探頭通信模塊和計(jì)算設(shè)備的制造方法
【專利說明】探頭通信模塊和計(jì)算設(shè)備
對關(guān)聯(lián)應(yīng)用的交叉引用
[0001]本申請要求在2013年3月15日提交、名稱為“探頭通信模塊和計(jì)算設(shè)備”的美國臨時(shí)申請?zhí)?1號/798157的優(yōu)先權(quán)利益，該申請的全部內(nèi)容以參考方式引入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種探頭接口，特別涉及將可交換的數(shù)字探頭連接到諸如計(jì)算機(jī)的計(jì)算設(shè)備或者諸如智能手機(jī)的便攜式計(jì)算設(shè)備的探頭通信模塊。
【背景技術(shù)】
[0003]傳統(tǒng)的量具(gage)包括可以連接至各種探頭并且使用各種探頭的本體。探頭產(chǎn)生響應(yīng)測量物理量的電信號。探頭可以，例如，根據(jù)磁定律測量涂在鐵類金屬的表面上的非鐵磁涂層的厚度。另一個(gè)例子是，探頭也可以根據(jù)渦流原理測量涂在非鐵磁的金屬表面上的不導(dǎo)電涂層的厚度。探頭還可以根據(jù)磁定律和渦流原理，通過簡單的設(shè)備測量涂在鐵類金屬和非鐵金屬的表面上的涂層的厚度。其他探頭被配置為測量峰谷面輪廓，環(huán)境條件，如相對濕度，空氣溫度，表面溫度，露點(diǎn)溫度，涂層對剛性基板的粘附性，和其他物理屬性。一些已知的探頭描述在共同擁有的名稱為“涂層測厚儀”的美國專利號RE41342，該專利以引用的方式并入本文。
[0004]在傳統(tǒng)量具中，本體接收來自探頭的信息，該信息代表正被測量的某個(gè)參數(shù)。通常，該信息被本體處理并且轉(zhuǎn)變?yōu)樾?zhǔn)測量值，呈現(xiàn)給使用者或者儲存供未來分析。然后，可以將所儲存的測量量下載，并且在其它設(shè)備，典型如位于辦公室或其它固定位置的個(gè)人計(jì)算機(jī)，使用已知的分析方法加以分析。
[0005]使用者每次使用已知的探頭時(shí)，操作者可能有時(shí)需要具備同時(shí)注釋被探頭收集的信息的能力。傳統(tǒng)的技術(shù)包括使用電子的和紙質(zhì)的筆記本，獨(dú)立的相機(jī)，和報(bào)告模板。最近以來，已經(jīng)開發(fā)出可以允許使用者注釋測量量而不需要依賴位于固定位置的個(gè)人電腦的應(yīng)用。不過，探頭的測量量和被如此應(yīng)用添加的注釋，必須由使用者同步，以便于可以產(chǎn)生既有探頭測量又有注釋的報(bào)告。
[0006]移動計(jì)算能力的改善，包括運(yùn)行速度提高和存儲容量增大，現(xiàn)在提供了簡化測量和分析由探頭收集的測量量的過程的機(jī)會。便攜式計(jì)算設(shè)備現(xiàn)在能夠執(zhí)行一系列的任務(wù)，包括聲信號輸入，確定GPS全球定位系統(tǒng)坐標(biāo)，通過板載相機(jī)攝像，甚至還包括了充足的處理能量以執(zhí)行對大數(shù)據(jù)集的復(fù)雜分析?，F(xiàn)在便攜式計(jì)算設(shè)備還包括用戶界面，如觸摸屏界面，這些對典型用戶是直觀的，也容易由在便攜式計(jì)算機(jī)裝置上執(zhí)行的程序適應(yīng)。這允許單一的便攜式計(jì)算裝置執(zhí)行多個(gè)程序，每個(gè)程序可以自定義用戶界面，以便用戶能更容易地與節(jié)目互動。許多便攜式計(jì)算平臺現(xiàn)在還包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通信硬件，包括W1-Fi，藍(lán)牙，ZigBee 等等。
