專利名稱：多功能幾何量智能測(cè)微儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)量、測(cè)試儀器的領(lǐng)域，特別是一種用于測(cè)量微小位移的多功能幾何量智能測(cè)微儀。
目前市售的DGC－6型數(shù)顯測(cè)微儀，是一種測(cè)量微小位移的電感式數(shù)顯儀器，其由DGC－8ZG型高精度電感測(cè)量頭、穩(wěn)壓電源電路、A／D模擬一數(shù)字變換集成塊、示值顯示屏以及一些選擇、調(diào)整旋鈕等部分組成。由于該儀器沒有采用電測(cè)量與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的技術(shù)，因而測(cè)量與數(shù)據(jù)處理脫節(jié)，從而帶來一些缺陷其一，使用不方便，即測(cè)量結(jié)果的輸出只是數(shù)字顯示，仍需人工記錄和數(shù)據(jù)處理；其二，工作效率不高，且容易出誤差；其三，性能價(jià)格比較差；其四，整機(jī)比較重。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述不足之處，提供一種能一機(jī)多用和智能測(cè)量，以及操作簡(jiǎn)單，使用方便的多功能幾何量智能測(cè)微儀。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的傳感器和測(cè)量裝置相連，其特征是HX－20型便攜計(jì)算機(jī)的40總線接口，是通過A／D轉(zhuǎn)換器的芯片及邏輯電路，和測(cè)微放大電路的輸出端相連。
本實(shí)用新型的測(cè)微放大電路中，可以設(shè)有集成塊式交、直流放大器，和由正極互連的兩個(gè)穩(wěn)壓二極管組成的過壓保護(hù)器，以及由兩個(gè)電阻的一端互連而成的電壓變換器。過壓保護(hù)器的作用是防止因電壓過大而燒壞直流放大器。電壓變換器的作用是將直流放大器輸送過來的±5V電壓信號(hào)，變換成0－＋5V電壓信號(hào)，送入A／D轉(zhuǎn)換器。
本實(shí)用新型的工作原理是當(dāng)被測(cè)量的變化通過測(cè)量裝置使傳感器獲得與其相適應(yīng)的微小電壓量變化后，經(jīng)測(cè)微放大電路放大和A／D轉(zhuǎn)換后送入計(jì)算機(jī)，再經(jīng)計(jì)算機(jī)將接收到的信號(hào)根據(jù)被測(cè)對(duì)象的要求進(jìn)行運(yùn)算處理，然后輸出測(cè)量結(jié)果。其基本原理框圖，可參見圖2。
本實(shí)用新型的測(cè)微放大電路，可以包括穩(wěn)壓電源和測(cè)微放大部分。電源部分，是采用單一橋堆Z整流和大電容濾波方式，再用三端集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，其性能要求是，正負(fù)電壓應(yīng)小于或等于1mv，輸出電壓的穩(wěn)定度應(yīng)小于或等于輸出電壓的0.1％，電壓紋波≤1mv。測(cè)微放大部分的工作原理是先由傳感器將測(cè)桿的微小位移量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電感量，再由測(cè)量電橋組成的電路，向外輸出一個(gè)正弦交流信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)檔位選擇開關(guān)，送入第一級(jí)運(yùn)算放大器進(jìn)行交流信號(hào)放大，然后再經(jīng)相敏整流及濾波電容的濾波，變?yōu)橹绷餍盘?hào)，送入第二級(jí)運(yùn)算放大器進(jìn)行直流放大，并根據(jù)測(cè)量頭測(cè)桿的位置輸出一個(gè)在±5V之間變化的電壓量，最后經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換電路變成0－＋5V電壓送入A／D轉(zhuǎn)換器。測(cè)微放大部分原理框圖，可參見圖3。
本實(shí)用新型的A／D轉(zhuǎn)換電路，可以采用逐次逼近法，和選用ADC0808作為A／D轉(zhuǎn)換芯片IC1，及以地址總線選通方式設(shè)計(jì)的邏輯電路。該邏輯電路分別與A／D轉(zhuǎn)換芯片和計(jì)算機(jī)接口相聯(lián)接，并借助接口監(jiān)控程序來控制A／D轉(zhuǎn)換的全過程。監(jiān)控程序可按機(jī)器語言或BASIC語言，輸入到應(yīng)用程序中去。
