一种静载荷试验仪的制作方法

专利名称：一种静载荷试验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建设工程领域中的承载力静态检测设备，特别是一种静载荷试验仪。 技术背景
目前应用于建设工程中，对承载力进行静态检测的仪器仪表，采集试验数据采用压力传 感器和位移传感器，传感器输出信号分模拟信号和数字信号两类，对承载力进行静态检测的 仪器仪表采用模数转换器和测频技术进行数据的数字化调理，这些承载力静态检测的仪器仪 表上设有总线接口，然后试验数据通过与总线接口连接的数据传输总线传输到数据接收终端 进行试验数据实时分析处理显示，并根据试验状况由数据接收终端通过数据传输总线发出相 应的指令控制油泵的运转状态，待整个试验结束后再将试验数据转存到计算机上，进行试验 数据的分析整理打印。这种方式的缺点是1、受数据传输距离的限制，当传输距离较长时， 信号干扰较大、仪器的抗干扰能力就较差，所以现有试验仪器系统通常距离试验点仅50米左 右；2、由于需要在现场布设一条数据传输总线，所以一旦数据传输总线被意外损坏(比如被 现场的施工车辆轧断)，则试验将不得不停止下来；3、 一台数据接收终端只能做一个试验点， 不能同时做多于一个的试验，经常是一个试验点需要三天时间， 一个试验场地需要十几天时 间，影响后续的施工工期；4、数据不能及时传输到检测单位，只能在试验结束后才能将数据 转存出来，致使试验负责人员不能及时了解现场的进度和试验情况。5、观测位置不能固定， 影响试验进程，因为试验点所在的建筑工程场地大多在试验期间同时安排有挖土方等其他建 筑工序，施工场地堆放的建筑材料等也需要占用一定的空间，导致可利用工作面越来越小， 为了能保证各工序的顺利进行，只能频繁移动试验数据接收终端；6、对电源有特殊要求，同 时需要220V交流电和380V交流电供电，而有时候施工现场只有一种供电电源可用，影响试 验的顺利进行。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种便于现场测试、性能可靠的静载荷试验仪。 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是包括电路模块，所述电路模块设置 在箱体内，所述电路模块包括电源电路、中央处理控制器、信号采集电路、油泵控制电路，所 述电源电路包括交流电源输入接口，所述的信号采集电路、油泵控制电路分别和中央处理控 制器连接，所述的信号采集电路包括信号采集接口，所述油泵控制电路包括油泵电源输出接 口，其不同之处在于所述电路模块还包括无线网络组件，所述的无线网络组件连接到中央 处理控制器的通讯端口。
按上述方案，所述通讯端口是串口通讯端口，所述无线网络组件和中央处理控制器的串 行通讯端口之间设有串口 _网络通讯信号转换电路。
按上述方案，电路模块还包括有线网络接口，所述有线网络接口与无线网络组件连接。 按上述方案，还包括箱体，所述的无线网络组件包括无线网卡、无线路由器，无线网卡与串口-网络通讯信号转换电路连接，无线路由器设置在静载荷试验仪的箱体内或箱体外。
按上述方案，所述的信号采集电路包括第一信号采集电路、第二信号釆集电路；所述的 第一信号采集电路是位移信号采集电路，所述位移信号采集电路包括位移信号采集接口、第 一滤波整形放大电路、频率计数电路，所述第一滤波整形放大电路的信号输入端与位移信号 采集接口连接，所述频率计数电路的信号输入端与第一滤波整形放大电路连接，所述频率计 数电路与中央处理控制器的数据端口、地址端口连接；所述第二信号采集电路是采集压力、 力信号的信号采集电路，所述第二信号采集电路包括压力信号采集接口、力信号采集接口、 第二滤波整形放大电路、第三滤波整形放大电路、模拟开关、模数转换电路，所述第二滤波 整形放大电路的信号输入端与压力信号采集接口连接，所述第三滤波整形放大电路的信号输 入端与力信号采集接口连接，所述第二滤波整形放大电路的信号输出端、第三滤波整形放大 电路的信号输出端分别与模拟开关连接，所述模数转换电路的信号输入端与模拟开关连接， 所述模数转换电路与中央处理控制器的数据端口 、地址端口连接。
