專利名稱：手持式粗糙度儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及測量儀器，尤指一種手持式測量機加工零件表面粗糙度的測量儀器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種手持式粗糙度儀，其特征在于包括一殼體，用來容納儀器的各種元器件；一驅(qū)動機構(gòu)，設(shè)置在殼體的底部；一傳感器，與驅(qū)動機構(gòu)連接，使用時放在工件表面上，由驅(qū)動機構(gòu)帶動，沿被測表面等速滑行，工件表面的粗糙度引起傳感器觸針產(chǎn)生位移，使傳感器電感線圈的電感量發(fā)生變化，在相敏整流器的輸出端產(chǎn)生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號；以及，一主機，設(shè)置在殼體的內(nèi)部，傳感器傳送來的信號在這里經(jīng)過放大及處理后，將測量結(jié)果在液晶顯示器上顯示出。
本實用新型的目的還可由如下措施實現(xiàn)還包括一標(biāo)準(zhǔn)樣板，校準(zhǔn)和初始化粗糙度儀的各種參數(shù)。殼體的表面有操作按鍵。所述的主機采用DSP芯片進行控制和數(shù)據(jù)處理。所述的主機內(nèi)置鋰離子充電電池及充電控制電路。所述的主機還配有一電源適配器，作為主機電池充電電源。所述的主機還配有一RS通訊電纜，一段與主機RS232接口連接，一段與PC機連接，將需要處理的參數(shù)和數(shù)據(jù)由主機傳送給PC機進行處理。所述的傳感器信號線通過主機底部的連接套與主機連接。所述的傳感器還配有一傳感器護套，套在傳感器導(dǎo)頭外面，保護傳感器導(dǎo)頭。
本實用新型的工作原理是，在測量工件表面粗糙度時，將傳感器放在被測工件的表面上，由驅(qū)動機構(gòu)帶動傳感器沿被測表面做等速滑行，傳感器通過內(nèi)置的銳利觸針感受被測表面的粗糙度，此時工件被測表面的粗糙度引起觸針產(chǎn)生位移，該位移使傳感器電感線圈的電感量發(fā)生變化，從而在相敏整流器的輸出端產(chǎn)生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號，該信號傳遞給主機，經(jīng)過放大及電平轉(zhuǎn)換之后進入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主機采用DSP芯片進行控制和數(shù)據(jù)處理，DSP芯片將采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)字慮波和參數(shù)計算，測量結(jié)果在液晶顯示器上讀出，也可以在打印機上輸出，還可以與計算機進行通訊。
圖號說明101導(dǎo)頭102觸針103保護套管104主體105插座201啟動鍵 202顯示鍵203退出鍵 204菜單鍵205滾動鍵 206顯示器207回車鍵 208傳感器209電源鍵 210標(biāo)準(zhǔn)樣本301電源插座302RS232接口303附件安裝孔401連接套用本實用新型手持式粗糙度儀在測量工件表面粗糙度前，要先測量標(biāo)準(zhǔn)樣板210來校準(zhǔn)測量精度。請參閱圖2及圖5，圖2為本實用新型手持式粗糙度儀的正面圖，圖5為本實用新型的原理框圖。圖4表示傳感器208通過殼體底部連接套401與粗糙度儀主體部分連接在一起。測量時，首先，將傳感器208通過殼體底部連接套401與粗糙度儀主體部分連接起來，放在被測工件的表面上，按電源建209啟動機器，按啟動鍵201開始測量工作，按菜單鍵204在顯示器206上顯示測量模式，按滾動鍵205調(diào)正備選模式，按回車鍵207選中，按退出鍵203退出菜單。儀器內(nèi)部有驅(qū)動機構(gòu)，由驅(qū)動機構(gòu)帶動傳感器208沿被測表面做等速滑行，傳感器208通過內(nèi)置的銳利觸針102感受被測表面的粗糙度，此時工件被測表面的粗糙度引起觸針102產(chǎn)生位移，該位移使傳感器208內(nèi)電感線圈的電感量發(fā)生變化，從而在相敏整流器的輸出端產(chǎn)生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號，該信號傳遞給主機，在主機經(jīng)過放大及電平轉(zhuǎn)換之后進入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主機采用DSP芯片的DSP系統(tǒng)電路進行控制和數(shù)據(jù)處理，DSP系統(tǒng)電路將采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)字慮波和參數(shù)計算，測量結(jié)果在液晶顯示器206上讀出，也可以通過連接打印機，打印全部參數(shù)及圖形，還可以通過粗糙度儀內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)RS232接口302與計算機進行連接通訊。
