一種基于A(yíng)T89C51的腰椎牽引儀的設計

2．2．1牽引力采集檢測原理

　　牽引力采集檢測以拉式負荷傳感器為檢測傳感器，通過(guò)放大、AID轉換器轉換送單片機進(jìn)行計數得到牽引力值。牽引器將傳感器上所受到的拉力轉換為與之成正比的電壓值，傳感器的應變電阻元件如圖2所示．4片應變片初始阻值大小相等，采用差動(dòng)布片和全橋接線(xiàn)。因為傳感器在受到力的作用時(shí)，應變電阻Rl和R2阻值的變化方向一樣，R3和R4阻值的變化方向一樣．通過(guò)采用差動(dòng)布片和全橋接線(xiàn)?？梢跃_地輸出傳感器所受力轉換的電壓值。傳感器的差壓輸出經(jīng)過(guò)放大器OP07和TL062放大后，將輸出送入AID轉換器進(jìn)行數據的采樣和處理。OP07是低漂移差動(dòng)放大器。我們用其作為第一級放大?？梢跃_地對來(lái)自傳感器小至10μV的輸入進(jìn)行放大，并很好的抑制共模信號的干擾；第二級放大我們采用雙通道運算放大器TL062，利用第一通道構成電壓跟隨器在此電路中起降低噪聲及緩沖的作用．所以OP07輸出的信號經(jīng)過(guò)此電路等比例地平穩地進(jìn)入第二通道。利用第二通道對OP07的輸出進(jìn)行放大，并將第二通道的正端輸入按圖3接法．通過(guò)調節RW可以調節TL062的正端輸入，來(lái)設置輸出零點(diǎn)，使模擬部分的輸出信號在A(yíng)/D轉換器的線(xiàn)性工作區范圍內。

圖2傳感器內部結構圖

圖3牽引力采集檢測電路

2．2．2牽引力控制原理

牽引力控制采用的控制機構由電機、牽引輪、棘輪繼電器等組成，是一個(gè)小型的電力拖動(dòng)系統，圖4所示為電力拖動(dòng)部分的機構圖。我們采用電機通過(guò)傳動(dòng)方式拖動(dòng)滾輪(稱(chēng)為牽引輪)轉動(dòng)，滾輪轉動(dòng)帶動(dòng)纏繞在其上的牽引帶從而產(chǎn)生牽引力．以達到對牽引對象牽引的目的。圖中．棘輪和牽引輪直接與電機主軸相連，通常。以電機作為動(dòng)力進(jìn)行拖動(dòng)的電力拖動(dòng)系統中．電機是通過(guò)某種自動(dòng)控制方式來(lái)進(jìn)行控制的，本裝置中，我們同樣采用單片機、繼電器控制方式實(shí)現對電機的控制。為使牽引力保持．控制系統采用棘輪繼電器來(lái)實(shí)現，即關(guān)斷棘輪繼電器．使得棘輪不能轉動(dòng)，這時(shí)電機輸出的拉力處于保持狀態(tài)。當輸入設定的間歇牽引時(shí)間到時(shí)，接通棘輪繼電器，放松棘輪，棘輪自由轉動(dòng)，牽引電機處于放松．牽引力處于撤消狀態(tài)。當輸入設定的間歇放松時(shí)間達到時(shí)．接通棘輪繼電器、啟動(dòng)電機進(jìn)入牽引運行狀態(tài)。電機、繼電器的控制電路如圖5所示，電機啟?？刂菩盘杹?lái)自P1．3引腳，繼電器通斷控制信號來(lái)自PI．6引腳。

圖4電力拖動(dòng)部分機構圖

3 軟件設計

　　本軟件設計中，系統控制程序由主程序、中斷服務(wù)程序和其它子程序組成。在設計中采用模塊化程序設計技術(shù)，根據系統的功能，把整個(gè)程序按照各模塊完成的功能分為：主程序、中斷服務(wù)子程序、電機牽引運行子程序、功能設定子程序、顯示子程序、數據處理子模塊和牽引時(shí)問(wèn)分析子程序等。系統的程序流程如圖6所示．以中斷的方式實(shí)現系統功能。

圖5電機、繼電器驅動(dòng)電路