按上述方案，所述的油泵控制电路包括放大电路、延时电路、继电器模块、油泵电源输 出接口，所述的放大电路和中央处理控制器的1/0端口连接，所述的延时电路与放大电路、 中央处理控制器连接，所述继电器模块的信号控制端与延时电路的信号输出端连接，所述继 电器模块的电源输入端与交流电源输入接口连接，所述继电器模块的电源输出端与油泵电源 输出接口连接。
按上述方案，所述交流电源输入接口是220V或380V交流电源输入接口，所述电源电路 还包括交直流转化模块、DC/DC变换电路，所述交流电源输入接口与交直流转化模块连接， 所述交直流转化模块的直流电压输出端与DC/DC变换电路的电压输入端连接。
按上述方案，所述电路模块还设有油泵手动控制开关，所述油泵手动控制开关的一端与 延时电路连接，另一端与直流电源连接。
按上述方案，所述的延时电路包括NE555定时器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第 一电容、第二电容、第三电容，所述第一电阻连接在NE555定时器的2脚和8脚之间，所述 第二电阻连接在NE555定时器的6脚和8脚之间，所述的第三电阻连接在NE555定时器的3 脚和所述放大电路之间，所述NE555定时器的6脚和7脚之间用导线连接，所述第二电容连 接在NE555定时器的2脚与1脚之间，所述第一电容连接在NE555定时器的1脚与7脚之 间，所述的NE555定时器的1脚接地，所述NE555定时器的8脚接直流电源5V，所述NE555 定时器的4脚连接到中央处理控制器的1/0端口。
按上述方案，所述DC/DC变换电路包括第一DC/DC变换电路、第二DC/DC变换电路，第 一 DC/DC变换电路的直流电输出端与信号采集电路的信号采集接口连接，第二 DC/DC变换电 路的直流电输出端与电路模块中对应器件的电源引脚连接。
对比现有技术，本实用新型技术方案的原理与有益效果在于
1、电路模块包括电源电路、中央处理控制器、信号采集电路、油泵控制电路，所述的信 号采集电路、油泵控制电路和中央处理控制器连接，所述电源电路包括交流电源输入接口， 所述的信号采集电路包括信号采集接口，所述油泵控制电路包括油泵电源输出接口，所述电路模块还包括无线网络组件，所述的无线网络组件和中央处理控制器的通讯端口连接。由于 在距离传感器不远处采集试验信号，大大降低了传感器信号受其他电磁干扰的可能，并且将 信号直接以无线网络数据的形式发送给试验处理终端(如笔记本)，避免了因为数据总线被意 外轧断而试验被迫终止的情况；以目前的无线网络传输技术，其理论试验控制距离可达方圆 500米，大大扩展了信号传输距离，增强了试验的安全性、可靠性；由于采用了无线网络组 件来进行试验数据的传输，使得多台静载荷试验仪布置在多个试验点进行同时试验成为现实， 大大提高了现场测试效率，节约了试验成本。
2、 无线网络组件和中央处理控制器的串行通讯端口之间设有串口-网络通讯信号转换电 路，中央处理控制器采集的数据通过串口-网络通讯信号转换电路发送给无线网络组件，无线 网络组件通过无线网络将采集的数据发送给试验处理终端(如笔记本)；试验处理终端(如笔 记本)通过无线网络将命令发送给无线网络组件，无线网络组件通过串口将命令转发给中央 处理控制器。试验处理终端可以通过连接INTERNET互连网将数据及时传输到试验检测单位。
3、 箱体上还设有有线网络接口，有线网络接口与无线网络组件连接，这样使得本实用新 型同时具备无线传输和有线传输功能。
4、 无线路由器设置在箱体内或箱体外，方便了无线路由器的装配和调试。
