鋼化玻璃在線應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、鋼化真空玻璃在線應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)鋼化真空玻璃在線應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：崔磊 指導(dǎo)老師：邵麥頓一、課題的來源二、課題研究的背景及意義三、本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)四、課題研究的主要內(nèi)容五、課題進(jìn)度計(jì)劃主要內(nèi)容 課題為學(xué)院專家組評(píng)審?fù)ㄟ^的教師命題，是指導(dǎo)老師研究的一個(gè)課題中的一部分。一、課題的來源 鋼化真空玻璃在汽車行業(yè)、建筑行業(yè)、航空航海、電器儀器等眾多的領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。 鋼化玻璃的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、安全性能三方面上。鋼化玻璃的強(qiáng)度是普通玻璃的好幾倍，抗彎強(qiáng)度以及抗沖擊強(qiáng)度都是普通玻璃的好幾倍。 基于這樣的目的，尋找出一套快捷方便的檢測(cè)方法，并在一定程度上降低生產(chǎn)成本，提

2、高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更高的企業(yè)利潤。二、課題研究的背景及意義 應(yīng)力：當(dāng)材料在外力作用下而沒有移動(dòng)的時(shí)候，接下來它的尺寸和幾何形狀將會(huì)發(fā)生改變，這種形變就稱為應(yīng)變。材料在發(fā)生形變時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生反作用力來抵抗外力，大小相等但方向相反。 我國鋼化玻璃標(biāo)準(zhǔn)建筑用安全玻璃第2部分：鋼化玻璃GB15763.2-2005 規(guī)定了鋼化玻璃的表面應(yīng)力值應(yīng)不小于90MPa。 應(yīng)力檢測(cè)的方法定性有和定量。三、本課題相關(guān)基本知識(shí) 早期鋼化玻璃廠商大多是依賴大量的抗沖擊實(shí)驗(yàn)來確定鋼化工藝條件，不僅耗時(shí)耗力而且成本高昂，更主要的是這嚴(yán)重的阻礙了國內(nèi)鋼化玻璃工業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前，國內(nèi)設(shè)備仍然無法大面積推廣，產(chǎn)品缺乏市場(chǎng)化，可靠性

3、、信賴度還未能完全被國內(nèi)專家和使用者所接受，這是我們國內(nèi)檢測(cè)設(shè)備商必須要嚴(yán)肅面對(duì)和解決的問題薄切片光測(cè)彈性法是一種破損性的測(cè)量方法，它不適用于物理鋼化玻璃。薄切片，就是將玻璃碎成小塊，再取小塊進(jìn)行測(cè)量。這一破碎作用會(huì)造成大量的內(nèi)應(yīng)力釋放，甚至?xí)绊懙綔y(cè)量結(jié)果 微分表面折射計(jì)：高折射率玻璃棱鏡放置在樣品表面上，然后將漫射的單色光投射到界面上。 （1）入射角3大于臨界角，（2）入射角1小于臨界角，（3）入射角2為臨界角，三、本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 鋼化真空玻璃在線應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，采用基于單片機(jī)的形式來完成，是具有信號(hào)采集、傳輸、顯示、分析、等功能的完整系統(tǒng)，有如下組成部分：1.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 應(yīng)力傳感

4、器-放大器-模數(shù)轉(zhuǎn)換器-單片機(jī)-LED顯示2硬件部分的設(shè)計(jì)A應(yīng)力傳感器+B最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)+CA/D轉(zhuǎn)換器+D單片機(jī)+E電路設(shè)計(jì)3軟件部分設(shè)計(jì)主程序+子程序四、課題研究的主要內(nèi)容A 應(yīng)力傳感器 應(yīng)力傳感器是把非電物理量（位移、力、壓力、加速度）轉(zhuǎn)換為電阻值變化的傳感器。 分類：電阻應(yīng)變式傳感器、電位器式傳感器和錳銅壓阻傳感器 電阻應(yīng)變片通常是由金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體制成，但是電阻式應(yīng)變片中應(yīng)用較多的是金屬電阻應(yīng)變片。常態(tài)下是將應(yīng)變片粘貼在待測(cè)量的物體上，當(dāng)接收到應(yīng)力變化時(shí)，應(yīng)變片的阻值會(huì)發(fā)生改變，阻值變化引起電壓發(fā)生變化。四、課題研究的主要內(nèi)容B單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)又稱單片微控制器， 是在一塊芯片中集

