一种智能型建筑材料实验仪一马歇尔的研制

　　1引言

　　建筑材料的强度直接影响建筑质量的好坏，因此对建筑材料的强度进行把关就显得尤为重要，马歇尔是测定建筑材料强度的一种仪器，因此它的准确性直接影响测试结果，原来的手动测试仪因为很多人为因素，准确性不够，我们的研制方案采用了单片机自动控制，自开始至结果打印出来都不需要人的干预，所以大大提高了准确性，我们在电源处理及软件方面作了可靠性处理，因此设备运行相当可靠，至今已有几百台在使用受到了用户的好评。

　　2马歇尔的工作原理

　　建筑材料强度测定实验的过程是将试块放入指定位置，然后加压，并记录压力值及位移值，直到试块破碎，记录最大压力值及这一时刻位移值，然后将最大压力值和最大位移值打印出来，还可以把实验曲线打印出来。根据这一工作原理我们首先要选用一种压力传感器，一种位移传感器.加压通过电动机旋转实现。

　　(1)马歇尔硬件结构

　　马歇尔的电路结构图如图1。

　　在图1中，U1为上海压力传感器厂生产的压阻式压力传感器，我们选用的量程为0 -v 3T，其输出为毫伏级，所以为了配合A/D转换器的输入我们采用了仪表放大器AD620将小信号放大，图中U3就是AD公司生产的仪表放大器AD620，它的主要特点为抗共模干扰能力强，仅需一个外接电阻即可设定于11000增益，工作电压范围宽，能在单电源下工作，其工作电流小于1.6mA,属于低功耗芯片，在本电路中其增益设为10.9 o U2为位移传感器，其输出值为0-SV，所以不用放大可以直接进入A/D转换器。U4为集成多路模拟开关CD4052,AD620输出信号和位移传感器信号通过CD4052进入AID转换器。US为AID转换器AD574,AD574是AD公司生产的12位高速A/D转换器，转换时间为25us,输入电压范围我们选择双极性一SV.-+SV o U6为Atmel公司的AT89C51单片机，工作于12MHz的时钟频率下。U7为Xicor公司的uP监控的串行E2PROM，除了内含512 x 8位的EZPROM外，它还包括一个可编程的Watchdog和电源电压监视器，其工作电流小于3mA。在本电路中，它的E毕ROM用来储存校验信息Watchdog和电源电压监视器用来监视单片机AT89C51的工作状态。

　　U8为静态随机存储器SRAM6116。

　　(2)马歇尔软件流程

　　根据马歇尔的工作原理，程序流程为首先启动控制加压电动机的继电器，然后通过A/D转换器采集压力传感器和位移传感器的值，将采集值存入SRAM 6116，直到检测到压力值突然变小，则不再记录，断掉加压电动机的电源，然后打印出最大压力值和位移值，还可以打印出实验曲线，整个过程结束.在采集过程中为了提高可靠性，采用连续采集八次数据，去掉最大值。去掉最小值，取中间六个数据平均值作为记录值。流程图如图2。