压痕强度测定仪的软件开发范文

1工作原理说明

论文设计的瓦楞纸压痕强度测定仪利用步进电机驱动传动机构，使测定仪的动夹头以设定的压缩速度挤压被测试样，利用压力传感器检测试样在被压时所承受的最大压力值并记录试样被拉伸的变形量，直到试样被压断为止。同时，系统将采样得到的压力值和变形量以曲线和数字的形式在显示屏上显示出来，让用户了解试样的动态性能参数。

2主要硬件设计(Themainhardwaredesign)

2.1主控芯片主控芯片是具有32位FLASH的嵌入式微控制器，是专为嵌入式系统应用而开发的内核，该内核内部资源丰富，具有多种功能，有利于智能化控制系统的设计。在压痕强度测定仪的设计过程中，该芯片起到总体控制作用，完成压力信号的采集和转换、控制电机模块的驱动人际触摸屏的显示控制以及限位检测的控制作用。

2.2信号采集模块信号采集模块即压力传感器，压力传感器是该仪器的重要模块，传感器性能及准确度直接影响到整个测力仪的性能及指标。压力传感器的种类很多，根据试验，笔者选择了CHLBU型轮辐式拉压力传感器，采用十字剪切梁结构，具有良好的自然线性、抗偏载能力强、精度高、外形高度低、安装方便稳定，在料斗称、汽车衡、轨道衡等电子称中广泛应用，在各种工业称重系统中做力的分析与测量。受力图如2所示。

2.3电机驱动模块电机驱动采用L298N。该芯片是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机的运作。驱动电路形式如图3所示。

3软件构成(Softwaresystem)

该软件程序主要由电机控制软件、数据采集软件、数据处理软件、参数设置软件、调零软件、显示和打印模块、试样设置软件等模块构成等。控制软件的结构图如图4所示。压痕强度测定仪控制软件[9]具备电机控制、参数设置、删除无效数据、参数校准、参数调零、压板距离设置、试样参数设置、结果查询、显示打印等功能，能自动完成对瓦楞纸的压痕测定。该测试仪的控制软件平台具有多种功能，客户操作简单、使用便捷。该控制软件的主程序流程如图5所示。

4测量结果(Measurementresults)

本系统以嵌入式的单片机为核心控件，采用立式结构，下端U形支架，将试样放在上面，由上端的压力对U形支架上的试样进行施加压力，具有超量程报警功能，实时显示压力值或变形量曲线，测试结果显示最大值、最小值、平均值、比率等。另外可连接计算机软件，具有实时显示抗压曲线功能以及数据分析管理、保存、打印等功能。测试结果如图6所示。

5结论(Conclusion)

基于STM32F407嵌入式单片机、以C语言为设计平台研制开发了纸箱压痕测试仪以及软件系统。该仪器具有多种测试功能，主要用于纸板的环压强度、边压强度、黏合剥离强度、瓦楞芯平压强度、单面单层瓦楞纸板平压强度等物理性能的测定。测试范围可达3000N，示值精度为±1%，液晶显示有效值位为4位，打印结果可以显示4位有效数字，压缩速度为12.5±2.5mm/min，分辨率为1N。该仪器的成功推出对纸板和瓦楞纸板生产厂家提供的便利，可节约成本，提高企业的利润。

作者：苏红波 宁凡 单位：杭州品享科技有限公司 杭州职业技术学院