專利名稱：便攜式測(cè)試儀的制作方法
便攜式測(cè)試儀技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于一種檢測(cè)裝置，具體涉及一種用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速和功耗參數(shù)的便攜式測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的檢測(cè)裝置存在精度低、體積大、能耗高、殼體不具有抗干擾功能以及信號(hào)接入端子易脫落等問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)而提出的，其目的是提供一種用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速和功耗參數(shù)的便攜式測(cè)試儀。
本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種便攜式測(cè)試儀，包括殼體，在殼體的下部設(shè)置有薄膜鍵盤，在殼體的上部設(shè)置有液晶屏顯示窗、在殼體的內(nèi)部設(shè)置有電路板組件、液晶屏和電池，在殼體的底部設(shè)置有電池充電孔和信號(hào)接入端子共用的USB接口。
所述的電路板組件由信號(hào)輸入整理電路、數(shù)字信號(hào)處理電路、數(shù)據(jù)顯示電路和電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路組成，其中，信號(hào)輸入整理電路、數(shù)字信號(hào)處理電路、數(shù)據(jù)顯示電路依次連接，電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路分別為信號(hào)輸入整理電路、數(shù)字信號(hào)處理電路和數(shù)據(jù)顯示電路供電。
所述的信號(hào)輸入整理電路包括濾波電路和放大整形電路。
所述的數(shù)字信號(hào)處理電路包括單片機(jī)和復(fù)雜可編程邏輯元件。
所述數(shù)據(jù)顯示電路包括單片機(jī)和液晶屏。
所述的電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路包括穩(wěn)壓電路和電源監(jiān)測(cè)電路。
本發(fā)明所提供的一種便攜式測(cè)量?jī)x，測(cè)量精度高，在專用設(shè)備低轉(zhuǎn)速(5s—1)情況下依然可以準(zhǔn)確測(cè)量，轉(zhuǎn)速測(cè)量精度可達(dá)±0.1Hz，功耗測(cè)量精度可達(dá)±0.1ff ;抗干擾能力強(qiáng)，金屬殼體和軟件濾波的共同作用可以有效的抑制干擾，使得在干擾嚴(yán)重的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下也可準(zhǔn)確測(cè)量參數(shù)；體積小，本發(fā)明僅有一部手機(jī)大小；能耗低，可連續(xù)不間斷運(yùn)行達(dá)12小時(shí)以上。


圖1為本發(fā)明便攜式測(cè)試儀的外觀主視圖； 圖2為本發(fā)明的電路板組件框圖； 圖3為本發(fā)明的信號(hào)輸入整理電路圖； 圖4為本發(fā)明的數(shù)字信號(hào)處理電路圖； 圖5為本發(fā)明的數(shù)據(jù)顯示電路圖； 圖6為本發(fā)明的電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路圖。
其中: I殼體2鍵盤3液晶屏顯示窗4 USB接口5信號(hào)輸入整理電路6數(shù)字信號(hào)處理電路7數(shù)據(jù)顯示電路8電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路 9濾波電路10放大整形電路11放大信號(hào)芯片12波形整形芯片 13單片機(jī)14復(fù)雜可編程邏輯元件 15穩(wěn)壓電路16電源監(jiān)測(cè)電路 17穩(wěn)壓芯片18液晶屏。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明便攜式測(cè)試儀進(jìn)行詳細(xì)說明: 如圖1所示，一種便攜式測(cè)試儀，包括殼體1，在殼體I的下部設(shè)置有薄膜鍵盤2，在殼體I的上部設(shè)置有液晶屏顯不窗3、在殼體I的內(nèi)部設(shè)置有電路板組件、液晶屏18和電池，在殼體I的底部設(shè)置有電池充電孔和信號(hào)接入端子共用的小型的USB接口 4，其中殼體I為金屬殼體。
如圖2所示，電路板組件由信號(hào)輸入整理電路5、數(shù)字信號(hào)處理電路6、數(shù)據(jù)顯示電路7和電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路8組成，其中，信號(hào)輸入整理電路5、數(shù)字信號(hào)處理電路6、數(shù)據(jù)顯示電路7依次連接，電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路8分別為信號(hào)輸入整理電路5、數(shù)字信號(hào)處理電路6和數(shù)據(jù)顯示電路7供電。
如圖3所示，信號(hào)輸入整理電路5包括濾波電路9和放大整形電路10，其中，濾波電路9包括電阻R87、電容C33，放大整形電路10包括放大信號(hào)芯片11和波形整形芯片12以及電阻 R13、R15、R18、R75、R76、R77、R85、R86 和電容 C7。