HX－20便攜計(jì)算機(jī)，是日本制造的，并具有40總線擴(kuò)充接口。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于采用了電測(cè)量與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的技術(shù)，擺脫了傳統(tǒng)的測(cè)量與數(shù)據(jù)處理脫節(jié)的模式，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量智能化，從而不僅可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，讀數(shù)直觀，提高測(cè)量和數(shù)據(jù)處理精度，而且使測(cè)量總件效率可提高數(shù)十倍、數(shù)百倍以上。又由于整機(jī)設(shè)計(jì)合理，體積小，重量輕，性能價(jià)格比好和使用操作方便，所以便于生產(chǎn)和便于推廣，其特別適用于各級(jí)計(jì)量單位和生產(chǎn)車間現(xiàn)場(chǎng)條件下的多種幾何量測(cè)量和質(zhì)量檢驗(yàn)。此外，除了能作為測(cè)微儀使用外，還可以用于一般的數(shù)據(jù)計(jì)算和日常管理。


圖1是本實(shí)用新型的外觀圖；圖2是本實(shí)用新型的工作原理方框圖；圖3是本實(shí)用新型的測(cè)微放大部分的工作原理方框圖；圖4是本實(shí)用新型的電源電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型的測(cè)微放大電路原理圖；圖6是本實(shí)用新型的A／D轉(zhuǎn)換電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明參見圖1，裝在電箱面板上有檔位選擇開關(guān)1，工作檔位指示燈2，測(cè)量、校準(zhǔn)開關(guān)3，調(diào)零旋鈕4，電源指示燈5，充電指示燈6，微打印機(jī)7，液晶屏幕8，微磁帶機(jī)9，計(jì)算機(jī)鍵盤11。裝在電箱右側(cè)板上有復(fù)位鍵10，當(dāng)計(jì)算機(jī)掛起時(shí)，關(guān)上計(jì)算機(jī)電源，按此鍵，即可復(fù)位；外接磁帶機(jī)插孔11，液晶屏幕觀察方向調(diào)節(jié)鈕12，計(jì)算機(jī)開關(guān)14，在電箱左側(cè)板上可以設(shè)有電源線15。以及保險(xiǎn)盒、調(diào)整電位器、計(jì)算機(jī)充電插頭和插座，在電箱背面板上裝有傳感器16。
本實(shí)用新型的傳感器16，是采用DGC－8ZG／A或其它型號(hào)的電感測(cè)量頭。對(duì)于有些測(cè)量，可以將傳感器直接安裝在相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器上進(jìn)行。如齒輪周節(jié)與周節(jié)累積誤差的測(cè)量，就可以將測(cè)量頭安裝在周節(jié)儀上，或通過一個(gè)過渡軸套安裝在萬能測(cè)齒儀上；對(duì)于平、直度的測(cè)量，可以裝在水平儀器上，作為一般測(cè)微儀進(jìn)行厚度、內(nèi)外徑、園度等比較測(cè)量和小范圍絕對(duì)測(cè)量時(shí)，可將傳感器安裝在測(cè)微臺(tái)架上；象平行度、垂直度、傾斜度等形位誤差的測(cè)量，則可將傳感器安裝在通用磁性或萬能千分表表座上等。
本實(shí)用新型的電源電路如圖4所示外接220V50HZ交流電，通過保險(xiǎn)管BX后分成兩路開關(guān)K1接通，計(jì)算機(jī)充電器給計(jì)算機(jī)充電，此時(shí)作指示燈用的發(fā)光二極管D1發(fā)光；開關(guān)K2接通，變壓器B工作，通過單一橋堆Z整流為直流電，電容C1、C3和C2、C4分別濾波后送三端穩(wěn)壓器7809和7909輸出對(duì)稱的±9V直流電，提供給測(cè)微放大器。電阻R2、R3是為調(diào)整電壓對(duì)稱度而設(shè)置的可調(diào)電阻。在－9V端接有發(fā)光二極管D2，作為儀器的通電指示燈。在＋9V端接有發(fā)光二極管D3、D4、D5、D6，由開關(guān)K3控制作為儀器的檔位指示，同時(shí)還接有三端穩(wěn)壓器7805，輸出A／D轉(zhuǎn)換所需要的＋5V工作電壓，電阻R4、R5和R9為各輸出端的泄放電阻，C5、C6和C7為消紋波電容。