5、 信号采集电路包括第一信号采集电路、第二信号采集电路，第一信号采集电路是位移 信号采集电路，第二信号采集电路是采集压力、力信号的信号采集电路，所述第二信号采集 电路包括压力信号采集接口、力信号采集接口、第二滤波整形放大电路、第三滤波整形放大 电路、模拟开关、模数转换电路，这样既可以采集位移信号，也可以采集压力、力信号；一 般现场使用的传感器有调频式位移传感器、压阻式压力传感器和轮辐式力传感器，根据用
户在现场布置的传感器的类型采用对应的接口，方便了现场测试，也提高了仪器的使用范围。
6、 油泵控制电路的延时电路的原理和优点在于NE555定时器和分别连接在NE555的2 脚和6脚的2个电阻，以及分别连接在NE555的2脚、5脚的去耦电容和连接在7脚的电容 组成油泵电路控制延时保护部分，NE555的4脚是复位端，该复位端接受来自中央控制器发 出的复位信号，l脚接数字电源地，8脚接数字电源5V。目前设计的定时时间为3秒，这个 时间可以通过调整NE555周围的电阻电容的取值来改变。中央控制器发出的油泵控制信号放 大后，经过一个限流电阻连接NE555的3脚，进入油泵控制延时保护电路，NE555的2脚和 继电器模块的控制端连接。当中央控制器发出打开油泵的命令后，如果在延时时间内中央控 制器没有再次发出打开油泵的命令，则油泵控制延时保护电路将自动切断油泵电源，起到保 护试验安全的作用。
7、 所述的油泵控制电路包括放大电路、延时电路、继电器模块、油泵电源输出接口，所 述的放大电路和中央处理控制器的1/0端口连接，所述的延时电路分别与放大电路、中央处 理控制器连接，所述继电器模块的信号控制端与延时电路的信号输出端连接，所述继电器模 块的电源输入端与交流电源输入接口连接，所述继电器模块的电源输出端与油泵电源输出接 口连接。油泵控制电路用于控制油泵的工作状态；所述电路模块上还包括油泵手动控制开关， 所述油泵手动控制开关的一端与延时电路连接，另一端与直流电源连接；油泵手动控制开关是为了便于控制延时电路的通断，进而控制继电器的通断，最后达到控制油泵工作状态的目 的，从而便于现场及时控制油泵的动作。
8、 交直流转化模块的原理和作用交直流转化模块具备变压、整流、滤波和保护功能， 性能可靠。
9、 交流电源输入接口是220V或380V交流电源输入接口，电源多用，既可用220V也可 用380V，静载荷试验仪使用的电源和现场油泵的供电电源一致，避免了对供电电源的特殊要 求。
10、 所述DC/DC变换电路包括第一 DC/DC变换电路、第二DC/DC变换电路，第一 DC/DC 变换电路的直流电输出端与信号采集电路的信号采集接口连接，第二 DC/DC变换电路的直流 电输出端与电路模块中对应器件的电源引脚连接。直流电源一方面可以给现场的传感器提供 电源，另一方面通过第二 DC/DC变换电路变换直流电压后供静载荷试验仪箱体内其他电路使 用。
11、 本实用新型监控及时，反应快速，操作简单。

图1为信号处理部分的功能模块框图 图2为放大电路与延迟电路的电路图 图3为电源部分的功能模块框图 图4为交直流转化模块电路图 图5为箱体面板示意图 图6为箱体后部结构示意图 图7为使用方法一的示意图 图8为使用方法二的示意图 图9为中央处理控制器程序框图。
具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
图1为信号处理部分的功能模块框图，如图1所示，该静载荷试验仪包括电路模块，所 述电路模块包括电源电路、中央处理控制器UO、信号采集电路、油泵控制电路，所述电源电
路包括交流电源输入接口，所述的信号采集电路、油泵控制电路分别和中央处理控制器uo连
接，所述的信号采集电路包括信号采集接口，所述油泵控制电路包括油泵电源输出接口 JIO，
所述电路模块还包括无线网络组件，所述的无线网络组件和中央处理控制器uo的串行通讯端