圖3為本實用新型手持式粗糙度儀的側(cè)面圖，在粗糙度儀的后部有RS232接口302，可以與計算機進行連接通訊；還有一電源插座301，用于將主機和電源適配器連接，用于給主機電池充電；以及一個附件安裝孔303，用來連接打印機等附件。
本實用新型手持式粗糙度儀的主機采用DSP芯片進行控制和數(shù)據(jù)處理，和現(xiàn)有的粗糙度儀相比，采用DSP芯片進行控制和數(shù)據(jù)處理具有數(shù)據(jù)處理速度快，功耗低的優(yōu)點。圖6為本實用新型DSP最小系統(tǒng)電路圖。U103為DSP芯片，其內(nèi)部除了中央處理器外，還有16k字的SRAM做為數(shù)據(jù)存儲器；有兩個同步串口BSP和TSP，BSP用來連接A/D轉(zhuǎn)換芯片，TSP的管腳TCLKR和TCLKX用來做兩根輸入口線，分別讀入霍爾元件和充電電源的狀態(tài)。
A0～A15為地址總線，D0～D15為數(shù)據(jù)總線，JTAG Port為仿真口，Ser.Sync.Port為同步串口BSP。
晶振X101、電容C125、C126接至X1、X2/CLKIN與芯片內(nèi)部電路組成時鐘發(fā)生器；R101、C105接至RS組成復(fù)位電路。
IS為I/O操作選通線；R/W為讀寫方向線；READY為數(shù)據(jù)就緒輸入線，這里未用，接高電平；MSTRB為存儲器有效線；IOSTRB為I/O有效線；HOLD為保持輸入線，這單未用，接高電平；CLKMD1～3為時鐘發(fā)生器模式選擇，這里全部接高電平，是內(nèi)部電路和除2模式；CLKOUT為時鐘輸出線；MP/MC為微處理器/微計算機模式選擇，這里接高電平，是微處理器模式；CNT為I/O電平選擇，這里接高電平，適于3V電源下CMOS兼容電平；NMI為不可屏蔽中斷，這里未用，接高電平；四個外中斷源INTO0～3分別響應(yīng)異步串口中斷、霍爾元件中斷、開關(guān)鍵中斷和充電電源中斷；BIO為輸入口，用于讀入異步串口電平；XF為輸出口，用于異步串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3222的開關(guān)控制；DVDD為芯片I/O電源，CVDD為芯片核電源，VSS接地。
U101為FLASH存儲器，用來存放程序。其數(shù)據(jù)線D0～D15和地址線A0～A15直接與U103的數(shù)據(jù)總線D0～D15和地址總線A0～A15連接；寫有效線WE與U103的讀寫線R/W連接，在這里因為U101是只讀程序存儲器，寫有效線WE可以接高電平，但為了便于用SRAM代替FLASH進行程序調(diào)試和將來改型后對FLASH進行寫入操作，所以采用此接法；選通線CE和輸出有效線0E接U103的MSTRB，這里并未將PS有效做為讀取FLASH的條件，所以在讀取程序存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器都會讀取FLASH，這是因為C54X的C編譯器將常量(const)的操作放在了數(shù)據(jù)區(qū)，通過連接命令文件可以將常量代碼定位在程序區(qū)，但所有讀取常量指令均為讀數(shù)據(jù)區(qū)指令，修改很煩瑣，所以通過這種方法將片外的數(shù)據(jù)存儲器映射到程序空間，在連接命令文件中將常量代碼定位在高于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲區(qū)地址的程序區(qū)地址，從而實現(xiàn)對常量代碼的方便讀取。
U105(74HC573，8D鎖存器)、U107B(74HC02，二輸入或非門)、U106A(74HC20，四輸入與非門)組成一個擴展8位輸入口，用于鍵盤輸入。U105使能端C接高電平。地址總線A2和I/O有效線IOSTRB相或非再取非后接U105的輸出允許端0C，這樣只有在A2和IOSTRB都為低時才選中U105。