各元件的連接關(guān)系是:信號(hào)輸入端子通過電阻R87與放大信號(hào)芯片11的5引腳連接，放大信號(hào)芯片11的4引腳接地，放大信號(hào)芯片11的6引腳通過電阻R86接地，通過電阻R85接7引腳，放大信號(hào)芯片11的7引腳接放大信號(hào)芯片11的3引腳，放大信號(hào)芯片11的2引腳通過電阻R76接地，還通過電阻R77接放大信號(hào)芯片11的I引腳，放大信號(hào)芯片11的I引腳通過電阻R18接波形整形芯片12的3引腳，波形整形芯片12的2引腳通過電阻R15接地，還通過電阻R75接波形整形芯片12的I引腳，波形整形芯片12的4引腳接地，波形整形芯片12的8引腳通過電容C7接地，同時(shí)接電源，還通過電阻R13接其I引腳，I引腳接PLUS端口。
其中，放大信號(hào)芯片11選用AD822型芯片，波形整形芯片12選用LM393型芯片。
如圖4所示，數(shù)字信號(hào)處理電路6包括單片機(jī)13和復(fù)雜可編程邏輯元件14 (簡(jiǎn)稱CPLD14、市售)，其中，單片機(jī)13的37引腳接電源，38引腳接地，56引腳與CPLD14的20引腳連接，57引腳與CPLD14的19引腳連接，54引腳與CPLD14的10引腳連接，59引腳與CPLD14的8引腳連接，CPLD14的4引腳接地，9引腳接電源，2引腳接FRE，3引腳接POWER。
其中，單片機(jī)13 選用C8051f040型。
如圖5所示，數(shù)據(jù)顯示電路7包括單片機(jī)13和液晶屏18，其中，單片機(jī)13的81 87引腳分別與液晶屏18的4 11引腳連接。單片機(jī)13的98、97、94、95、96引腳分別與液晶屏18的12、13、15、16、17引腳連接。液晶屏18的19引腳和I引腳接電源，液晶屏18的20引腳和2引腳接地。液晶屏18的18引腳通過電阻和3引腳接。
其中，液晶屏18選用LCM12864M型。
如圖6所示，電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路8包括穩(wěn)壓電路15和電源監(jiān)測(cè)電路16。穩(wěn)壓電路15包括穩(wěn)壓芯片17和電容C18、C19、C21。電源監(jiān)測(cè)電路16包括電池和單片機(jī)13及電容C17、C20。具體的連接如下，單片機(jī)13的16引腳通過電容C17接地、通過電容C20接電池的負(fù)極、電容C20還接地，單片機(jī)13的23引腳接電池負(fù)極，單片機(jī)13的24引腳接電池正極，單片機(jī)13的25引腳接電池負(fù)極，穩(wěn)壓芯片17的I引腳接電池正極，穩(wěn)壓芯片17的2引腳通過電容C19接穩(wěn)壓芯片17的4引腳，穩(wěn)壓芯片17的5引腳通過并聯(lián)的電容C18和電容C21接地，同時(shí)接穩(wěn)壓芯片17的2引腳。
電池的正負(fù)極分出一路進(jìn)入單片機(jī)13的16、23、24、25引腳，構(gòu)建電源監(jiān)測(cè)電路，進(jìn)行模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換，其結(jié)果將以“電池”圖形的方式在液晶屏上顯示，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源的目的；一路進(jìn)入穩(wěn)壓芯片17的I引腳，5引腳輸出3.3V電壓為整個(gè)系統(tǒng)供電。
信號(hào)通過信號(hào)輸入端子進(jìn)入放大信號(hào)芯片11的5引腳，信號(hào)放大后從放大信號(hào)芯片11的I引腳輸出至波形整形芯片12的2引腳，后從I引腳PLUS端口輸入至單片機(jī)13的59引腳，完成旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速參數(shù)的測(cè)量，單片機(jī)13和CPLD14共同完成旋轉(zhuǎn)機(jī)械的功耗參數(shù)測(cè)量。
“FRE”和“POWER”是鍵盤2的按鍵信號(hào)，CPLD14可根據(jù)按鍵信號(hào)判斷是測(cè)量“轉(zhuǎn)速”命令還是測(cè)量“功耗”命令。“DINPUT”是D觸發(fā)器的輸入，“T2EXDQ”和“DQ”是D觸發(fā)器的輸出。
其中，穩(wěn)壓芯片17選用TPS73633型。
本發(fā)明的工作過程是: 放大電路將被測(cè)正弦信號(hào)放大，其放大倍數(shù)為電阻R86/R85的比值；整形電路將正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)換成同頻率的方波信號(hào)。
被測(cè)信號(hào)經(jīng)過濾波電路和放大整形電路后，正弦波被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成同頻率的方波信號(hào)形成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)的59引腳，單片機(jī)的定時(shí)器O記錄信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)N，定時(shí)器I計(jì)算N個(gè)脈沖所用時(shí)間t，代入公式完成轉(zhuǎn)速參數(shù)的測(cè)量；CPLD實(shí)現(xiàn)D觸發(fā)器，告知單片機(jī)的定時(shí)器2何時(shí)啟停工作，單片機(jī)記錄第一次轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)f 1，定時(shí)器2計(jì)算并保存此時(shí)的tl，一段時(shí)間后，單片機(jī)記錄第二次轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)f2，定時(shí)器2計(jì)算并保存此時(shí)的t2，代入公式完成功耗參數(shù)的測(cè)量。
