專利名稱：一種位移測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工控測量領域，特別涉及一種位移測量裝置。
背景技術：
目前，當需要對物體進行位移測量時，通常采用人工現(xiàn)場單次測量單次讀數(shù)的方式。所述位移測量包括對物體的長度、直徑、厚度等的靜態(tài)及動態(tài)測量。比如，在橡膠帶生產(chǎn)線上，需要對橡膠帶的厚度進行實時監(jiān)控，現(xiàn)有的處理方式是人工定期拿千分尺進行現(xiàn)場測量。但是，上述方式在實際應用中會存在一定的問題，如由于受人為因素影響較大，因此測量結果的準確性不高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種位移測量裝置，能夠提高測量結果的準確性。為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種位移測量裝置，包括位移傳感器；所述位移傳感器中包括位移測量單元、無線通信單元以及信息處理單元；所述位移測量單元與所述信息處理單元相連，所述信息處理單元與所述位移測量單元以及所述無線通信單元相連；所述位移測量單元獲取被測物體的測量數(shù)據(jù)，發(fā)送給所述信息處理單元；所述信息處理單元采集所述位移測量單元輸出的測量數(shù)據(jù)，并將采集到的測量數(shù)據(jù)轉換成位移信息，發(fā)送給所述無線通信單元；所述無線通信單元將接收自所述信息處理單元的位移信息通過無線方式發(fā)送給遠程監(jiān)控主機；所述無線通信單元接收所述遠程監(jiān)控主機發(fā)送來的操作指令，發(fā)送給所述信息處理單元；所述信息處理單元根據(jù)接收自所述無線通信單元的操作指令進行采集操作?？梢?，采用本發(fā)明所述位移測量裝置，可通過遠程監(jiān)控主機實現(xiàn)對位移測量裝置的遠程控制，無需人工現(xiàn)場操作，從而消除了人為因素的影響，進而提高了測量結果的準確性；而且，本發(fā)明所述位移測量裝置對靜態(tài)位移測量和動態(tài)位移測量均適用，并能夠實現(xiàn)連續(xù)性的動態(tài)位移測量，便于普及和推廣。


圖1為本發(fā)明位移傳感器的組成結構示意圖。圖2為本發(fā)明位移測量裝置的正面結構示意圖。圖3為本發(fā)明位移測量裝置的背面結構示意圖。圖4為現(xiàn)有游標卡尺探頭的結構示意圖。圖5為現(xiàn)有平面探頭的結構示意圖。圖6為現(xiàn)有針式探頭的結構示意圖。
具體實施例方式針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明中提出一種改進后的位移測量裝置，其中至少包括位移傳感器。圖1為本發(fā)明位移傳感器的組成結構示意圖。如圖1所示，包括位移測量單元、無線通信單元以及信息處理單元。位移測量單元與信息處理單元相連，信息處理單元與位移測量單元以及無線通信單元相連；位移測量單元獲取被測物體的測量數(shù)據(jù)，發(fā)送給信息處理單元；信息處理單元采集位移測量單元輸出的測量數(shù)據(jù)，并將采集到的測量數(shù)據(jù)轉換成位移信息，發(fā)送給無線通信單元；無線通信單元將接收自信息處理單元的位移信息通過無線方式發(fā)送給遠程監(jiān)控主機；另外，無線通信單元接收遠程監(jiān)控主機發(fā)送來的操作指令，發(fā)送給信息處理單元；信息處理單元根據(jù)接收自無線通信單元的操作指令進行采集操作。其中，位移測量單元中可包括互相連接的電阻式或容柵式等傳感器以及伸縮探頭，假設本實施例中采用容柵傳感器。伸縮探頭內(nèi)部設置有彈簧，當與被測物體接觸時，伸縮探頭收縮，當被測物體移開時，伸縮探頭伸出。相應地，容柵傳感器可根據(jù)伸縮探頭的伸縮情況生成測量數(shù)據(jù)，并發(fā)送給信息處理單元。具體地，伸縮探頭可與容柵傳感器的動柵相連，當伸縮探頭接觸到被測物體時，伸縮探頭收縮，帶動容柵傳感器的動柵，進而生成測量數(shù)據(jù)。容柵傳感器的具體組成以及工作原理均為現(xiàn)有技術。