课题的目的意义：

螺旋拉伸、压缩弹簧是一个应用很广泛的零件，其拉伸、压缩特性在系统尤其是精密系统中起着至关重要的作用，随着测控技术向着更高精度、更高智能的方向发展，对螺旋弹簧性能的精密测量日益重要。通过测量螺旋弹簧的性能，可为系统设计和改进提供参考依据。

本次课题就是设计一种能够快速精确测量拉伸，压缩弹簧及拉伸、压缩弹性元件特性参数的拉压弹簧性能测量仪，初步构思由固装在机座上的门形机架为支撑体、其上组装电机，导向传动机构、位移、力传感器及单片机。该设计主要对小量程弹簧进行测量，测试范围0N～100N，测量精度高，直观显示出各项参数，测量结果可打印输出，测量速度快、效率高、操作调试方便。

通过本次设计要进一步巩固和深化所学理论知识，锻炼综合的运用各科知识解决实际问题的能力，掌握测控仪器仪表设计的基本技能和方法。

设计方案的可行性分析和预期目标：

本次课题设计一种螺旋弹簧的拉伸和压缩性能测量仪，准备利用步进电机，单片机、力传感器、位移传感器和简单的电路及机械部分来实现弹簧拉伸和压缩性能的测量。测量时被测弹簧放置与上、下砧板之间，由步进电动机轴带动空心转动轴与丝杠螺母组成的传动系统，丝杠与上砧板在旋转主轴的驱动下，做垂直上下运动，向弹簧施加压力和拉力。位于下砧板下方的力传感器，将弹簧受到的压力或拉力经一定的电路传至单片机进行处理，得出被测弹簧受到的力；位移传感器的测头随被测弹簧上下移动，再经电路将感受到的位移变为电信号，经A/D转换后传输给单片机，实现弹簧轴向运动的位移测量，再由单片机经程序处理，由显示器显示。

本设计的题目为弹簧性能测量仪，经过十五周的努力，完成了《设计任务书》的要求，主要的结论如下：

在充分了解了拉伸弹簧性能参数之间关系的基础上，提出设计思路。力与位移信号的检测与处理是本设计的关键部分。文中对传感器，单片机，步进电机的选用作了详细地说明。选择的传感器都满足测量范围的要求。单片机选用PIC16F877，也能够满足对信息处理的要求。同时对显示部分与步进电机控制部分也作了详细地说明。给出了步进电机的控制流程与程序。传动装置主要有两部分，垂直位移传动采用螺母丝杠，电机与主轴之间的传动通过齿轮啮合。整个传动系统能够实现自锁，传动精度高。本设计不但有硬件设计也有软件设计，设计出了智能化程度优越，精确程度高的测量仪。