口RX、串行通讯端口TX连接。中央处理控制器U0选用的是51系列中央处理控制器，信号 采集电路与中央处理控制器UO的PO端口、 P2端口连接，油泵控制电路和中央处理控制器UO 的P1端口连接。当中央处理控制器UO选用其它型号时，信号采集电路、油泵控制电路和中 央处理控制器UO的连接端口可能会有不同。将静载荷试验仪设置在距离传感器不远处采集试 验信号，大大降低了传感器信号受其他电磁干扰的可能，并且将信号直接以无线网络数据的 形式发送给试验处理终端(如笔记本)，避免了因为数据总线被意外轧断而试验被迫终止的情况。
无线网络组件和中央处理控制器的串行通讯端口 RX、串行通讯端口 TX之间设有串口-网 络通讯信号转换电路U7;电路模块还包括有线网络接口 J5，所述有线网络接口 J5与无线网
络组件连接，这样使得本实用新型同时具备无线传输和有线传输功能；所述的无线网络组件 包括无线网卡、无线路由器，无线网卡与串口-网络通讯信号转换电路U7连接，无线路由器 设置在静载荷试验仪的箱体内或箱体外，这样的设置方便了无线路由器的装配和调试。
信号采集电路包括第一信号采集电路、第二信号采集电路；所述的第一信号采集电路是 位移信号采集电路，所述位移信号采集电路包括位移信号采集接口 J6、第一滤波整形放大电 路U1、频率计数电路U4，所述第一滤波整形放大电路U1的信号输入端与位移信号采集接口 J6连接，所述频率计数电路U4的信号输入端与第一滤波整形放大电路Ul连接，所述频率计 数电路U1与中央处理控制器U0的P0端口、 P2端口连接；所述第二信号采集电路是采集压 力、力信号的信号采集电路，所述第二信号采集电路包括压力信号采集接口 J7、力信号采集 接口J8、第二滤波整形放大电路U2、第三滤波整形放大电路U12、模拟开关Ull、模数转换 电路U6，所述第二滤波整形放大电路U2的信号输入端与压力信号采集接口 J7连接，所述第 三滤波整形电路U12的信号输入端与力信号采集接口 J8连接，所述第二滤波整形放大电路 U2的信号输出端、第三滤波整形放大电路U12的信号输出端分别与模拟开关Ull连接，所述 模数转换电路U4的信号输入端与模拟开关Ull连接，所述模数转换电路U4与中央处理控制 器的P0端口、 P2端口连接。 一般现场使用的传感器有调频式位移传感器、压阻式压力传 感器和轮辐式力传感器，根据用户在现场布置的传感器的类型采用对应的接口，方便了现场 测试，也提高了仪器的使用范围。本实施例中的信号采集电路的信号采集接口选用12个位移 信号采集接口J6、 l个压力信号采集接口 J7、 1个力信号采集接口J8。
图2为放大电路与延迟电路的电路图，如图2所示，油泵控制电路包括放大电路U9、延 时电路UIO、继电器模块Ull、油泵电源输出接口JIO，所述的放大电路U9和中央处理控制 器UO的I/0端口 Pl 口连接，所述的延时电路U10与放大电路U9、中央处理控制器UO连接， 所述继电器模块Ull的信号控制端与延时电路U10的信号输出端连接，所述继电器模块Ull 的电源输入端与交流电源输入接口 J9连接，所述继电器模块的电源输出端与油泵电源输出接 口 J10连接。本实施例的中央处理控制器选用51系列中央处理控制器。外接380V或220V供 电电源经过继电器模块Ull连接到油泵电源输出接口 J10上，中央处理控制器UO通过油泵控 制电路控制油泵的工作状态。放大电路输出进入延迟电路的信号是一个油泵工作信号，当为 高电平时，油泵运转，当去掉该信号后，延时一段时间后，油泵停止工作。中央处理控制器 UO的Pl端口还与指示灯电路连接。指示灯电路与箱体上的电源灯、油泵运转灯、通讯灯相 连接，通过电源灯、油泵运转灯、通讯灯的开关可以方便地监控静载荷试验仪的工作状态。