信息處理單元接收到位移測量單元發(fā)送來的測量數(shù)據(jù)后，對其進行采集，并將采集到的測量數(shù)據(jù)轉換為位移信息，如何轉換同樣為現(xiàn)有技術；之后，將轉換得到的位移信息發(fā)送給無線通信單元，另外，在將位移信息發(fā)送給無線通信單元的同時，還可將所在位移測量裝置的標識發(fā)送給無線通信單元，以便后續(xù)遠程監(jiān)控主機知道接收到的位移信息來自哪一個位移測量裝置(通常，一個遠程監(jiān)控主機會對應多個位移測量裝置)。無線通過單元接收到信息處理單元發(fā)送來的位移信息，或位移信息以及位移測量裝置的標識后，以無線方式將接收到的內(nèi)容發(fā)送給遠程監(jiān)控主機。另外，無線通信單元還可以無線方式接收遠程監(jiān)控主機發(fā)送來的操作指令，將其發(fā)送給信息處理單元；相應地，信息處理單元可根據(jù)接收到的操作指令對自身的采集操作進行控制，如控制何時開始采集、何時結束采集、設置采樣率等。無線通信單元可采用802. 15. 4無線通信協(xié)議，支持點對點、星型、線型、樹型等多種網(wǎng)絡拓撲結構，并且，為滿足通信距離需求，無線通信單元中可包括發(fā)射天線和功率放大器(為簡化附圖，未圖示)，其中，發(fā)射天線，用于進行信號的接收與發(fā)送，功率放大器，用于對接收與發(fā)送的信號進行功率放大。功率放大器又可具備包括發(fā)送通道上的射頻功率放大器HFA3925和接收通道上的低噪聲放大器HFA3424，射頻功率放大器HFA3925可實現(xiàn)2. 4GHz發(fā)射信號功率放大功能,放大增益最大可達28dB，輸出功率最大可達250mW，低噪聲放大器HFA3424可實現(xiàn)2. 4GHz接收信號低噪聲放大功能,放大增益最大可達14dB。圖1所示位移傳感器中還可進一步包括面板控制單元，面板控制單元與信息處理單元相連，面板控制單元中又可具備包括顯示屏，通常為液晶顯示屏。信息處理單元在將位移信息發(fā)送給無線通信單元的同時，還可將位移信息通過顯示屏進行顯示，以便在現(xiàn)場的工作人員查看等。面板控制單元中還可進一步包括開關機按鈕、無線開啟關閉按鈕、有線接口、英尺和毫米間切換按鈕、清零按鈕、采樣率設置按鈕等。其中，開關機按鈕可用于控制位移傳感器的開啟與關閉；無線開啟關閉按鈕可用于通過信息處理單元控制無線通信單元的開啟與關閉；有線接口可用于通過有線方式與外界設備進行連接，信息處理單元可將位移信息通過有線接口發(fā)送給外界設備，有線接口可為RS232通信接口或485通信接口等；英尺和毫米間切換按鈕可用于設置位移信息的單位為英尺還是毫米；清零按鈕可用于對顯示屏上顯示的數(shù)據(jù)等進行清零操作；采樣率設置按鈕可用于對信息處理單元的采樣率進行設置。另外，圖1所示位移傳感器中還可進一步包括電池和電源管理單元，為簡化附圖，未對電池進行圖示。電池為位移傳感器中的各組成部分進行供電；電源管理單元與位移傳感器中的各組成部分均相連，對電池進行充放電管理，并對位移傳感器中的各組成部分的供電進行獨立管理，當任一組成部分空閑時，可控制其進入休眠狀態(tài)或關閉對其的供電，從而降低位移傳感器的總功耗。信息處理單元還可對電池的電壓、電流和溫度等情況進行實時監(jiān)控，以防止電源過充和欠電等現(xiàn)象的發(fā)生，并可將監(jiān)控結果通過無線通信單元及時上報給遠程監(jiān)控主機。在實際應用中，圖1所示無線通信單元和信息處理單元可通過系統(tǒng)芯片CC2430來實現(xiàn)，即將兩個單元的功能集成在一起實現(xiàn)。系統(tǒng)芯片CC2430具有較高的性能并能滿足以蜂窩(Zigbee)技術為基礎的2. 4GHz工業(yè)、科學和醫(yī)療(ISM, Industry ScienceMedical)波段應用對低成本和低功耗的要求，其結合了一個高性能2. 4GHz直接序列擴頻(DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum)射頻收發(fā)器核心以及一個工業(yè)級小巧高效的8051控制器。