验旋转零部件的动态不平衡量,检验零部件和整机的抗震性能,以及检查零部件表面和内部缺陷的仪器。它广泛用于机械、冶金、航空、造船、建筑、交通运输和石油化工等工业部门的工厂实验室,以及科研机构和大专院校的实验室。
作为一种广泛应用的仪器,各个实验室往往会对试验机的功能和性能提出新的需求,试验机适应这这些需求的能力值得人们关注。以往为增加功能和提高性能,需要对试验机系统进行大的改造或者购置新的试验机系统,代价较大。为了使试验机系统能够更经济地适应更广泛的需求,该文论述了使用可重构的设计方法对试验机系统进行设计,通过其快速可重构的特性,很好的适应各种各样的功能需求和性能要求。该系统的可重构特性包括硬件和软件的可重构,它们都采用了模块化的设计方法,在一个核心的协调下,使用统一的接口连接起来,执行重构后的功能。
材料试验机作为一种精密测试设备,其测量的准确度是其性能的关键。研究中采用模块化设计方法后,对各个模块进行精心设计。对模拟量的测量采用了新型的高性能内置信号调理电路的高分辨率∑-△串行模数转换器AD7730,由于内部包含了信号调理电路,并且是串行接口,所以使电路大大简化,提高了系统整体性能,同时也节省了空间。随着高密度数字超大规模集成电路工艺的不断发展,这类芯片的成本会进一步降低,它们在各个需要精密测量的领域中的应用将会越来越广泛。对于脉冲数字量的测量,采用单片机对测量值进行转换后传回给数据处理模块,既降低了数据处理模块的运算量,又统一了各个测量模块的接口。在单机可以实现所有功能的情况下,设计了接口令其可以与PC机联机,由PC机对材料试验机进行操做并对试验数据进行处理,使其操作界面更友好,功能更强大,数据处理更精确。