如图2所示，电路模块还包括油泵手动控制开关Sl，油泵手动控制开关Sl的电路连接 方法是将油泵手动控制开关S1的一端与延时电路U10连接，另一端与直流电源5V连接。具 体的说，油泵手动控制开关Sl —端接直流电源5V，另一端通过第三电阻R3进入延时电路 U10中的NE555定时器的Q端。油泵手动控制开关Sl的安装位置可以设置在任何方便操作的位置，如把油泵手动控制开关S1安装在箱体面板上。所述的延时电路包括NE555定时器、 第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3，所述 第一电阻Rl连接在NE555定时器的2脚和8脚之间，所述第二电阻R2连接在NE555定时 器的6脚和8脚之间，所述的第三电阻R3连接在NE555定时器的3脚和所述放大电路之间， 所述NE555定时器的6脚和7脚之间用导线连接，所述第二电容C2连接在NE555定时器的 2脚与1脚之间，所述第一电容Cl连接在NE555定时器的1脚与7脚之间，所述的NE555 定时器的l脚接地，所述NE555定时器的8脚接直流电源5V，所述NE555定时器的4脚连 接到中央处理控制器的相应端口。油泵手动控制开关的设置是为了便于控制延时电路的通断， 通过油泵控制电路可以控制油泵电源的开关状态，从而便于控制千斤顶的动作。 一片NE555 定时器和分别连接在NE555的2脚和6脚的2个电阻Rl、 R2，以及分别连接在NE555的2脚、 5脚的第二电容C2、第三电容C3和连接在7脚的第一电容Cl组成油泵电路控制延时保护部 分，NE555的4脚是复位端，由中央控制器发出复位信号，l脚接数字电源地，8脚接数字电 源5V。目前设计的定时时间为3秒，这个时间可以通过调整NE555周围的电阻电容的取值来 改变。中央控制器发出的油泵控制信号放大后,经过一个起限流作用的第三电阻R3连接NE555 的3脚，进入油泵控制延时保护电路，NE555的2脚和固态继电器的控制端连接；当中央控 制器发出打开油泵的命令后，如果在延时时间内中央控制器没有再次发出打开油泵的命令， 则油泵控制延时保护电路将自动切断油泵电源，起到保护试验安全的作用。
图3为电源部分的功能模块框图，如图3所示，交流电源输入接口是220V或380V交流 电源输入接口 J9，所述电源电路还包括交直流转化模块U12、 DC/DC变换电路，所述交流电 源输入接口 J9与交直流转化模块U12连接，所述交直流转化模块U12的直流电压输出端与 DC/DC变换电路的电压输入端连接。电源电路包括220V或380V交流电源输入接口，电源多 用，既可用220V也可用380V，静载荷试验仪使用的电源和现场油泵的供电电源一致，避免 了对供电电源的特殊要求。
图4为交直流转化模块电路图，如图4所示，交直流转化模块U12包括交流变压器、第 一接头J1、第二接头J2、第一二极管D1、第二二极管D4、第三二极管D2、第四二极管D3、 第四电容C4、第五电容C5、电解电容C6、稳压二极管D5、第四电阻R4、第五电阻R5，所述 交流变压器的输入端与交流电源输入接口连接，所述第一接头Jl与交流变压器的输出端连 接，所述的第一二极管Dl的正级与第一接头Pl连接，所述第一二极管Dl的负极与第二二极 管D4的正极连接，所述第二二极管D4的负极与第二接头P2连接，所述第三二极管D2、第 四二极管D3正向连接，第三二极管D2的正极和第一接头P1的引脚连接，第四二极管D3的 负极与第二二极管D4的负极直接连接，所述第一电阻R4与电解电容C6的负极连接，第四电 阻R4、电解电容C6的公共接点接电源地，电解电容C6的正极与第二二极管D4的负极连接， 所述第五电容C5与第一二极管D1、第二二极管D4的串联线路并联，所述第四电容C4与第 三二极管D2、第四二极管D3的串联线路并联，所述的第五电阻R5的一端与第四电阻R4、电 解电容C6的公共接点连接，所述的第五电阻R5的另一端接地，所述稳压二极管D5与第二接 头J2的直流电输出端的反向并联，稳压二极管D5的正极接电源地。所述DC/DC变换电路包