以上介紹的是圖1所示位移傳感器的各組成部分及相應的功能，在實際應用中，對于本發(fā)明所述位移測量裝置來說，除了具備圖1所示位移傳感器中，通常還會包括一些其它組成部分，如外框和底座。外框可由上中下三部分組成，上部分用于安裝圖1所示位移傳感器，中間部分為手柄，用來連接外框的上下部分，下部分為基準平臺，手柄和基準平臺可拆卸。可通過底座將外框固定在指定設備上。綜上，圖2為本發(fā)明位移測量裝置的正面結構示意圖。如圖2所示，其中的I表示液晶顯示屏；2表示外框的手柄；3表示按鈕，具體地，“開(on)/關(off)”表示開關機按鈕，“英尺(Inch)/毫米(mm)”表示英尺和毫米間切換按鈕，“ZERO(零)”表示清零按鈕，“無線(Wireless) ”表示無線開啟關閉按鈕；4表示旋鈕，即用來固定器件的旋轉螺栓；5表示底座，用來將圖2所示裝置固定在其它設備上，如當進行動態(tài)厚度等的測量時；6表示位移傳感器表示可伸縮尺，內(nèi)有彈簧，當接觸被測物體時收縮，被測物體移開時自動伸出；8表示活動探頭；9表示基準探頭；10表示有線接口，11表示外框的基準平臺；位移傳感器6安裝在外框的上部分?；ハ噙B接的可伸縮尺7和活動探頭8共同組成之前介紹的伸縮探頭，基準探頭9可安裝在基準平臺11上，活動探頭8和基準探頭9組成一對配合使用，并支持在水平面內(nèi)任意改變角度；另外，活動探頭8和基準探頭9的類型相同，均為帶有滑輪的滑輪探頭，當橡膠帶通過活動探頭8和基準探頭9的中間時，活動探頭8可自動收縮(由于可伸縮尺的收縮)，滑輪隨橡膠帶滾動。圖3為本發(fā)明位移測量裝置的背面結構示意圖。如圖3所示，其中的10表示有線接口； 12表示采樣率設置按鈕，朝上方向的三角為增加按鈕，朝下方向的按鈕為減小按鈕，“設置(SET) ”表示確定/取消循環(huán)按鈕；13表示液晶顯示屏，圖2中的液晶顯示屏I可用于顯示實時數(shù)據(jù)，而圖3中的液晶顯示屏13可用于顯示根據(jù)采集到的測量數(shù)據(jù)繪制的曲線以及采樣率。在實際應用中，可根據(jù)實際需要進行探頭更換，即根據(jù)被測物體形狀等的不同，選擇不同類型的探頭。圖2所示活動探頭8和基準探頭9為滑輪探頭，可應用于橡膠生產(chǎn)線上橡膠帶等流動面的厚度測量等；如果要測量管道內(nèi)外壁直徑和物體長度等，則可采用圖4所示的游標卡尺探頭；如果要測量球形物體的直徑等，則可采用圖5所示平面探頭；如果要測量某些孔深度等，則可采用圖6所示針式探頭。通常，將圖4 6中的各類型探頭的上部分作為活動探頭，下部分作為基準探頭。另外，在實際應用中，如果需要，可將外框的手柄2和基準平臺11均拆卸下來，將剩下的帶有位移傳感器6的部分單獨作為位移計使用。至此，即完成了關于本發(fā)明所述位移測量裝置的介紹?？傊?，采用本發(fā)明所述位移測量裝置，可通過遠程監(jiān)控主機來實現(xiàn)對位移測量裝置的遠程控制，無需人工現(xiàn)場操作，從而消除了人為因素的影響，進而提高了測量結果的準確性；而且，本發(fā)明所述位移測量裝置對靜態(tài)位移測量和動態(tài)位移測量均適用，并能夠實現(xiàn)連續(xù)性的動態(tài)位移測量，便于普及和推廣；另外，本發(fā)明所述位移測量裝置既可以作為某一系統(tǒng)的一個集成部件使用，又可以單獨使用，而且可根據(jù)實際需要進行拆卸，使用起來非常靈活方便；再有，本發(fā)明所述位移測量裝置可根據(jù)實際需要靈活更換探頭類型，從而能夠滿足不同場景下的位移測量需求。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種位移測量裝置，其特征在于，包括位移傳感器；所述位移傳感器中包括位移測量單元、無線通信單元以及信息處理單元； 所述位移測量單元與所述信息處理單元相連，所述信息處理單元與所述位移測量單元以及所述無線通信單元相連； 所述位移測量單元獲取被測物體的測量數(shù)據(jù)，發(fā)送給所述信息處理單元；所述信息處理單元采集所述位移測量單元輸出的測量數(shù)據(jù)，并將采集到的測量數(shù)據(jù)轉換成位移信息，發(fā)送給所述無線通信單元；所述無線通信單元將接收自所述信息處理單元的位移信息通過無線方式發(fā)送給遠程監(jiān)控主機； 所述無線通信單元接收所述遠程監(jiān)控主機發(fā)送來的操作指令，發(fā)送給所述信息處理單元；所述信息處理單元根據(jù)接收自所述無線通信單元的操作指令進行采集操作。
