FPGA流变仪扭矩测控系统硬软件设计(2)
转矩流变仪是研究材料的流动、塑化、热、剪切稳定性的理想设备，可广泛地应用于科研和生产，是进行科学研究以及指导生产的重要仪器。与研究材料流动性的一般性仪器——粘度计相比，流变仪提供了更接近于实际加工的动态测量方法，可以在类似实际加工的情况下，连续、准确、可靠地对材料的流变性能进行测定。根据不同的测量方法和使用不同的测量附件可对各种材料的许多加工性能进行测定，如多组份的混合、热塑性树脂的交联、弹性体的硫化、材料的动态稳定性等。它的另一个特点是全部测试仅需少量原料。
流变仪的类型有多种，如毛细管流变仪、双转子转矩流变仪、拉伸流变仪等。早在20世纪三十年代，国外就开始研究转矩流变仪，主要是德国BRABENDER公司生产。随着时间的推移，人们对这种设备逐渐有了更深的了解，此类设备不仅能用于摸索高分子材料的工艺加工性能，而且能用于研究新材料、设计新配方和测试高分子材料流变性，是材料工业不可忽视的试验设备之一。德国BRABENDER和美国HAAKE公司分别制造出第二代产品——电子式转矩流变仪，它较早期的转矩流变仪在测试精度和可靠性方面都有了很大提高。现今，这两家公司推出了以微机控制、测量的第三代积木式、基于虚拟仪器的转矩流变仪，其精度和可靠性比Iji『期的设备又有了更进一步的提高。我国自60年代中期引进了BRABENDER公司制造的转矩流变仪，并丌始探索此设备的应用。目前，以计算机控制的转矩流变仪已成为应用的主流产品。由于计算机的引入，解决了以往转矩流变仪实验结果精度差、分析困难等一系
列问题。例如，应用电子式流变仪测量XLPE材料的交联特性，做完实验后要花数小时时间进行数据处理才能得到期望的数据；同时，实验结果还要受到严重的背景噪声的影响，难以得到准确的数据。近年来，随着高分子材料发展，国内对该设备需求量逐年增加，该设备在高分子材料研究、教学及生产实验中的重要性，正在被越来越多的人所认识。可以预计，随着橡胶、塑料工业的发展，国内对该机器应用将更为普遍
1．1 课题研究的目的和意义
随着经济的发展，中国已然成为全球第二大经济体。中国的制造业在从中国制造向中国智造转型。扭矩流变仪有着广泛的应用，比如在原材料的检验，聚合物流变性能的研究，加工过程分析，生产工艺优化与产品质量控制，领域有着广泛的应用。但是扭矩流变仪发展到现在仍有一些未能避免的缺陷
1．可靠性不高，扭矩流变仪文护不便，主要是因为前端控制器要完成大量测控任务，使得电路板的结构十分复杂，各类大量元器件集中在一块电路板上。当某个元器件损坏时，可能会导致整个前端控制器失效，使的整个系统的可靠性低。导致出现故障后的排除变得十分困难，不容易找到故障的原因。通常采用的方法是更换整块电路板，对企业来说，文护的成本比较大。
2．不利于日后扩展。扭矩流变仪一经制作完成很难更新。当设备要完成的其他不同的项目研究是时，必须进行重新设计和制造，不利于设备的更新换代。
3．抗干扰能力较差主控制器(计算机)和前端控制器(单片机)问采用RS．232总线进行通信，很容易受到各种噪声的干扰。
此次的设计力求以简洁，稳定为两个重要基本点。来在设备运行中测试扭矩峰值并保持显示。
1．2 转矩流变仪的发展现状概述
在国外，30年代就开始研制生产转矩流变仪了，主要是德国布拉本达（BRABENDER）公司生产的杠杆式转矩流变仪。到了60年代人们对转矩流变仪有了进一步认识，它不仅能用于测试高分子材料的工艺加工性能，使之能用于新材料的研究，以及设计新配方和测试高分子材料流变行为，所以成为了一些发达国家的材料工业不可忽视的实验设备。德国布拉本达（BRABENDER）和美国哈克（HAAKE）公司分别制造出了电子式转矩流变仪，它与杠杆式转矩流变仪相比，在测试精度和可靠性方面都有了很大提高。到了90年代后期，布拉本达（BRABENDER）和哈克HAAKE又推出了微机控制、测定的第三代积木式、基于虚拟仪器的转矩流变仪，其精度和可靠性有了进一步提高。
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