专利名称：扫描式多点测量自动切换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种扫描式多点测量自动切换装置，主要应用于多点应变测量中各测量点之间的依次切换。
在多点应变测试中与现有应变仪相配用的多点切换器普遍使用机械式手动切换开关，该切换开关的主要功能是对各测量点上的应变传感器进行依次接通，使应变仪根据它所接通的顺序对多个测量点的应变情况进行逐点测量。上述切换开关存在着稳定性差、故障率高，而且体积大，笨重，耗电大等缺点，已不能适应应变测试的需要。目前，大型的多点应变测试系统大都是进口设备，系统中的多点切换控制功能及应变测量与测量参数的处理均由计算机完成，系统性能良好，测试方便，但是价格昂贵，而且作为现场测试会受到现场条件的很大限制，如不能在无交流电源处使用，对环境条件如温度、静电干扰等要求较高，现场使用移动不便。因此，上述大型多点应变测试系统不适于现场测量。目前，我国大量的现场勘测、设计、科研单位还在使用不带电子计算机控制及处理系统的应变测试仪器。因此，非常需要一种能替代机械式手动切换开关的自动切换器，来提高现有多点应变测试的自动化程度及可靠性。
本实用新型的目的是根据已有技术的现状，提供一种扫描式多点测量自动切换装置，以替代机械式手动切换开关。
本实用新型的解决方案如下参见图2，具有一个由串行输入、并行输出的移位寄存器构成的主控器1用于控制切换继电器J1－Jn的动作；在主控器的多个并行输出端对应接有多个切换继电器J1－Jn的三极管驱动电路T1－Tn和切换指示器F1－Fn，多个切换继电器J1－Jn对应地接在三极管驱动电路T1－Tn中；在主控器的串行输入端接有一个清零、启动控制电路2；在主控器中还设有起止点选择开关3分别用于切换起、止点的选择；在主控器的cp时钟端接有一个自动切换信号发生器4和手动切换信号发生器5并由转换开关6完成上述两个信号发生器的相互转换，本装置还具有一个采数同步电路7用于产生与切换信号同步的采数指令。
本实用新型用数字电路实现了对各应变测量点的扫描式自动切换，并可使用直流电源，具有体积小、携带、移动方便、性能良好和价格低廉等优点，非常适于现场勘测，同时它还为现有的应变仪配用计算机提供了一个必要的配用设备，有了它，就可以利用较少的资金方便地对现有的应变测试仪器进行自动化改造，构成由计算机主控的全自动扫描式切换及采数的大型多点应变测试系统，从而替代进口设备，节省了资金。
下面根据实施例详细说明。


图1.本实用新型的外形结构示意图。
图2.本实用新型的原理方框图。
图3.多点应变测量系统原理方框图。
图4.本实用新型的电路原理图。
参见图4，主控器是由多个D触发器D1－Dn接成的一个串行输入、并行输出的移位寄存器，在各D触发器的输出端都对应接有一个三极管驱动电路10和二极管发光指示器11，各切换继电器12对应接在各三极管驱动电路的集电极，发光二极管显示器F1－Fn共用一个限流电阻13。清零、启动电路具有一个双稳电路14，它的一个触发输入端通过一个二极管15和非门16与高电平相接，在非门16的输入端接有清零、启动按键17和外接控制信号插孔18。双稳电路的输出端通过切换起点选择开关19与移位寄存的串行输入端相接，旋动开关19可在1－n点中任意选择起测点，各D触发器的输出端通过切换止点选择开关20与低电平相接，旋动开关20可在1－n个点中任意选择止测点，图中所示起止点选择开关的位置是从第1点起至第n点止。在移位寄存器的cp时钟端，接有一个由两端输入史密特与非门21接成的双谐振荡器和由另一个两端输入史密特与非门22接成的单稳电路，双谐振荡器为移位寄存器提供一个连续的cp时钟，单稳电路通过按键36为移位寄存器提供手动控制的cp时钟。开关24实现振荡器两种振荡频率的转换，使本装置具备快慢两种切换速度。换转开关6实现自动切换与手动切换的转换。采数同步电路由与门25、电阻27、二极管28和插孔29串联构成。
下面以自动切换方式为例说明本装置的工作过程开关6打向悬空档，按下按键17使非门16的输入端钳位在低电平，各D触发器清零，该清零信号通过非门16后变为高电平，将双稳电路14的输出端置为高电平，同时，又通过二极管23使双谐振荡器停振，当按键17松开时，非门16的输入端恢复高电平，则双谐振荡器起振，它输出的cp时钟一方面送给移位寄信器，另一方面送给双稳电路14，当第一个cp时钟到来时，由于双稳电路14在置位后处于非稳态，所以它接受第一个脉冲的触发而动作，使其输出端变为低电平；而移位寄存器在第一个脉冲到来时，只有D1的输入端为高电平，其余全为低电平，所以D1动作将其输入端的高电平传递到其输出端构成对D2输入端的予置；同时T1导通，J1动作而接通第1个测量点的应变传感器；同时F1亮，电阻13呈高电平，将与门25的采样输入端置为高电平，则第一个cp时钟允许通过，它的下降沿作为第一点的采数指令通过插孔29输出；当第二个cp脉冲到来时，双稳电路14处于稳态，其输出端保持低电平，并在以后的脉冲到来时均处于稳态；而此时移位寄存器中只有D2的输入端为高电平，则D2动作，将其输入端的高电平移至其输出端构成对D3输入端的予置，同时，T2导通，J2动作而接通第二个测量点的应变传感器，同时，F2亮，与门25允许第二个cp时钟通过而送出第二点的采数指令，如此下去，直到接通第n个测量点的应变传感器和送出第n个点的采数指令。当开关6打向图中所示位置时，双谐振荡器停振，然后可利用按键36手动触发单稳电路输出cp时钟信号，从而实现手动切换。
