[实用新型]挤条机智能压力仪

说明书

本实用新型——挤条机智能压力仪属自动化控制技术领域，特别涉及数字化自动监测和控制。

现有的电动指针式压力秤，其预置压力需手动将指针拨到所需的读数位置，而实时压力则是通过电动式指针的移动，从粗分刻度上进行读出。其除了分辨率低和功能少之外，还存在脆弱、怕震、易损等严重问题，常常经旅途运输后工作失灵，导致挤条机无法正常工作。

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题和克服现有电动指针式压力秤存在的分辨率低、功能少、脆弱、怕震、易损等缺点，提供一种分辨率高、功能多、方便灵活、数字化自动检测和自动控制的挤条机智能压力仪。

本实用新型通过下述技术方案实现。下面结合附图，对本压力仪的结构特征和工作原理描述如下：挤条机智能压力仪工作原理方框图如图1所示。本压力仪由金属机壳、印刷电路板、微型打印机、操作及显示面板共同组成，其中，本压力仪电路由传感器调理电路（1）、摸数变换电路（2）、对称稳压电源（3）、外设接口电路（5）、CPU最小系统（6）、键盘管理与显示电路（7）、报警与超载控制电路（8）依次相互连接组成。其简单工作原理为：挤条机的工作压力通过传动机构送至传感器调理电路（1），再通过摸数变换电路（2）实现压力模拟量对数字量的转换，进而经由外设接口电路（5）输入到CPU最小系统（6）进行数据处理。同时，CPU最小系统（6）对由键盘管理与显示电路（7）输送来的预置数据进行处理和显示，并将处理后的报警和超载控制信号送至报警和超载控制电路（8）进行报警并提醒操作者卸压；同时，亦可由微型打印机（4）实现文字打印记录。而且传感器调理电路（1）由对称稳压电源（3）独立供电，以提高其工作稳定性和抗干扰能力。

