[发明专利]一种分布式蠕变测量系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种分布式蠕变测量系统及测量方法，包括电源、光电编码器阵列、第一信号处理模块、第二信号处理模块、数据存储模块和数据显示模块；光电编码器阵列将形变数据传输给第一信号处理模块；第一信号处理模块对脉冲进行双向增减计数得到脉冲数量，第二信号处理模块读取脉冲数量并进行数据处理，得到形变量数据并发送给数据存储模块和第一信号处理模块，第一信号处理模块接收形变数据量并控制数据显示模块实时显示形变量数据；电源为系统供电；本发明实现多点同时测量，精度高、量程大；同时采用基于FPGA的信号处理模块，适用性强；实现对微小形变多点测量、长时间连续自动测量、数据自动存储功能。

技术领域

本发明涉及一种分布式蠕变测量系统及测量方法，特别是一种采用光电编码器的分布式蠕变测量系统及测量方法，属于测量技术领域。

背景技术

光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的两路脉冲信号。根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。光电编码器具有精度高、测量范围广、体积小、重量轻等优点。

金属及复合材料等材料在持续载荷作用下会产生随时间而发展的塑性变形,即蠕变现象，蠕变对于结构的使用性能有着严重的影响，在工程实际中,有时会发生由于材料的蠕变而引起的严重事故。因此在使用材料制作构件时，需要研究其蠕变特性，研究在温度、应力的作用下应变与时间的关系。高精度的蠕变试验是为材料提供准确可靠的蠕变性能的重要手段。而蠕变试验中形变或应变的尺寸往往是微米级的，而且可能还在缓慢的变化着，这种情况下往往还需要对形变或应变进行长时间的不间断测量，而使用传统的测量方式无法对测量对象进行数以月计的连续的长时间的监测测量。而且目前的蠕变试验中通常为单点测量，很难进行多点蠕变同时测量。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种精度高、适用范围广的采用光电编码器的分布式蠕变测量系统及测量方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种分布式蠕变测量系统，包括电源、光电编码器阵列、第一信号处理模块、第二信号处理模块、数据存储模块和数据显示模块，光电编码器阵列包含至少2个光电编码器；

光电编码器阵列与第一信号处理模块连接，第二信号处理模块与第一信号处理模块连接，第二信号处理模块与数据存储模块连接；第一信号处理模块与数据显示模块连接，电源为光电编码器阵列、第一信号处理模块、第二信号处理模块和数据显示模块供电；

光电编码器阵列检测待测物体的形变并将脉冲形式的形变数据传输给第一信号处理模块；

第一信号处理模块对接收的脉冲进行双向增减计数，得到代表形变数据的脉冲数量，第一信号处理模块接收形变数据量并控制数据显示模块实时显示形变量数据；

第二信号处理模块读取脉冲数量并进行数据处理，得到形变量数据，将形变量数据发送给数据存储模块和第一信号处理模块。

作为本发明的一种优选方案，第一信号处理模块采用FPGA。

作为本发明的另一种优选方案，第二信号处理模块采用DSP。

作为本发明的再一种优选方案，光电编码器阵列采用差分传输方式，并通过差分转单端芯片与第一信号处理模块连接。

作为本发明的又一种优选方案，光电编码器阵列线采用单端传输方式，并通过电平变换芯片与第一信号处理模块连接。