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专利号: 2015109639015
申请人: 金陵科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于单片机的运动地板震动吸收测量仪,其特征在于,包括震动吸收测试机架(1)、测试控制盒(2)、LCD操作显示面板(3)。所述的震动吸收测试机架(1)包括测试基座(11),所述的测试基座(11)上安装有竖向设置的滑动柱(12),一铁磁性落锤(13)安装在滑动柱(12)上并能沿着滑动柱(12)上下滑动,所述的测试基座(11)上部还安装有直流电磁铁(14),所述的直流电磁铁(14)通电时能将落锤(13)吸住,所述的落锤(13)的正下方设置有震动测力装置,所述的震动测力装置由上至下依次设置有圆头上盘(15)、弹簧(16)、测力传感器(17)以及圆头下盘(18),所述的震动测力装置可沿光滑导管(19)上下活动,当直流电磁铁(14)断电时,落锤(13)能自由下落撞击圆头上盘(15),使弹簧(16)压缩,圆头下盘(18)撞击被测试件,所述的测力传感器(17)能实时测量冲击力大小,并将其转换为电阻信号,所述的测力传感器(17)与测试控制盒(2)连接并将一组电阻信号传递过去。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的运动地板震动吸收测量仪,其特征是:所述的测试控制盒(2)中设置有信号调理电路,所述信号调理电路与测试机架(1)中的测力传感器(17)相连,接收与冲击力相关的一组四个桥路电阻的变化,所述信号调理电路由XTR106桥路激励芯片(21)、RCV420电流-电压转换芯片(22)及低噪声低漂移运算放大器芯片(23)构成,分别用于将从测力传感器(17)接收的桥路电阻信号变换成4-20mA电流信号,再进行电流-电压变换,最后转换为与A/D转换芯片(25)相匹配的电压输出。

3.根据权利要求1,2所述的一种基于单片机的运动地板震动吸收测量仪,其特征是:所述的测试控制盒(2)中设置有单片机(24)作为测试系统的控制核心,借助测控软件完成所有的数据采集、数据滤波、震动吸收系统计算以及人机界面管理功能,所述单片机(24)控制高速A/D转换芯片(25)进行数据采集,以获得与冲击力相关的测试信号,测试控制盒(2)中安装有24V开关电源(26),为控制盒及直流电磁铁(24)提供工作电源,所述测试控制盒(2)还设置有DC-DC模块(27)用于将24V输入电源隔离变换为±12V及3.3V,为测试控制盒内各芯片供电,同时起到干扰抑制功能,所述单片机(24)还与LCD操作显示面板(3)相连,以实现人机接口控制。

4.根据权利要求1~3所述的一种基于单片机的运动地板震动吸收测量仪,其特征是:

所述的LCD操作显示面板(3)中包括有320×64点阵的LCD显示屏(31),用于对测试结果及操作信息进行显示,LCD操作显示面板(3)中还包括一组操作按钮(32),用于控制测试过程的启动、震动吸收系数的计算以及当前是被测地板还是参考地面的选择等,LCD操作显示面板(3)中还包括一组操作指示灯(33),用于指示当前系统的工作状态、所选的板型及报警状态。

5.根据权利要求1~4所述的一种基于单片机的运动地板震动吸收测量仪,其特征是:

所述的测试基座(11)还设置有三脚架(11a),所述的三脚架(11a)上设有连接装置(11b),所述的三脚架(11a)上还设有固定装置(11c),用于测试基座(11)的固定,固定装置(11c)上装有调节装置,所述的调节装置能调节测试基座(11)的高度及水平度。

6.根据权利要求1~5所述的一种基于单片机的运动地板震动吸收测量仪,其特征是:

所述的落锤(13)上部设置有位置调节装置(10),所述的位置调节装置(10)能调节落锤(13)的初始高度,以适应不同厚度被测件的需要。

7.根据权利要求1~6所述的一种基于单片机的运动地板震动吸收测量仪的测试方法,其特征是:基本测试方法如下:

S1:所述测量仪的一个重要组成部件是重力落锤(13),测试前使用直流电磁铁(14)的电磁作用力将其吸住,按下启动按钮(32)后在单片机(24)的控制下释放电磁作用,使重力落锤沿滑动柱(12)下落,依次撞击圆头上盘(15),使弹簧(16)压缩,圆头下盘(18)撞击被测试件,测力传感器(17)采用应变或相似的原理工作,能实时测量冲击力大小,并将其转换为一组电阻信号,该信号再经由测试控制盒(2)中的桥路激励芯片(21)、电流-电压转换芯片(22)及运算放大器芯片(23)各元件组成的信号调理电路变换为0-2.5V电压信号,再送入高速A/D转换芯片(25),在单片机(24)的控制下完成数据采集;

S2:单片机(24)对上述采样数据实施中位值非线性滤波以及Butterworth低通滤波处理后,捕获上述各作用力的峰值,最后据此计算出冲力吸收的比值,即可获得待测的震动吸收系数;

S3:所述震动吸收系数值计算方法:取若干次在被测地板及参考硬质地面上测得的结果进行简单算术平均,再按如下式(1)计算待测运动地板样本的震动吸收系数值;

其中:

KAref:所测量地板震动吸收参数的参考结果,用百分比%表示;

Fmax 1:作用于被测运动地板上的最大冲击力值,用牛顿N表示;

Fmax 2:作用于坚硬地面(如水泥地面)上的最大冲击力值,用牛顿N表示;

另:震动吸收参数值以整数的方式表示。