挤条机智能压力仪的面板结构示意图及其电路原理图分别如图2及图3所示。传感器调理电路电路（1）由集成件IC₁、电阻R₁～R₁₄、电位器W₁～W₂、电位器W₁～W₂、电容C₁～C₃共同组成，其中，R₁～R₄组成压力应变传感器桥路，其输出端接入由R₅～R₇、W₁组成的调零阻性网路，再通过R₈和R₉与由R₁₀～R₁₄、C₁～C₂、W₂组成的自稳零式运算放大器的IC₁的正、负输入端相连接、IC₁的正、负电源端经R₁₂和R₁₃分别与由变压器BT、二极管d₂～d₇、电解电容C₁₃～C₁₇、三端集成稳压器7805、7905并串联组成的正、负对称稳压电源（3）的输出端V_＋和V_－相连接，IC₁的输出端经由R₁₄、W₂组成的满度微调网络及由C₃、R₁₇、C₇组成的低通滤波器与摸数变换电路（2）的IC₃的信号输入端IN相连接；摸数变换电路（2）由IC₂～IC₄、R₁₅～R₁₉、C₄～C₇、C₁₉共同组成，其中，IC₂、R₁₅、W₃并串联组成电压基准源，其输出经W₃与IC₃的V_R端相连接，IC₃的时钟信号输入端CLR与由R₁₈～R₁₉、C₁₉、IC₄串并联组成的时钟信号发生器的IC₄的输出端相连接，IC₃的数字信号输出端B₁～B₈、D₁～D₄分别与外设接口电路IC₅的输入口PA₀～PA₇相连接，IC₅的输出口PB₀～PB₇分别与微型打印机PRINTER的数据输入口D₀～D₇相连接，IC₅的复位端RST与由K₁、R₂₀、C₈并联组成的复位电路相连接，IC₅的数据输出口D₀～D₇分别与由IC₆、IC₈、IC₉并串联组成的CPU最小系统的IC₆的数据口PO₀～PO₇相连接，IC₆的输出口P1₄、P1₂、P1₁、分别与BG₂、BG₄、BG₅、R₂₄、R₂₅、R₂₈～R₃₁、指示灯LED₁～LED₃，组成的指示灯回路相连接，IC₆的数据口PO₀～PO₇分别与IC₈的数据口D₀～D₇相连接，IC₈的输出口Q₀～Q₇分别与IC₉的输入口A₀～A₇相连接；键盘管理与显示电路（7）由IC₁₀、IC₁₂～IC₁₅、键盘KS、R₃₇～R₅₀、显示屏LED₄、LED₅共同组成，其相互连接关系为IC₁₀的数据口D₀～D₇分别与IC₆的数据口PO₀～PO₇相连接、IC₁₀的扫描线SL₀～SL₃分别与IC₁₄、IC₁₅的输入端1A～4A及4×3字键盘KS的行线1R～4R相并联连接，IC₁₀的返回线RL₀～RL₂分别与键盘KS的列线1C～3C相连接，IC₁₀的段输出线OA₀～OA₃和OB₀～OB₃分别与IC₁₂和IC₁₃的输入端A～D相连接，IC₁₂和IC₁₃的段译码输出线a～g分别通过R₃₇～R₄₃、R₄₄～R₅₀与四位字预压力显示屏LEDO₄和四位字实压力显示屏LED₅相连接，IC₁₄和IC₁₅的位输出线1Y～4Y分别与LED₄和LED₅的位输入端相连接；报警与超载控制电路（8）是分别由BG₃、BG₆、IC₁₁、R₂₆～R₂₇、R₃₂～R₃₆、C₁₁～C₁₂、扬声器SP串并联组成报警控制电路和由BG₁、R₂₁、继电器RY串并联组成超载控制电路。其中，BG₃通过R₂₆与IC₆的输出口P1₃相连接，并与IC₁₁输入端连接，IC₁₁的输出端通过BG₆与扬声器SP连接，BG₁通过R₂₁与IC₆输出口P1₅相连接，并与继电器RY相连接。电路简单工作原理为：由压力传感器桥路获取压力信号送到自稳零式运算放大器（IC₁），经放大后的压力摸拟信号经低通滤器滤波后送入IC₃实现摸数变换，且时钟信号发生器提供IC₃工作所需的时钟信号。经变换后的数字信号经外设接口电路（IC₅）送到CPU系统进行判定，由其设置的软件实现漂移零点自动跟踪处理、去皮重净压力提取、最大压力迭代处理、加载卸载无开关式自动识别处理等，然后由CPU系统的IC₆数据总线输送至键盘管理与显示电路的IC₁₀进行实时压力显示处理。在未加载时，按动按键K₂向IC₆输进高电平脉中，便可在实时压力显示屏LED₅上读出空载压力数值。IC₁₀对键盘数据的接收过程是通过扫描线SL₀～SL₃循环地向键盘KS发送扫描信号，当遇到键盘被按下键入数据时，则通过返回线RL₀～RL₃进行检测，并转送到CPU系统由软件对键入的预置压力进行判别、限额及防错处理，然后送到IC₁₂进行译码，再输送至LED₄实现预置压力显示，按钮K₁被按动而发生复位操作之前显示一直被保持。而实时压力数据经IC₁₀送到IC₁₃进行译码，再送到实时压力显示屏LED₅进行显示。预置压力和实时压力由CPU系统通过软件控制进行数值比较，当实时压力超过预置压力数值界限时，IC₆向BG₃送出启动脉冲，使IC₁₁产生报警脉冲信号，推动扬声器SP发声提醒操作者卸压。若操作者不理会报警信号，继读增大压力至软件设定的危险压力时，IC₅向BG₁送出停机信号去控制继电器RY以切断挤条机电源，保证机械结构的安全。只有当卸压，压力回复为零时，按动打印按钮K₃才能生效而被IC₆检测和接受。此时，从键盘KS输入批号、（LED₂发亮）、日期（LED₃发亮）等打印资料确认后，连同软件已迭代选取的最大压力数值一起经由外设接口IC₅向微型打印机输送。若不需打印，可重复进行压力监测过程。若需要改变预置压力时，按动复位按钮K₁，可重新输入预置压力数值。