發(fā)布時(shí)間：2021-09-21 22:31

　　為在交通不便的野外作業(yè)時(shí),能夠獲得實(shí)時(shí)的巖石全過程力學(xué)特性數(shù)據(jù),本文提出了一種便攜式多功能巖石力學(xué)測試儀,系統(tǒng)以單片機(jī)為核心,配置壓力傳感器、位移傳感器、激光開關(guān)傳感器及角度傳感器等,現(xiàn)場采集信號處理后,將過程特性曲線顯示在液晶屏上,同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)的本機(jī)存儲及藍(lán)牙上傳.儀器集測試巖石點(diǎn)荷載、單軸抗壓強(qiáng)度以及結(jié)構(gòu)面摩擦角功能于一體.此外,配合便攜式機(jī)械壓力系統(tǒng)和液壓系統(tǒng),能夠就地展開巖石力學(xué)試驗(yàn),可實(shí)時(shí)獲取試驗(yàn)機(jī)上的應(yīng)力、位移、巖石摩擦角等參數(shù).通過測試數(shù)據(jù)及圖像效果表明:測試儀運(yùn)行正常,數(shù)據(jù)采集可靠,控制準(zhǔn)確、平穩(wěn). 

【文章來源】：紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2020,40(04)

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)圖

儀器以型號為STM32F103V芯片為MCU(Micro Controller Unit，微控制單元)，它具有高性能、低成本和較低功耗的特點(diǎn)，豐富的引腳端口可滿足該設(shè)備多功能要求．傳感器選用高精度微型柱式壓力傳感器，最大量程為10 T，精度為0.1%，可測巖芯在千斤頂施加壓力時(shí)所獲取的壓力值，通過公式換算成應(yīng)力．巖芯的位移是指巖芯通過受力擠壓導(dǎo)致的破裂從而產(chǎn)生的微小縫隙，同時(shí)也是上端圓柱活塞的行程．位移傳感器必須具備精度高、性能強(qiáng)、穩(wěn)定性好，選用量程為24 mm，分辨率為1 um的電容式柵格千分測微計(jì)，比傳統(tǒng)的位移傳感器更加穩(wěn)定，不易受外界環(huán)境的干擾[6]．巖石結(jié)構(gòu)面摩擦角通過角度傳感器測試，選用6軸高精度傾角傳感器，其精度為0.01°．電源系統(tǒng)需給3.3 V～10 V多個(gè)電壓范圍傳感器供電，考慮到電源轉(zhuǎn)換效率和連續(xù)工作時(shí)間，選用兩節(jié)可充電式18650型號的鋰電池，進(jìn)行串聯(lián)后工作電壓為6.4 V～8.4 V，標(biāo)稱7.2 V．電源系統(tǒng)支持5 V標(biāo)準(zhǔn)充電器進(jìn)行充電，為滿足工程人員在野外勘測時(shí)充電條件不允許，也支持充電寶充電，使測試儀的整體續(xù)航能力大大提高．各硬件部件如表1所示．

+5 V電路使用低靜態(tài)功耗，采用高效率的BUCK型DC/DC轉(zhuǎn)換芯片MP2359設(shè)計(jì)，給位移傳感器供電，同時(shí)它的使能端由MCU控制，只有在使用位移傳感器時(shí)才啟動(dòng)這個(gè)電源，不使用時(shí)保持關(guān)閉狀態(tài)以降低功耗．測試儀中常用的功能是測量巖石的應(yīng)力和位移，因此使用一個(gè)八芯的航空接口將兩種傳感器接線頭組裝在一起．測試儀應(yīng)力-位移測試電路圖如圖5所示．圖4 測試儀供電電路圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3402616