9括第一 DC/DC变换电路U13、第二 DC/DC变换电路U14，第一 DC/DC变换电路的直流电输出端 与信号采集电路的信号采集接口连接，第二 DC/DC变换电路U14的直流电输出端与电路模块 中对应器件的电源引脚连接。本实用新型实施例中信号采集电路的信号采集接口为位移信号 采集接口 J6、压力信号采集接口 J7、力信号采集接口 J8，所述的第一 DC/DC变换电路的直 流电输出端是通过其引出的第一直流电源输出接口 J3、第二直流电源输出接口 J4与信号采 集电路的信号采集接口进行连接的，在本实施例中，第一直流电源输出接口 J3、第二直流电 源输出接口 J4设置在印刷电路板上，信号采集电路的信号采集接口均设置在箱体的面板上， 信号采集电路的信号采集接口连接到印刷电路板，信号采集电路的信号采集接口是指12个位 移信号采集接口J6、 l个压力信号采集接口 J7、 1个力信号采集接口J8。
交直流转化模块具备变压、整流、滤波和保护功能，性能可靠；外接交流电通过交直流 转化模块U12的变压、整流、滤波和保护后变成+12V直流稳压电源，+12V直流稳压电源一方 面通过第一DC/DC变换电路变换为士12V电源，士12V电源可以提供给传感器使用，另一方面 通过第二DC/DC变换电路U14变换为+5V电源，供箱体内的单片机电路使用。
图5为箱体面板示意图，如图5所示，在箱体面板的左边布置了 4排3列共12个位移信 号采集接口 J6，靠近位移信号采集接口 J6的右上位置设置了一个压力信号采集接口 J7、 一 个力信号采集接口J8，面板的右上位置设有一排指示灯，分别是电源灯、油泵运转灯、通讯 灯；面板的右下部位置还设有有线网络接口 J5、油泵手动控制开关S1、电源电路的电源开关 S2。
图6为箱体后部结构示意图，如图6所示，箱体的后部设置的是220V或380V交流电源 输入接口 J9、油泵电源输出接口 JIO，这两个接口选用三相四线电源插座，220V或380V交 流电源输入接口 J9是工作现场向静载荷试验仪提供交流电源的接口，油泵电源输出接口 J10 是静载荷试验仪向油泵提供电源的接口，以上接口也可以采用其它类型的接口。
图7为使用方法一的示意图，如图7所示，使用方法一为当现场只做一个试验点时的使 用方法，其中包括一台数据处理终端(如含有无线网卡的笔记本电脑)、 一台静载荷试验仪、4 只位移传感器、1只压力传感器，位移传感器的输出端通过信号线与静载荷试验仪的位移信 号输入端连接，压力传感器的输出端通过信号线与静载荷试验仪的压力信号输入端连接，油 泵所需要的电源是通过静载荷试验仪的油泵电源输出接口 J10提供的。 一台笔记本电脑和一 台静载荷试验仪组成一个局域网，笔记本电脑上运行试验程序，试验数据由静载荷试验仪传 输到笔记本电脑上，笔记本电脑上的试验程序可以将接受的数据进行处理分析，显示给现场 试验人员，并根据试验的设置发送相应的操作命令到静载荷试验仪，控制油泵的动作，同时 笔记本电脑可以通过连接INTERNET互连网将数据及时传输到试验检测单位。现场使用的传感 器为选用调频式位移传感器、压阻式压力传感器和轮辐式力传感器；数据处理终端可采用 笔记本电脑。
图8为使用方法二的示意图，如图8所示，使用方法二为当现场同时做多个试验点时的 使用方法，其中包括一台数据处理终端(如含有无线网卡的笔记本电脑)、多台静载荷试验仪、 多只位移传感器、多只压力传感器，上述位移传感器的输出端通过信号线与数据采集控制器的位移信号输入端连接，压力传感器的输出端通过信号线与静载荷试验仪的压力信号输入端 连接，油泵所需要的电源是通过静载荷试验仪的油泵电源输出接口 Jio提供的。 一台笔记本 电脑和多台静载荷试验仪组成一个局域网，笔记本电脑上运行试验程序，试验数据由多台静 载荷试验仪传输到笔记本电脑上，笔记本电脑上的试验程序可以将接受的多台静载荷试验仪 传输过来的数据进行处理分析，显示给现场试验人员，并根据试验的设置发送相应的操作命 令到各个静载荷试验仪，控制油泵的动作，同时笔记本电脑可以通过连接INTERNET互连网将
数据及时传输到试验检测单位。现场使用的传感器为选用调频式位移传感器、压阻式压力
