環(huán)剪儀用于測試重塑環(huán)狀土樣的殘余剪切強度。大型高速環(huán)剪儀主要用于巖土力學(xué)參數(shù)測定，研究地質(zhì)災(zāi)害滑坡、泥石流等形成和運動機制及其防治。研究土在大剪切位移條件下力學(xué)特性，對于邊坡穩(wěn)定性分析、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的力學(xué)機理研究及其邊坡漸進(jìn)式破壞過程研究等具有重要的學(xué)術(shù)意義。

　　分享一下環(huán)剪儀的系統(tǒng)設(shè)計

　　1.控制系統(tǒng)設(shè)計

　　環(huán)剪儀的控制量為模擬電壓量。上位機設(shè)定的電壓確定值經(jīng)過串口輸送到電壓控制單片機中，單片機將數(shù)據(jù)輸送到4路DA中，實現(xiàn)模擬電壓信號輸出，以控制環(huán)剪儀工作。

　　2.采集系統(tǒng)設(shè)計

　　由于外電路輸入的電壓是傳感器實際采集數(shù)據(jù)的電壓信號，所以采集時應(yīng)經(jīng)過電壓跟隨器使電壓能夠穩(wěn)定的輸入到后續(xù)電路中。實際信號幅值可能比較大，超出AD轉(zhuǎn)換范圍，在輸入端加上了幅值衰減器，如果輸入信號在-10~+10V，選擇應(yīng)用衰減電路;信號在-5~+5V，可直接連接電壓跟隨器。在多路被測信號共用一路AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，通常用模擬開關(guān)將多路被測信號分時送到AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

　　環(huán)剪儀共有6個傳感器采集不同數(shù)據(jù)需要儲存并顯示。實際工作時多個傳感器輸出信號通過模擬開關(guān)，使得信號依次循環(huán)輸送到AD中，雙通道AD采集芯片進(jìn)行分時工作，將數(shù)字信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集單片機中，單片機應(yīng)用串口將數(shù)據(jù)上傳到上位機中。

　　3.上位機控制顯示系統(tǒng)設(shè)計

　　上位機控制顯示系統(tǒng)包括控制電壓輸出部分和數(shù)據(jù)存儲成圖部分。控制部分能夠確定電壓控制量值大小;采集部分存儲并成圖顯示接收到的每路采集數(shù)據(jù)，可以清晰判斷參數(shù)變化趨勢。

　　上位機程序在LabVIEW環(huán)境中開發(fā)，由于使用串口通信，所以要設(shè)定通訊口、是否有校驗位、波特率以及數(shù)據(jù)位數(shù)參量 。