[0007]已知的探頭，包括已知的數(shù)字探頭，不能與便攜式計(jì)算平臺兼容。本申請?jiān)试S已有的數(shù)字探頭與便攜式計(jì)算平臺相連接，在幫助改善已知探頭使用性的同時(shí)解決上面提到的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]希望允許數(shù)字探頭與便攜式計(jì)算設(shè)備進(jìn)行通信，便攜式計(jì)算設(shè)備包含有高度可配置的用戶接口和高效的處理能力去處理一個(gè)數(shù)據(jù)集。還希望允許已經(jīng)為操作者擁有的結(jié)合常規(guī)量具使用的現(xiàn)有數(shù)字探頭，可用于便攜式計(jì)算設(shè)備。還希望允許現(xiàn)有的數(shù)字探頭在按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的方式與便攜式計(jì)算設(shè)備通信的同時(shí)仍保留和常規(guī)量具一起使用的能力。
[0009]也希望允許數(shù)字探頭和便攜式計(jì)算設(shè)備的操作者可以同時(shí)使用在常規(guī)便攜式計(jì)算設(shè)備上即可獲得的用戶接口注釋測量量。還進(jìn)一步希望允許操作者將這些注釋和探頭測量同步，使得一個(gè)報(bào)告可以生成，盡管操作者不在一個(gè)固定的位置。
【附圖說明】
[0010]下面通過示例性實(shí)施例結(jié)合附圖描述探頭通信模塊，本發(fā)明并不限于這些示例性實(shí)施例。附圖中:
[0011]圖1描繪了幾個(gè)可互換(interchangeable)數(shù)字探頭可以固定到探頭通信模塊的例子。
[0012]圖2示意了探頭通信模塊固定(attach)和連接到可互換探頭的情形。
[0013]圖3刻畫了探頭通信模塊的分解圖。
[0014]圖4示意將可互換探頭和探頭通信模塊一起使用的一個(gè)實(shí)施例。
[0015]圖5示意了使用可互換探頭的的系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。
[0016]圖6示意了圖4中的計(jì)算設(shè)備和包括無線能力的探頭的另一個(gè)實(shí)施例的情形。
[0017]圖7示意帶有可互換探頭的探頭通信模塊和便攜式計(jì)算設(shè)備的典型操作的流程圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述
[0018]本公開文本描述了已知的數(shù)字探頭如何可以與便攜式計(jì)算設(shè)備結(jié)合使用，使得便攜式計(jì)算設(shè)備上可獲得的可高度配置的用戶接口可以為操作者提供額外的功能，改善操作者的效率，也可以將所需要的額外設(shè)備的數(shù)量降到最低。
可互換數(shù)字探頭
[0019]可互換數(shù)字探頭在工業(yè)上使用了好多年，并且數(shù)字探頭在各類文件中有描述，所述文件包括名稱為涂層厚度測量儀(COATING THICKNESS MEASUREMENT GAUGE)的專利號5，293，132，該專利以參考方式結(jié)合入本文。這些探頭可以包含測量諸如磁場強(qiáng)度之類的多種物理參數(shù)的換能器。其它探頭可以包括將振動轉(zhuǎn)換為電壓的壓電組件，用于在導(dǎo)電表面上測量渦流的線圈，和其它傳感系統(tǒng)?？苫Q數(shù)字探頭測量物理參數(shù)，將這些讀數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹T如電壓的可測量量，并且將這些可測量量轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式?？苫Q數(shù)字探頭還可以包括存儲信息的非易失存儲器。例如，可互換數(shù)字探頭專有的校準(zhǔn)信息可以存儲在非易失存儲器，使得該量具本體可以將測量值轉(zhuǎn)換為校準(zhǔn)測量值。