單片機(jī)的81 87、94 98引腳和液晶屏組成液晶屏驅(qū)動(dòng)顯示電路。在液晶屏上顯示“轉(zhuǎn)速”字樣及其參數(shù)數(shù)據(jù)、“功耗”字樣及其參數(shù)數(shù)據(jù)和“電池圖形”。
由于電池供電電壓范圍為O 4.2V，而整個(gè)系統(tǒng)的供電電壓為3.3V,因此需要使用穩(wěn)壓電路將電池供電電壓固定為3.3V，電池的正負(fù)極一路進(jìn)入穩(wěn)壓芯片的1、2引腳形成穩(wěn)壓電路，5引腳輸出3.3V電壓為整個(gè)系統(tǒng)供電；一路進(jìn)入單片機(jī)的中形成電源監(jiān)測(cè)電路，進(jìn)行模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換，其電壓轉(zhuǎn)換值將以“電池”圖形的方式在液晶屏上顯示，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源的目的。
本發(fā)明所提供的便攜式測(cè)量?jī)x，測(cè)量精度高，在專用設(shè)備低轉(zhuǎn)速(5s—1)情況下依然可以準(zhǔn)確測(cè)量，轉(zhuǎn)速測(cè)量精度可達(dá)±0.1Hz，功耗測(cè)量精度可達(dá)±0.1W ;抗干擾能力強(qiáng)，金屬殼體和軟件濾波的共同作用可以有效的抑制干擾，使得在干擾嚴(yán)重的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下也可準(zhǔn)確測(cè)量參數(shù)；體積小，本發(fā)明僅有一部手機(jī)大??；能耗低，可連續(xù)不間斷運(yùn)行達(dá)12小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式測(cè)試儀，包括殼體(1)，在殼體(I)的下部設(shè)置有薄膜鍵盤(2)，在殼體(I)的上部設(shè)置有液晶屏顯不窗(3)、在殼體(I)的內(nèi)部設(shè)置有電路板組件、液晶屏(18)和電池，在殼體(I)的底部設(shè)置有電池充電孔和信號(hào)接入端子共用的USB接口(4)，其特征在于:所述的電路板組件由信號(hào)輸入整理電路(5)、數(shù)字信號(hào)處理電路(6)、數(shù)據(jù)顯示電路(7)和電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路(8)組成，其中，信號(hào)輸入整理電路(5)、數(shù)字信號(hào)處理電路(6)、數(shù)據(jù)顯示電路(7)依次連接，電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路(8)分別為信號(hào)輸入整理電路(5)、數(shù)字信號(hào)處理電路(6)和數(shù)據(jù)顯示電路(7)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式測(cè)試儀，其特征在于:所述的信號(hào)輸入整理電路(5)包括濾波電路(9 )和放大整形電路(10 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式測(cè)試儀，其特征在于:所述的數(shù)字信號(hào)處理電路(6)包括單片機(jī)(13)和復(fù)雜可編程邏輯元件(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式測(cè)試儀，其特征在于:所述數(shù)據(jù)顯示電路(7)包括單片機(jī)(13)和液晶屏(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式測(cè)試儀，其特征在于:所述的電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路(8)包括穩(wěn)壓電路(15 )和電源監(jiān)測(cè)電路(16 )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式測(cè)試儀，包括殼體，在殼體的下部設(shè)置有薄膜鍵盤，在殼體的上部設(shè)置有液晶屏顯示窗、在殼體的內(nèi)部設(shè)置有電路板組件、液晶屏和電池，在殼體的底部設(shè)置有小型的USB接口。電路板組件由信號(hào)輸入整理電路、數(shù)字信號(hào)處理電路、數(shù)據(jù)顯示電路和電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路組成。信號(hào)輸入整理電路、數(shù)字信號(hào)處理電路、數(shù)據(jù)顯示電路依次連接，電源穩(wěn)壓監(jiān)測(cè)電路分別為信號(hào)輸入整理電路、數(shù)字信號(hào)處理電路和數(shù)據(jù)顯示電路供電。本發(fā)明測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)，體積小、能耗低，便于攜帶，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G01D11/00GK103148885SQ20131008730
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者陳立剛, 蘭鵬, 戴思丹, 劉鴻燁, 張威 申請(qǐng)人:核工業(yè)理化工程研究院