2.根據(jù)權利要求1所述的位移測量裝置，其特征在于，所述位移測量單元中包括互相連接的伸縮探頭和容柵傳感器； 所述伸縮探頭內(nèi)部設置有彈簧，當與被測物體接觸時，所述伸縮探頭收縮，當被測物體移開時，所述伸縮探頭伸出； 所述容柵傳感器根據(jù)所述伸縮探頭的伸縮情況生成測量數(shù)據(jù)，并發(fā)送給所述信息處理單元。
3.根據(jù)權利要求1所述的位移測量裝置，其特征在于， 所述信息處理單元在將所述位移信息發(fā)送給所述無線通信單元的同時，將所述位移測量裝置的標識發(fā)送給所述無線通信單元； 所述無線通信單元在將所述位移信息發(fā)送給所述遠程監(jiān)控主機的同時，將所述位移測量裝置的標識發(fā)送給所述遠程監(jiān)控主機。
4.根據(jù)權利要求1所述的位移測量裝置，其特征在于，所述位移傳感器中進一步包括面板控制單元，所述面板控制單元與所述信息處理單元相連；所述面板控制單元中包括顯示屏； 所述信息處理單元在將所述位移信息發(fā)送給所述無線通信單元的同時，將所述位移信息通過所述顯示屏進行顯示。
5.根據(jù)權利要求4所述的位移測量裝置，其特征在于，所述面板控制單元中進一步包括 用于控制所述無線通信單元的開啟與關閉的無線開啟關閉按鈕； 以及，通過有線方式與外界設備進行連接，將所述信息處理單元發(fā)送來的所述位移信息發(fā)送給所述外界設備的有線接口。
6.根據(jù)權利要求1 5中任一項所述的位移測量裝置，其特征在于，所述位移傳感器中進一步包括電池和電源管理單元； 所述電池為所述位移傳感器中的各組成部分進行供電； 所述電源管理單元與所述位移傳感器中的各組成部分均相連，對所述電池進行充放電管理，并對所述位移傳感器中的各組成部分的供電進行獨立管理，當任一組成部分空閑時，控制其進入休眠狀態(tài)或關閉對其的供電。
7.根據(jù)權利要求1 5中任一項所述的位移測量裝置，其特征在于，所述無線通信單元和所述信息處理單元通過系統(tǒng)芯片CC2430來實現(xiàn)。
8.根據(jù)權利要求2所述的位移測量裝置，其特征在于， 所述位移測量裝置中進一步包括外框；所述外框的上部分用于安裝所述位移傳感器，中間部分為手柄，下部分為基準平臺，所述手柄和基準平臺可拆卸； 所述位移測量裝置中進一步包括底座，通過所述底座將所述外框固定在指定設備上。
9.根據(jù)權利要求8所述的位移測量裝置，其特征在于， 所述伸縮探頭中包括互相連接的可伸縮尺以及活動探頭； 所述基準平臺上安裝有基準探頭，所述活動探頭和所述基準探頭組成一對配合使用，并支持在水平面內(nèi)任意改變角度。
10.根據(jù)權利要求9所述的位移測量裝置，其特征在于，所述活動探頭和所述基準探頭的類型相同，所述類型包括滑輪探頭、游標卡尺探頭、平面探頭以及針式探頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種位移測量裝置，包括位移傳感器；位移傳感器中包括位移測量單元、無線通信單元以及信息處理單元；位移測量單元獲取被測物體的測量數(shù)據(jù)，發(fā)送給信息處理單元；信息處理單元采集位移測量單元輸出的測量數(shù)據(jù)，并將采集到的測量數(shù)據(jù)轉換成位移信息，發(fā)送給無線通信單元；無線通信單元將接收自信息處理單元的位移信息通過無線方式發(fā)送給遠程監(jiān)控主機；無線通信單元接收遠程監(jiān)控主機發(fā)送來的操作指令，發(fā)送給信息處理單元；信息處理單元根據(jù)接收自無線通信單元的操作指令進行采集操作。應用本發(fā)明所述方案，能夠提高測量結果的準確性。
文檔編號G01B7/06GK103033123SQ20121053571
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權日2012年12月12日
發(fā)明者陳得民, 沈唯真 申請人:北京必創(chuàng)科技有限公司