[0020]可互換的探頭通常和量具本體接口，使用專用的接口和本體通信。專用的接口包括導(dǎo)致機(jī)械和電學(xué)的連接的物理連接。數(shù)字形式的電信號通過該專用接口傳輸給量具本體。此外，通過專用的接口，可以為可互換探頭建立包括電源連接在內(nèi)的其它電連接。在一個(gè)例子里，電氣連接包括一個(gè)雙向串行接口。適用于如此目的的其它電氣連接在本領(lǐng)域眾所周知，此處不再一一例舉。
[0021]圖1描述了關(guān)于可互換的數(shù)字探頭10的幾個(gè)例子?？苫Q數(shù)字探頭10的上部分12包括用于固定到量具本體的物理結(jié)構(gòu)，和與量具本體連接的電學(xué)連接。電連接還包括對探頭10供電的裝置和將探頭10獲得的數(shù)字測量值傳送到本體部分的裝置。在一個(gè)例子中，可互換數(shù)字探頭10可以包含將數(shù)字測量值從探頭10傳送到量具本體的雙向串行接口。
探頭通信模塊
[0022]探頭通信模塊20經(jīng)配置物理固定并且電學(xué)連接到可互換的電子探頭10。探頭通信模塊20可以固定到可互換探頭的任何部分，只要探頭通信模塊20在物理上固定并且電連接到可互換的探頭10。在一個(gè)圖2所示的例示性實(shí)施例中，探頭通信模塊20與可互換的探頭10的接口可以是專用的接口，該專用接口會讓可互換的探頭10連接到量具本體。在這個(gè)例示性實(shí)施例中，操作者已有的可互換的數(shù)字探頭10可以與常規(guī)量具本體結(jié)合使用，并且這些探頭也可以和探頭通信模塊20 —起使用。
[0023]圖3是構(gòu)成探頭通信模塊20的各組件的一部分的分解圖。探頭通信模塊20包括外罩21，外罩21具有耐用和防水的性能，使得當(dāng)可互換的探頭10和探頭通信模塊20物理上彼此固定且電學(xué)上彼此連接時(shí)，結(jié)合后的設(shè)備可以用在包括高溫、低溫的各種條件下，在有溶劑、酸、油、液體的情況下，和需要測量物理性能的其他艱苦的條件下。這是因?yàn)楫?dāng)探頭通信模塊20物理上固定到可互換探頭10時(shí)，在探頭通信模塊20和可互換探頭10之間建立一個(gè)環(huán)境彈性密封，防止環(huán)境致污物的進(jìn)入。環(huán)境彈性密封可以使用墊圈、橡膠密封件和本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它組件實(shí)現(xiàn)，這里不再一一列舉。探頭通信模塊20的外罩21可以包括必要的環(huán)境密封，以防止環(huán)境致污物的進(jìn)入。在一個(gè)替代性實(shí)施例中，可互換探頭10可以包括環(huán)境密封件。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，探頭通信模塊20的外罩21和可互換的探頭10可以包括環(huán)境密封件，彼此配合以阻止環(huán)境致污物的進(jìn)入。
[0024]探頭通信模塊20的外罩21可以采取如此的形狀，使得組合后的可互換探頭10和探頭通信模塊20是符合人體工程學(xué)(ergonomic)的，并且很容易讓使用者抓取和操作，甚至在艱苦的環(huán)境下也是如此。探頭通信模塊20的外罩21可以包括一些物理特征，有助于將探頭通信模塊20固定到可互換的探頭10?；蛘?，可互換探頭10也可以包括一些物理特征，幫助將探頭通信模塊20固定到可互換探頭10。在另一個(gè)實(shí)施例中，無論是探頭通信模塊20的外罩21還是可互換探頭10，均可以包括一些物理特征，有助于將探頭通信模塊20固定到可互換探頭10。這些物理特征可能包括尖齒(prong)，舌(tab)，或者其它將探頭通信模塊20固定到可互換數(shù)字探頭10的本領(lǐng)域公知的特征。在圖3所示的實(shí)例性實(shí)施例中，遙控