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刚度测量的原理：对被测元件或部件进行刚度测试是通过对被测元件或部件施加一定的载荷，得到要测量的力与位移量。然后在再施加一定的压力，记录此时的压力值和位移值，通过多组加载得到力与位移之间的关系，通过相应的计算就能够得到刚度值的大小。刚度测量的基本量是加载力和加载力作用下变形位移量。
2.2刚度测量系统的总流程图
根据刚度测量的定义和原理我们可以得到，刚度测量的实际上是在被测件上施加一定的载荷，在这个载荷的作用下测量变形量的大小。因此，本系统主要是通过传感器将采集来的数据进行处理之后输出。刚度测量系统框图如图2-1所示。
图2-1 刚度测量系统框图
由系统的框图可知，此系统主要包括电机 的 运 动 模 块、测 量 模 块、显 示 模块 三部分。所设计的系统运行的基本步骤是，单片机控制电机做上下运动，测量头随着电机做同步运动。在测量头运动的同时传感器测量出被测件所受的力与在这个力作用下的位移。传感器将采集经采集模块处理之后输送到单片机中，在单片机中计算出刚度值的大小，最后单片机控制显示器将刚度值显示出来，实现刚度测量的自动化。
在单片机控制电机的过程中，由于单片机和电机的电压和电流不相匹配，单片机不能直接与电机相连，所以要根据电机的型号专门设计一个电机驱动模块，来驱动电机的运行。在后续所选的传感器中，位移传感器输出的是TTL方波，可以直接输入到单片机中，单片机对输入的方波进行计数，直接得出位移值的大小。所选的力传感器输出的是0-10V的模拟电压，在这里系统设计了一个A/D转 换 电 路，实现元件在传输信号时不同信号的处理。最后将处理过的信号输送到显示器中显示出刚度值的大小。
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