[实用新型]一种材料试验机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料试验机技术领域，尤其涉及一种材料试验机控制器。

背景技术

材料试验机广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、压力容器等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。

随着材料科学的不断发展以及人们对产品质量的日益重视，试验机应用的领域越来越广泛，试验机周边的配套测量单元也越来越先进，因此对试验机控制器的要求也越来越高。目前控制器普遍采用单MCU或MCU+MCU架构，而MCU不论采用冯诺依曼或者哈弗结构，其运行方式只能是一条条指令串行运行，这对数据采集的同步化是不利的。MCU在采集编码器脉冲信号时，为了快速采集不丢码，程序结构往往被设计成采用中断方式去采集信号，这样会占用过多CPU时间，加重MCU负担，对系统的实时性与准确性有较大影响。而且即使如此，在应用光栅尺，全自动引伸计这样高分辨率的测量工具时，也难以达到所要求的采集速度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种材料试验机控制器，克服现有技术中存在的信号采集速度慢、测量实时性差及准确率低的缺陷。

本实用新型目的是通过以下技术方案实现的。

一种材料试验机控制器，包括：AD转换模块，高速脉冲调理模块，PWM脉冲输出调制模块，DA输出模块，通讯模块，电源模块，用于解析软件指令、生成控制信号、接收各路测量信号值并转发给上位机软件的ARM微控制器模块，以及用于采集各路测量信号、对脉冲信号进行方向判别并计数、控制伺服电机运行的FPGA可编程逻辑模块；

所述ARM微控制器模块与所述通讯模块、FPGA可编程逻辑模块分别连接；所述FPGA可编程逻辑模块，还同时与所述AD转换模块、高速脉冲调理模块、PWM脉冲输出调制模块、DA输出模块分别连接。

其中，所述ARM微控制器模块采用以ARMCortex-M3为核心的STM32控制器，由复位芯片、晶体振荡器、ARM微控制器、SWD调试接口组成。

其中，所述FPGA芯片采用ProASIC3芯片，由48MHZ有源晶振、JTAG调试接口、FPGA芯片组成。

其中，所述AD转换模块具体包括：

传感器信号INPUT1+、INPUT1-接入电容C1两端然后分别经过电阻R2、电阻R3进入电容C5两端，电容C5两端各自接一个电容C4、电容C6滤波，滤波后的信号AIN+、AIN-接入AD转换芯片9的1脚和2脚，进行AD转换，AD转换后的数字信号经由AD转换芯片的11、12、13、14脚各自连接电阻阵列12的1、2、3、4脚后输出至FPGA可编程逻辑模块；AD转换芯片9的3、4脚接在电容C7的两端，AD转换芯片9的5脚接入+5V电压，并通过电容8连接到模拟地，AD转换芯片9的9脚接入时钟信号，AD转换芯片9的15脚接入+3.3V并通过电容C11连接到数字地去耦，AD转换芯片9的16脚接到数字地，AD转换芯片9的18脚接入+2.5V参考电压，并通过电容10接到模拟地，AD转换芯片9的6、17、19、20脚接到模拟地。

其中，所述高速脉冲调理模块具体包括：

两路脉冲信号A、B,A1、B1分别接入电阻阵列13的5、6、7、8脚限流，电阻阵列13的1、2、3、4脚分别接入光耦15的1脚、4脚，光耦14的1脚、4脚，隔离后的信号分别由光耦14的6、7脚，光耦15的6、7脚输出；光耦14的2、3、5脚接地，光耦14的8脚接入+5V电压并通过电容16接到数字地；光耦15的2、3、5脚接地，光耦15的8脚接入+5V电压并通过电容17接到数字地。差分脉冲信号SVCoder_A+、SVCoder_A-，SVCoder_B+、SVCoder_B+分别接入差分接收器芯片18的1、2脚，5、6脚，经由差分接收器芯片18的3、5脚输出；差分接收器芯片18的16脚接+5V电压并通过电容19接到数字地，差分接收器芯片18的12脚接到数字地。

其中，所述电源模块具体包括：