1、简述机械构件线应变电磁检测系统的应用 曲宗超 黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司七台河分公司新兴煤矿 摘要：科学技术的深化发展促进了机械加工业的技术的不断改革，在当今社会不断发展的今天，能否有效的强化在建设发展过程 中提高机械构件的精度就成为了当今我国机械加工产业所关注的重点。纵观我国经济发展，机械产业的在国家建设过程中的功劳 可谓是功不可没 在进行现代化建设的改造过程q-，大型机械的实用已经成为了必不可少的重装设备之一。面对施工过程中，相关 建设项目对施工质量的要求越来越高的显示状况，能否有效的提高机械设备的操作精度就成为了人们关注的焦点。而影响其操作 工作精度的关键就是起机械组合中各种构件的精
2、度，所以，在制造过程中有效的掌控机械构件的线应变规律以及检测数据将有助 于提高我国机械产业的发展而电磁检测系统就是对其进行测量的综合应用平台。 关键词：机械构件线应变；点此检测系统；应用 前言 机械产业的发展促进了我国在建设过程中各行业之间朝向 现代化的有效过度面对当今社会市场竞争力日趋复杂的今天， 机械产业面对各种需求对于产品的制造也必须加以关注。为 提高在制造以及使用过程中产品的精度强化机械构件的使用 性能 在进行加工制造的过程中，时刻对机械构件线应变参数进 行分析将有助于提高机械构件的制造质量。在进行机械构件线 应变的检测过程中电测检测系统在气发展中起到了巨大的应 用价值以下我将简述机械
3、构件线应变点此检测系统的应用。 一、等间距磁刻度法应变检测基本原理 在进行机械构件线应变电磁检测系统的使用过程中，相关 的使用基本原理以及其检测的精度对于机械构件线应变的参数 影响十分重要电磁检测系统是基于等距离磁刻度发进行相关 的数据整合处理 其基本原理如下所示。 鉴于机械构件多为铁磁性物质的特点利用电磁方式在其 表面磁化出呈等间距的磁刻度提_；了基于等间距磁刻度应变电 磁检测的新方法 设计了信号处理和波形转换电路将对应变的 检测转化成为对时间量的计测推导了时间量与构件应变之间 的数学表达式 以AT89C52单片机为核心，开发了应变检测系统 的数据采集系统 利用上位机虚拟仪器完成对检测结果的
4、显示、 存储和打印等功能 在试件表面相距d(d=)的位置，分别安放磁检 测器由结构相同的A、B2个检测磁头组成。当磁检测器沿着未 发生应变的构件表面运动时两检测磁头将输出2个同相位的 电压信号。当构件受力后，原有的磁刻度间距变大两检测磁头 与磁刻度原有的对应位置发生变化 此时磁检测器沿着构件表 面运动则输出的2列电压信号将产生相应的相位差 通过对检测磁头输出电压信号的相位差和周期进行检测和 数学运算即可得到构件线应变的大小。 二、磁检测器与信号调理 在进行机械构件线应变的检测过程中为了提高检测的精 度需要对相关的电磁检测系统中的磁检测器进行信号的调整 调整的目的主要是为了提高检测过程中机械构件
5、线应变的检 测精度进而强化电磁检测系统对机械构件线应变的应用处理 能力。 霍尔元件是典型的磁敏元件选用THS103A型霍尔元件制 作磁检测器完成原始磁信号的采集 检测器的输出信号是2个 不太规则的正弦波信号 霍尔元件的输出信号比较微弱因此进 行放大、波形转换等处理。经过上述电路处理的2列信号将转换 成矩形波信号。将2列矩形波信号进行逻辑异或运算得到一列 矩形波信号。通过检测该矩形波信号的相位差P和信号周期O， 就可以推导得到构件的应变值 三、检测信号的处理 信号的检测是为了对机械构件线应变进行更加准确的处 理，在数据摄取过程中将收集到的与机械构件线应变有关联的 因素进行整合在此基础之上对检测出
6、的信号进行处理将其正 确的带人点此检测系统的数据处理程序中对整个机械构件线 应变的变化进行分析调整得m争取合理的结论。 试验表明，检测磁头输出的信号为比较微弱(毫伏级)类似 25O 于正弦波的交变电压信号 为便于相位检测和信号传输需要对 检测磁头输出的信号进行放大和波形转换 图1表示12信号 处理电路检测磁头输出的电压信号通过差动放大器A，放大到一 定幅值后送电压比较器A，进行零点检测，得到相应的方波信 号 为防止信号电压的非对称性产生的直流分量给相位检测带 来误差 比较器A的比较电压采用浮动的形式跟踪其输入信号 波形此功能由运算放大器A完成。 如 图一 四、数据采集系统 选用AT89C52单
7、片机完成对系统特征量时间量的计测 信 号处理电路的输出信号接人单片机i而引脚将此信号进行取反 运算后接人INT1引脚采用下降沿触发中断 当INi引脚对应上 升沿时丽引脚恰好对应下降沿触发中断开始计时 当丽引脚 对应上升沿时而引脚恰好对应下降沿触发中断停止计时 这 样就可以得到2个系统特征量 五、通信系统 数据采集系统采集的原始数据考虑到上位PC机功能强 大因此将其上传至PC计算机进行运算等处理得到检测的结 果 单片机与PC机的通信采用异步串行通信的方式 由于8051 输出的是rrrL电平与PC机接口的逻辑电平不兼容因此要完成 两者之间的数据通信需要进行电平转换 硬件上采用MAX232 集成电路
8、转换芯片并且编写相应的软件完成单片机和PC机的 通信。 六、数据处理系统 单片机采集的数据经过通信系统上传至PC机 采用Visu alBasic进行编程建立了良好的人机交互界面通过软件引导检 测的进行。PC机数据运算能力强大，迅速得到计算结果并且可 以实现对结果进行显示、存储、打印等功能 结语 在科学技术的不断推动下电磁检测系统在机械构件线应变 的检测中应用的价值已经得到了机械产业的认可 该技术从根 本上对机械线应变数据进行了采集有效的提高了检测的精度 通过科学合理的方式对机械构件线应变进行了合理、有效、准确、 定量的检测促进了我国机械产业的建设发展 参考文献： 【l】卓文峰分布式实时工程机械构件动态监控系统研究【JJ长安大 学201 1年攻读期 C H l N A V E N T U R E C A P I T A L