传感器和轮辐式力传感器；数据处理终端可采用笔记本电脑。
图9为中央处理控制器程序框图，如图9所示，开机后，静载荷试验仪的中央处理控制 器UO经过初始化后采集各个传感器的信号，然后接收试验处理终端收的命令，根据命令传送 采集的数据、控制油泵的运行状态，或者采集各个传感器的信号，再等待命令，往复循环。
本实施方式静载荷试验仪的性能参数为
1、 数据传输
依据现场环境无线传输距离可达200米
2、 压力测试
压力测试通道l通道 力测试通道l通道
3、 位移测试 位移测试通道12通道
4、 荷载控制
电动油泵电源单相220V、三相380V 最大控制功率7. 5KVA 下面对本实用新型做进一步详细说明。
本实用新型实施例的工作原理是压力传感器安装在液压千斤顶的工作油路上，液压千
斤顶通过油管与高压油泵相连通，根据压强传递理论，千斤顶所受压强与压力传感器所受压强
一致；力传感器安装在液压千斤顶上，直接测量千斤顶的出力；本实用新型仪器系统通过压
力传感器或力传感器采集到千斤顶的出力大小，通过静载荷试验仪控制油泵工作状态，以达 到根据试验要求调节压力的目的。同时通过位移传感器记录试验对象在不同压力作用下的位 移大小。最后根据试验中压力、位移、时间的关系，按照国家规范的相关规定判断被试验对 象的承载力是否满足设计要求。
具体来讲，位移传感器信号首先进入12个位移信号采集接口 J6，然后经过第一滤波整 形放大电路U1，然后经过频率计数电路U4后，其位移信号被中央处理控制器UO采集；压力 传感器信号进入压力信号采集接口 J7，再经过第二滤波整形放大电路U2、模拟开关U5、模 数转换电路U6后，其压力信号被中央处理控制器UO采集；同样力传感器信号依次经过力信 号采集接口 J8、第三滤波整形放大电路U3、模拟开关、模数转换电路U6后，其力信号被中 央处理控制器UO采集；51系列中央处理控制器UO通过控制模拟开关U5来决定是对压力信号还是对力信号进行采集。无线网络组件U8通过串口-网络通讯信号转换电路U7与中央处理 控制器U0进行通讯。中央处理控制器U0的Pl 口依次通过放大电路U9、延迟电路U10和继 电器模块mi来控制油泵的工作状态，以上中央处理控制器选用51系列中央处理控制器；中 央处理控制器也可以采用其他系列的中央处理控制器，但相应的端口及电子线路可能会进行 相应的调整。
以上虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在所附权利要 求的范围内做出各种变形或修改，例如中央处理控制器的类型变换、接口类型的变换、电路 模块的类型变换等。
权利要求1、一种静载荷试验仪，包括电路模块，所述电路模块包括电源电路、中央处理控制器、信号采集电路、油泵控制电路，所述电源电路包括交流电源输入接口，所述的信号采集电路、油泵控制电路分别和中央处理控制器连接，所述的信号采集电路包括信号采集接口，所述油泵控制电路包括油泵电源输出接口，其特征在于所述电路模块中还包括无线网络组件，所述的无线网络组件连接到所述中央处理控制器的通讯端口。
2、 如权利要求1所述的静载荷试验仪，其特征在于所述通讯端口是串口通讯端口，所 述无线网络组件和所述串口通讯端口之间设有串口-网络通讯信号转换电路。
3、 如权利要求1所述的静载荷试验仪，其特征在于所述电路模块还包括有线网络接口， 所述有线网络接口与无线网络组件连接。
4、 如权利要求2所述的静载荷试验仪，其特征在于还包括箱体，所述的无线网络组件 包括无线网卡、无线路由器，无线网卡与串口-网络通讯信号转换电路连接，无线路由器设置 在所述的箱体内或箱体外。