U104(74HC573，8D鎖存器)、U107B(74HC02，二輸入或非門)組成一個擴展8位輸出口，ANI01為測量電路輸入控制，ANI02為測量電路量程切換控制，ANI03、ANI04、ANI05為電機速度控制，PWCA為模擬電路開關(guān)控制，EL為液晶背光電路開關(guān)控制，TDX為異步串口數(shù)據(jù)輸出。U104輸出允許端0C接低電平。地址總線A3和I/O有效線IOSTRB相或非后接U104的使能端C，這樣只有在A2和IOSTRB都為低時才選中U104。
在本電路中，由于外設(shè)數(shù)量少，所以未使用譯碼器芯片，而是每個外設(shè)均使用一根地址線，液品模塊U102使用A0和A1，擴展鍵盤輸入口U105使用A2，擴展輸出口104使用A3。
權(quán)利要求1.一種手持式粗糙度儀，其特征在于包括一殼體，用來容納儀器的各種元器件；一驅(qū)動機構(gòu)，設(shè)置在殼體的底部；一傳感器，與驅(qū)動機構(gòu)連接，使用時放在工件表面上，由驅(qū)動機構(gòu)帶動，沿被測表面等速滑行，工件表面的粗糙度引起傳感器觸針產(chǎn)生位移，使傳感器電感線圈的電感量發(fā)生變化，在相敏整流器的輸出端產(chǎn)生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號；以及，一主機，設(shè)置在殼體的內(nèi)部，傳感器傳送來的信號在這里經(jīng)過放大及處理后，將測量結(jié)果在液晶顯示器上顯示出。
2.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于還包括一標(biāo)準(zhǔn)樣板，校準(zhǔn)和初始化粗糙度儀的各種參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于殼體的表面有操作按鍵。
4.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于操作菜單為中文菜單。
5.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的主機采用DSP芯片進行控制和數(shù)據(jù)處理。
6.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的主機內(nèi)置鋰離子充電電池及充電控制電路。
7.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的主機還配有一電源適配器，作為主機電池充電電源。
8.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的主機還配有一RS通訊電纜，一段與主機RS232接口連接，一段與PC機連接，將需要處理的參數(shù)和數(shù)據(jù)由主機傳送給PC機進行處理。
9.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的傳感器信號線通過殼體底部的連接套與主機連接。
10.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的傳感器還配有一傳感器護套，套在傳感器導(dǎo)頭外面，保護傳感器導(dǎo)頭。
專利摘要一種手持式粗糙度儀，包括用來容納儀器的各種元器件的殼體；在殼體的底部，有一驅(qū)動機構(gòu)與傳感器連接，帶動傳感器運動；一傳感器放在工件表面上等速滑行，工件表面的粗糙度引起傳感器觸針產(chǎn)生位移，使傳感器電感線圈的電感量發(fā)生變化，在相敏整流器的輸出端產(chǎn)生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號，并傳送給主機；主機將信號經(jīng)過放大及電平轉(zhuǎn)換后進入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，處理后，測量結(jié)果在液晶顯示器上顯示出；主機采用DSP芯片進行控制和數(shù)據(jù)處理，適用于生產(chǎn)現(xiàn)場，測量多種機加工零件的表面粗糙度，根據(jù)選定的測量條件計算相應(yīng)的參數(shù)，在液晶顯示屏上清晰地顯示出全部測量參數(shù)和波形圖形，具有測量速度快，消耗能源低等優(yōu)良特性。
文檔編號G01B21/30GK2578787SQ0127933
公開日2003年10月8日 申請日期2001年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者王忠濱, 馮光永, 李建平 申請人:時代集團公司