鋼化玻璃在線應力檢測系統(tǒng)設計

1、鋼化真空玻璃在線應力檢測系統(tǒng)鋼化真空玻璃在線應力檢測系統(tǒng)設計設計 學生姓名：崔磊 指導老師：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)外研究動態(tài)四、課題研究的主要內(nèi)容五、課題進度計劃主要內(nèi)容 課題為學院專家組評審通過的教師命題，是指導老師研究的一個課題中的一部分。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域中都有著廣泛的應用。 鋼化玻璃的主要優(yōu)點體現(xiàn)在機械強度、熱穩(wěn)定性、安全性能三方面上。鋼化玻璃的強度是普通玻璃的好幾倍，抗彎強度以及抗沖擊強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 應力：當材料在外力作用下而沒有移動的時候，接下來它的尺寸和幾何形狀將會發(fā)生改變，這種形變就稱為應變。材料在發(fā)生形變時，其內(nèi)部會產(chǎn)生反作用力來抵抗外力，大小相等但方向相反。 我國鋼化玻璃標準建筑用安全玻璃第2部分：鋼化玻璃GB15763.2-2005 規(guī)定了鋼化玻璃的表面應力值應不小于90MPa。 應力檢測的方法定性有和定量。三、本課題相關基本知識 早期鋼化玻璃廠商大多是依賴大量的抗沖擊實驗來確定鋼化工藝條件，不僅耗時耗力而且成本高昂，更主要的是這嚴重的阻礙了國內(nèi)鋼化玻璃工業(yè)的發(fā)展。當前，國內(nèi)設備仍然無法大面積推廣，產(chǎn)品缺乏市場化，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)檢測設備商必須要嚴肅面對和解決的問題薄切片光測彈性法是一種破損性的測量方法，它不適用于物理鋼化玻璃。薄切片，就是將玻璃碎成小塊，再取小塊進行測量。這一破碎作用會造成大量的內(nèi)應力釋放，甚至會影響到測量結(jié)果 微分表面折射計：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力檢測系統(tǒng)，采用基于單片機的形式來完成，是具有信號采集、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)的設計方案 應力傳感

4、器-放大器-模數(shù)轉(zhuǎn)換器-單片機-LED顯示2硬件部分的設計A應力傳感器+B最小系統(tǒng)設計+CA/D轉(zhuǎn)換器+D單片機+E電路設計3軟件部分設計主程序+子程序四、課題研究的主要內(nèi)容A 應力傳感器 應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：電阻應變式傳感器、電位器式傳感器和錳銅壓阻傳感器 電阻應變片通常是由金屬導體或半導體制成，但是電阻式應變片中應用較多的是金屬電阻應變片。常態(tài)下是將應變片粘貼在待測量的物體上，當接收到應力變化時，應變片的阻值會發(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單片機最小系統(tǒng) 單片機又稱單片微控制器， 是在一塊芯片中集

5、成了CPU（ 中央處理器）、RAM（ 數(shù)據(jù)存儲器）、ROM（ 程序存儲器）、定時器/ 計數(shù)器和多種功能的I/O（ 輸入/ 輸出） 接口等一臺計算機所需要的基本功能部件，從而可以完成復雜的運算、邏輯控制、通信等功能。 單片機的最小系統(tǒng)就是讓單片機能正常工作并發(fā)揮其功能時所必須的組成部分，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)換器是將一個模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以便于單片機進行數(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化程度的技術指標。分辨率決定于A/D轉(zhuǎn)

6、換器的位數(shù)。對輸入信號的分辨能力。 (2)轉(zhuǎn)換時間，轉(zhuǎn)換時間指A/D轉(zhuǎn)換器完成一轉(zhuǎn)換所需要的時間。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)換精度表示為一個實際的模數(shù)轉(zhuǎn)換器與一個理想的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的在量化值上的差值，可用絕對誤差或相對誤差表示；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。四、課題研究的主要內(nèi)容D 單片機單片機AT89C51 AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS，

7、8位單片機帶有4K字節(jié)的可反復擦寫的程序存儲器（PENROM）和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），片內(nèi)含有8位中央處理器和閃爍存儲單元，有較強的功能的AT89C51單片機能夠被應用到控制領域中。 引腳圖、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖四、課題研究的主要內(nèi)容E 電路設計電源電路 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)容接口電路單片機與模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口的設計中采用了中斷方式。ADC0809片內(nèi)有三態(tài)輸出鎖存器，因此可以直接與單片機相接。這里ADC0809作為一個外部擴展并行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8路同向三態(tài)雙向數(shù)據(jù)緩沖器。（引腳圖右圖）驅(qū)動電路單片機的驅(qū)動電流過小，會影響工作的穩(wěn)定性，我們再加一個驅(qū)動電路。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輸入模擬電壓進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。再將轉(zhuǎn)換過的數(shù)值儲存在8個相應的存入單元內(nèi)。顯示子程序 顯示子程序采用動態(tài)掃描的方法來實現(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態(tài)掃描方式。在顯示子程序中包含把8個存儲單元的數(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，并且在顯示程序時只對當前選中的一路數(shù)據(jù)進行顯示的單路顯示。每路數(shù)據(jù)的顯示都需經(jīng)過轉(zhuǎn)換變成十進制BCD碼，放于4個數(shù)碼管的顯示緩