5、 如权利要求1所述的静载荷试验仪，其特征在于所述的信号采集电路包括第一信号 采集电路、第二信号采集电路；所述的第一信号采集电路是位移信号采集电路，所述位移信号采集电路包括位移信号采 集接口、第一滤波整形放大电路、频率计数电路，所述第一滤波整形放大电路的信号输入端 连接到位移信号采集接口，所述频率计数电路的信号输入端与第一滤波整形放大电路连接， 所述频率计数电路与中央处理控制器的数据端口、地址端口连接；所述第二信号采集电路是采集压力、力信号的信号采集电路，所述第二信号采集电路包 括压力信号采集接口、力信号采集接口、第二滤波整形放大电路、第三滤波整形放大电路、 模拟开关、模数转换电路，所述第二滤波整形放大电路的信号输入端与压力信号采集接口连 接，所述第三滤波整形电路的信号输入端与力信号采集接口连接，所述第二滤波整形放大电 路的信号输出端、第三滤波整形放大电路的信号输出端分别与模拟开关连接，所述模数转换 电路的信号输入端与模拟开关连接，所述模数转换电路与中央处理控制器的数据端口、地址 端口连接。
6、 如权利要求1或2或3或4或5所述的静载荷试验仪，其特征在于所述的油泵控制 电路包括放大电路、延时电路、继电器模块、油泵电源输出接口，所述的放大电路和中央处 理控制器的1/0端口连接，所述的延时电路分别与放大电路、中央处理控制器连接，所述继 电器模块的信号控制端与延时电路的信号输出端连接，所述继电器模块的电源输入端与交流 电源输入接口连接，所述继电器模块的电源输出端与油泵电源输出接口连接。
7、 如权利要求1或2或3或4或5所述的静载荷试验仪，其特征在于所述交流电源输 入接口是220V或380V交流电源输入接口，所述电源电路还包括交直流转化模块、DC/DC变 换电路'所述交流电源输入接口与交直流转化模块连接，所述交直流转化模块的直流电压输 出端与DC/DC变换电路的电压输入端连接。
8、 如权利要求6所述的静载荷试验仪，其特征在于所述电路模块还包括油泵手动控制开关(Sl)，所述油泵手动控制开关(Sl)的一端与延时电路连接，另一端接直流电源。
9、 如权利要求6所述的静载荷试验仪，其特征在于所述的延时电路包括NE555定时 器、第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一电容(Cl)、第二电容(C2)、 第三电容(C3)，所述第一电阻(Rl)连接在NE555定时器的2脚和8脚之间，所述第二电 阻(R2)连接在NE555定时器的6脚和8脚之间，所述的第三电阻(R3)连接在NE555定 时器的3脚和所述放大电路之间，所述NE555定时器的6脚和7脚之间用导线连接，所述第 二电容(C2)连接在NE555定时器的2脚与1脚之间，所述第一电容(Cl)连接在NE555 定时器的1脚与7脚之间，所述的NE555定时器的1脚接地，所述NE555定时器的8脚接 直流电源5V，所述NE555定时器的4脚连接到中央处理控制器的I/O端口 。
10、 如权利要求7所述的静载荷试验仪，其特征在于:所述DC/DC变换电路包括第一DC/DC 变换电路、第二DC/DC变换电路，第一DC/DC变换电路的直流电输出端与信号采集电路的信 号采集接口连接，第二 DC/DC变换电路的直流电输出端与电路模块中对应器件的电源引脚连 接。
专利摘要本实用新型涉及建设工程领域中的承载力静态检测设备，特别是一种静载荷试验仪，它包括电路模块，所述电路模块包括电源电路、中央处理控制器、信号采集电路、油泵控制电路，所述的信号采集电路、油泵控制电路分别和中央处理控制器连接，所述的信号采集电路包括信号采集接口，所述油泵控制电路包括油泵电源输出接口，所述电路模块中还包括无线网络组件，所述的无线网络组件连接到所述中央处理控制器的通讯端口；本实用新型可以将信号直接以无线网络数据的形式远距离发送给试验处理终端(如笔记本)，避免了外接的数据总线被意外轧断而造成试验被迫终止的情况，也使得将多台静载荷试验仪布置在多个试验点进行同时试验成为现实，试验安全、可靠。
文档编号G05B19/418GK201163223SQ20082006541
公开日2008年12月10日 申请日期2008年1月22日 优先权日2008年1月22日
发明者张卫东 申请人:张卫东