本實(shí)用新型的測(cè)微放大電路如圖5所示，由電阻R1、R2和R3、電容C1、C2和C3、二極管D1、三極管BG1、BG2及振蕩變壓器B1組成振蕩電路，接通－V端，振蕩電路產(chǎn)生正弦交流信號(hào)，該信號(hào)一部分提供給由B2，電阻R6和R7及電位器W2組成的測(cè)量電橋，另一部分提供給由二極管D2、D3、D4、D5、電阻R27、R28、R29和R30及電位器W4組成的相敏整流橋路。有電阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19和R20，與K1－1、K1－2、K1－3、K1－4和K2－1、K2－2、K2－3、K2－4配合，實(shí)現(xiàn)測(cè)量檔位的變換。由電阻R21、R22、R23、R24、R25和R26，電位器
及運(yùn)算器IC1形成第一級(jí)交流放大，電容C5、C8和C6起交流耦合作用，被放大后的交流信號(hào)，經(jīng)相敏整流和電容C8的濾波后成直流信號(hào)，送入由電阻R32、R33、R34、R35、R36、R37和R38，電位器WO及運(yùn)算放大器IC2組成直流放大電路進(jìn)行直流放大，再經(jīng)穩(wěn)壓二極管D6和D7的穩(wěn)壓，輸出一個(gè)與測(cè)量頭測(cè)桿的位置相對(duì)應(yīng)的±5V間變化的直流信號(hào)，最后由R39、R40組成的電壓變換器，變換成0－＋5V電壓信號(hào)，送入A／D轉(zhuǎn)換器。運(yùn)算放大器IC可以采用3193、741等型號(hào)。
本實(shí)用新型的A／D轉(zhuǎn)換電路原理如圖6所示以地址總線選通方式，設(shè)計(jì)由集成電路IC2、IC3和IC4組成的邏輯電路，其分別與A／D芯片IC1(ADC0808)和計(jì)算機(jī)的40總線接口相連接，IC1也可以采用ADC0809。
上述的電源電路，測(cè)微放大電路和A／D轉(zhuǎn)換器都組裝在一個(gè)電箱內(nèi)，并固連在電箱底板上，電箱可以采用鋁型材接成框架后，六側(cè)面的薄鋁板靠螺絲連接，電箱也可以用其它材料制成。
權(quán)利要求1.一種由傳感器16和測(cè)量裝置相連的多功能幾何量智能測(cè)微儀，其特征在于HX-20型便攜計(jì)算機(jī)的40總線接口，是通過A/D轉(zhuǎn)換器的芯片IC1及邏輯電路，和測(cè)微放大電路的輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)微儀，其特征在于所述的測(cè)微放大電路中，設(shè)有交、直流放大器IC1、IC2，IC1、IC2是采用集成運(yùn)算放大器3193或741型，由正極互連的穩(wěn)壓二極管D6、D7是過壓保護(hù)器，由R39、R40相連組成的電壓變換器，其連接點(diǎn)是測(cè)微放大電路的輸出端，R39、R40的另一端，分別接于D6負(fù)極、＋5V端，D7負(fù)極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)微儀，其特征在于所述的A／D轉(zhuǎn)換器中，其芯片是采用ADC0808。
專利摘要本實(shí)用新型是一種有關(guān)測(cè)量，測(cè)試的儀器，特別是一種用于測(cè)量微小位移的多功能幾何量智能測(cè)微儀。由于其采用了電測(cè)量與便攜計(jì)算機(jī)相結(jié)合的技術(shù)，使測(cè)量智能化，因而優(yōu)點(diǎn)明顯不僅可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高測(cè)量和數(shù)據(jù)處理的精度和效率，而且性能價(jià)格比好、使用操作方便、便于生產(chǎn)和容易推廣，特別適用于各級(jí)計(jì)量單位和生產(chǎn)車間現(xiàn)場(chǎng)條件下的多種幾何量測(cè)量和質(zhì)量檢驗(yàn)，此外還可以用于一般的數(shù)據(jù)計(jì)算和日常管理工作場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G01B7/04GK2067396SQ89216980
公開日1990年12月12日 申請(qǐng)日期1989年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月18日
發(fā)明者劉根社, 劉源恭, 宗劍, 龔其良, 蔣鵬飛 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍軍械工程學(xué)院軍械士官訓(xùn)練大隊(duì)