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| 《微机控制电子液压万能试验机》 |
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一、 立项背景
 液压万能试验机是试验机的传统产品，老式的液压万能试验机在国际上已被淘汰，在国内也已不能满足新修订的试验方法标准GB228的要求，急需更新换代。目前限于国内厂家的技术成熟程度和生产能力，提供给用户的产品90%仍是老式产品，不能满足用户需求。正是在这种背景下，我所依靠自身在行业中的技术优势，根据科技部2000年度创新基金项目指南目标，于2000年8月通过吉林省科技厅申请了国家科技创新基金项目。主要是利用先进的测试手段和微机技术研制高精度测量控制系统，以提升这一传统产业。
该项目2001年3月正式得到批准，项目代码：00C26212200956。同年11月份又被吉林省科技厅列入了火炬计划项目。
二、 组织管理形式
我所对承担的国家科技创新基金项目非常重视，将该项目直接安排在所“工程技术开发中心”内进行专项管理。2001年5月组织所内的技术骨干成立了课题组，课题组成员共8人，其中教授级高级工程师1人，高级工程师3人，工程师4人。这些成员包括机械、液压、计算机、自动控制和测量等各专业的优秀技术人员，具有多年的实践经验。
“开发中心”负责对项目的方案、计划、资金和实施情况进行全程监督和考核，确保项目顺利进行。
三、 项目的技术路线及执行情况
该测量控制系统采用的是插入计算机扩展槽内的板卡结构，它将三路测量放大器和伺服驱动器设计在三块PCI总线接口的板卡上，与计算机一起构成一个完整的测量控制系统。板卡结构与传统的箱式控制系统比有着显著的特点,它可充分利用计算机的资源，降低了生产成本，同时，也有利于产品的维护和升级换代。
板卡式结构实现的技术关键：一是计算机的总线接口技术，二是高集成化设计技术，三是模数混合电路中的放大器的抗干扰技术。
a、计算机的总线接口是实现板卡与计算机进行信息交流的桥梁。开始我们采用的是技术成熟的IAS总线接口，并在2001年底已经设计完成投入试验。随着商用计算机的发展ISA接口逐步被PCI接口取代，IAS总线接口卡只能用到低档次的工业控制计算机上，限制了该控制器的使用范围，不利于产品技术含量的进一步提升。因此，开发PCI接口的控制卡已经成为当务之急。2002年初我们开始着手进行PCI接口技术的开发，PCI总线的技术协议非常复杂，开发难度大。不仅对技术人员的综合素质要求较高，同时在专用试验设备方面投入也比较大。经过几个月的努力，于2002年8月份完成样机设计进入试验阶段。
b、高集成化是板卡式结构设计所必须的。板卡的尺寸是固定的，面积相对比较小，要将许多的外围测量控制单元设计集成在一块卡上，必须要采用一些特殊技术。这里我们采用的是大规模可编程器件CPLD，该器件集成度高、可重复编程。该技术不仅满足了高集成环境要求，还可方便地对设计线路进行改进与升级。在开发过程中，经常需要对电路作一些小改动，在传统分立元件设计中遇到这种情况只有采用飞线或重新制板。而CPLD只需重新下载新的文件即可。
c、随着板卡上元件密度的提高，模拟放大器的耦合干扰问题比较突出。解决办法是：采取光电隔离技术，将模拟信号与数字信号隔离开，使两者之间的耦合最小。
总之，我们开发的这套系统，在结构方面不仅充分考虑了现代产品的先进性，同时，也坚固了老产品更新改造时的需求。真正将“液压万能试验机”这一传统产业提上了一个档次，使其能继续在试验机行业中发挥更好的作用。
该产品是在2002年9月正式完成开发阶段，开始进入中式生产。到2003年6月我所共生产各种机型的液压万能试验机14台套，产值达330万元，投入市场后用户反馈情况很好。经过中式阶段进一步完善后，预计会很快达到预期的经济目标。
四、 项目意义
该项目开发成功的意义不仅在于将“液压万能试验机”这一传统产业技术上得到提升，同时该控制器经过简单的修改后完全可应用在“电子万能试验机”控制系统中，建立起我所自主知识产权的电子万能试验机测控系统。并且它的许多单元技术；如PCI总线技术和CPLD技术等对试验机所的其他应用领域都有一定的指导作用。
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