5、成了CPU（ 中央處理器）、RAM（ 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）、ROM（ 程序存儲(chǔ)器）、定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器和多種功能的I/O（ 輸入/ 輸出） 接口等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件，從而可以完成復(fù)雜的運(yùn)算、邏輯控制、通信等功能。 單片機(jī)的最小系統(tǒng)就是讓單片機(jī)能正常工作并發(fā)揮其功能時(shí)所必須的組成部分，也可理解為是用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)四、課題研究的主要內(nèi)容C A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以便于單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 主要選擇性能參數(shù)：主要選擇性能參數(shù)：（1）分辨率 在A/D轉(zhuǎn)換器中，分辨率是衡量轉(zhuǎn)換器能夠分辨出輸入模擬量最小標(biāo)化程度的技術(shù)指標(biāo)。分辨率決定于A/D轉(zhuǎn)

6、換器的位數(shù)。對(duì)輸入信號(hào)的分辨能力。 (2)轉(zhuǎn)換時(shí)間，轉(zhuǎn)換時(shí)間指A/D轉(zhuǎn)換器完成一轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間。不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度也不盡相同； (3)轉(zhuǎn)換精度 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度表示為一個(gè)實(shí)際的模數(shù)轉(zhuǎn)換器與一個(gè)理想的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的在量化值上的差值，可用絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差表示；四、課題研究的主要內(nèi)容ADC0809是一種由8路模擬輸入、8位數(shù)字量輸出的逐次比較型的A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809采用逐次比較的方法完成A/D轉(zhuǎn)換，由單一的正五伏電源供電。片內(nèi)帶有由C、B、A的編碼決定選擇的通道的鎖存功能的模擬開關(guān)。四、課題研究的主要內(nèi)容D 單片機(jī)單片機(jī)AT89C51 AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS，

7、8位單片機(jī)帶有4K字節(jié)的可反復(fù)擦寫的程序存儲(chǔ)器（PENROM）和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），片內(nèi)含有8位中央處理器和閃爍存儲(chǔ)單元，有較強(qiáng)的功能的AT89C51單片機(jī)能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中。 引腳圖、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖四、課題研究的主要內(nèi)容E 電路設(shè)計(jì)電源電路 接5伏電壓，電源電路可以提供穩(wěn)定的電壓源，從而保證了系統(tǒng)可以穩(wěn)定工作四、課題研究的主要內(nèi)容接口電路單片機(jī)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口的設(shè)計(jì)中采用了中斷方式。ADC0809片內(nèi)有三態(tài)輸出鎖存器，因此可以直接與單片機(jī)相接。這里ADC0809作為一個(gè)外部擴(kuò)展并行I/O口，選用先選法尋址。四、課題研究的主要內(nèi)容顯示電路74LS245 74LS245常作為三

8、態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器，是一個(gè)8路同向三態(tài)雙向數(shù)據(jù)緩沖器。（引腳圖右圖）驅(qū)動(dòng)電路單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流過小，會(huì)影響工作的穩(wěn)定性，我們?cè)偌右粋€(gè)驅(qū)動(dòng)電路。四、課題研究的主要內(nèi)容軟件部分 軟件部分主要是初始化、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行顯示、調(diào)用子程序主程序 主程序流程圖四、課題研究的主要內(nèi)容子程序A/D轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換子程序主要用于ADC0809輸入模擬電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。再將轉(zhuǎn)換過的數(shù)值儲(chǔ)存在8個(gè)相應(yīng)的存入單元內(nèi)。顯示子程序 顯示子程序采用動(dòng)態(tài)掃描的方法來實(shí)現(xiàn)4位數(shù)碼管的數(shù)值顯示。LED數(shù)碼管采用軟件譯碼動(dòng)態(tài)掃描方式。在顯示子程序中包含把8個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)值依次取出送到4位數(shù)碼管上顯示的多路循環(huán)顯示和每一路顯示1秒，并且在顯示程序時(shí)只對(duì)當(dāng)前選中的一路數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的單路顯示。每路數(shù)據(jù)的顯示都需經(jīng)過轉(zhuǎn)換變成十進(jìn)制BCD碼，放于4個(gè)數(shù)碼管的顯示緩