上述控制电路有两个特点，第一是启动信号与双谐振荡器的起振信号同步，即在启动信号给出的同时，振荡器给出第一个振荡脉冲的上升沿，以保证被予置在主控器串行输入端的高电平信号进行有效可靠的传递；第二是采数指令与切换信号相关，即必须在切换指示器发亮后才允许送出采数指令，以保证采数的准确可靠性。
再参见图4，开关30打向图中所示的位置时，Dn的切换完成信号可以通过开关30和由二极管31、32构成的或门予置到D1的输入端，从而完成1－n点的循环式切换与采数。本装置移位寄存器的位数n可以根据需要确定，本实施例的n确定为30，即可进行30个测量点的连续自动切换与采数。如果30个测量点不够用，可以通过插孔33、34进行连箱，插孔33、34采用四芯插孔，其中两个分别用于电源和地线的连接；其左上角的插孔用于各箱采数输出端的并接，即各箱的采数信号均通过一个输出插孔29输出；其右下角的插孔用于切换信号输出与输入；当开关30打向图示相反的档位时，Dn输出端的完成信号即高电平可通过插孔34输出，再通过导线送入另一箱的输入插孔33，通过该箱中的二极管35使双稳电路14置位、双谐振荡器停振，当上一箱的第n＋1个cp脉冲到来时，Dn输出端为低电平，则本箱的振荡器起振而给出cp时钟，从而实现60个测量点的连续切换与采数，如此连箱，可实现30×N个点数的连续自动切换与采数，N为连箱的数器。本装置也可以由计算机主控实现全自动扫描式切换与采数，即计算机的控制信号通过插孔18进入本装置，代替手动按键17的控制。
参见图3，图中N个自动切换装置相连，它们与一台静态应变仪、计算机构成一个大型多点应变测试系统。
通过上述实施例可以看出，本实用新型具备两种工作方式，一是可由本装置主控，使用者面板操作进行多点测量的自动切换与采数。二是可由计算机主控实现全自动扫描及采数过程。同时，它还有从任意点起切换到任意点的功能。体积小、耗电省、点数多，并可连箱使用扩大点数，使用灵活方便，通用性可靠性强。
参见图1，37是电源开关，17是清零启动按键，36手动切换按键，6是自动／手动切换转换开关，24是切换速度转换开关，30是循环测量开关，38是外接信号插孔，39是遥控开关，19、20是起止点选择开关，40是标牌，F1－Fn是切换发光指示器。
权利要求1.扫描式多点测量自动切换装置，其特征是a.具有一个由串行输入、并行输出的移位寄存器构成的主控器1用于控制切换继电器J1-Jn的动作，b.在主控器的多个并行输出端对应接有多个切换继电器J1-Jn的三极管驱动电路T1-Tn和切换指示器F1-Fn，多个切换继电器J1-Jn对应地接在三极管驱动电路T1-Tn中，c.在主控器的串行输入端接有一个清零、启动控制电路2，d.在主控器中还设有起止点选择开关3分别用于切换起、止点的选择，e.在主控器的CP时钟端接有一个自动切换信号发生器4和手动切换信号发生器5并由转换开关6完成上述两个信号发生器的相互转换，f.该装置还具有一个采数同步电路7用于产生与切换信号同步的采数指令。
2.如权利要求1所述的自动切换装置，其特征是所述的采数同步电路包括一个两端输入与门25，该与门的一个输入端接主控器的cp时钟端，另一个输入端与切换指示器中的限流电阻13相接。
3.如权利要求1、2所述的自动切换装置，其特征是所述的清零启动电路包括一个双稳电路14和一个清零、启动按键17及外接信号插孔18，所述的清零、启动按键通过非门16、二级管15分别与双稳电路14的一个触发端和自动切换信号发生器的振荡控制端相接，双稳电路的另一个触发端接主控器的CP时钟端。
专利摘要本实用新型是一种扫描式多点应变测量自动切换装置，它用移位寄存器、双谐振荡器、单稳、双稳等数字电路实现了对各应变测量点的扫描式自动切换和采数同步信号的给出，并可使用直流电源，体积小、耗电省、性能良好，非常适于现场勘测。同时也为现有的应变仪配用计算机提供了一个必要的配用设备。它还可以连箱使用扩大切换点数，具有很好的通用性。
文档编号G01B7/16GK2141070SQ9223371
公开日1993年8月25日 申请日期1992年9月21日 优先权日1992年9月21日
发明者樊端 申请人:水利电力部西北勘测设计院科研所