新型矿用便携式静态电阻应变仪的研制.pdf

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1、2012年第3l卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)103新型矿用便携式静态电阻应变仪的研制郭凤仪，张凤龙，姜丽丽，张继华(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛125105)摘要：为了解决目前开采速度较快或分叉巷道多的矿井使用固定应变仪安装复杂、维护困难、成本较高等突出问题，提出了一种新型矿用便携式静态电阻应变仪。该应变仪以ATmega16L单片机为主控芯片，硬件上采用电子程控开关切换、精密仪表放大器和先进低频滤波等对信号采集调理，LCD显示检测结果，利用专用时钟芯片记录巷道顶板压力检测时间，并由SD卡存储；软件上下

2、位机利用AVR单片机的输入捕捉，PWM，SPI等功能，上位机界面用LabVIEW编写，友好方便。通过对其工作性能的测试，证明了该应变仪精度高、电路简单、抗干扰能力强等优点。关键词：便携式；应变仪；ATmegal6L；LabVIEW中图分类号：TD326文献标识码：B文章编号：1000-9787(2012)04-0103-03ResearchandfabricationofanewportableinstrumentofstaticresistancestraingaugeusedinmineGUOFeng—yi，ZHANGFeng—long，JIANGLi—li，ZHANGJi—hua(

3、SchoolofElectricalandControlEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Huludao125105，China)Abstract：Toresolvetheproblemsofcomplexinstallation，dificulttomaintainandhi．ghcostwhileusingthefixedstraingaugeinfastexploitingormorebifurcationroadwayofmines，anewportablestaticstraingaugeusedinmineisproposed．T

4、hestaticresistancestraingaugeusesATmegal6Lasthemastercontrolchip．Theelectronicprogram—controlledswitchingtechnology，precisioninstrumentationamplifierandadvancedlow—frequencyfilteringareintegratedinhardwaredesignforsignalcollectionandmodulation，LCDisselectedtodisplaythetestresultsandadedicatedcloc

5、kchipisusedtorecordthedetectiontimeofthepressureofthetunnelroofsandstoredintheSD．ThefunctionsofinputcapturePWMandSPIofAVRareappliedinprogrammablelogiccontroller．InterfaceofPCiscompiledbyLabVIEWwhichisfriendlyandconvenient．Accordingtothetestonthestraingauge，theadvantagesofhighprecision，simplecircu

6、it，stronganti—interferenceabilityhasbeenproved．Keywords：portable；straingauge；ATmega16L；LabVIEW0引言分析处理。该仪表采用本安电源供电，在复杂的矿井环境煤矿顶板压力是衡量煤矿安全的重要参数，及时监测下，工作更安全稳定，测量更准确。其数值的变化对保证矿山的人身和生产安全均具有重要意1应变测量的原理义。目前井下使用的矿用应变仪通常为固定式，但这种应当导体或半导体材料受到外界作用力(拉伸或压缩)变仪安装复杂，需要专门配备本安电源给传感器和应变仪时，该材料会发生机械变形，其阻值将发生变化，这种现象供电，同

7、时还需要铺设信号电缆等来进行数据传输，这对于称为“应变效应”。依据这种效应制成的应变计粘贴于被开采速度较快或分叉巷道多的矿井来说，这就大大降低了测材料上，则被测材料受外界作用所产生的应变就会传送巷道开采的效率，增加了开采的成本J。到应变计上，从而使应变计的阻值发生变化；通过测量阻值本文研制的新型矿用便携式静态电阻应变仪集信号的的变化量，就可以反映出外界作用力的大小l4J。采集、放大、处理分析、显示及上位机LabVIEW处理于一应变测