本實用新型涉及非金屬厚度的測量，尤其涉及一種基于單片機(jī)的產(chǎn)品厚度檢測處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對測量精度的要求和效率也不斷提高，傳統(tǒng)的高精度測量儀建立在以人工計算為依據(jù)的基礎(chǔ)上。而由此帶來的許多不便，致使測量能力受到大幅度的限制。除此之外，一些數(shù)字式非金屬測量儀多采用接觸式測量，用途受到一定的約束；基于以上原因，提高非金屬測量的效率和精度，就成為測量水平提升的重要因素。研究表明，許多非金屬厚度的檢測是以位移為基礎(chǔ)的接觸式測量，測量方法很多，常見的有螺旋測微器、游標(biāo)卡尺等高精度測量儀；而非接觸式的測量常采用超聲、微波、射線等不同方法。在精度和效率上都可以滿足測量要求，但從它們造價高昂，而且部分需要防護(hù)設(shè)備，對人體的危害不可忽視。目前，由于大批量工業(yè)生產(chǎn)需要，對產(chǎn)品厚度的人工檢測已無法滿足生產(chǎn)的需求，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，基于單片機(jī)的測控系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力、電子、智能檢測等行業(yè)，微型計算機(jī)作為嵌入式控制系統(tǒng)的主體和核心，代替了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的常規(guī)電子電路，測控技術(shù)的發(fā)展和成熟也為智能檢測的普及與應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

同時，電容式傳感器是一種把被測的機(jī)械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器，其敏感部分具有可變參數(shù)，其最常用的形式是由兩個平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器。電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類，其中極距變化型，或稱為電容式壓力傳感器，一般用來測量微小的線位移或由于力、壓力、振動等引起的極距變化。電容式壓力傳感器一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個電極，當(dāng)薄膜感受壓力而變形時，薄膜與固定電極之間形成的電容量發(fā)生變化，通過測量電路即可輸出與電壓成一定關(guān)系的電信號。因此，有待研發(fā)一種結(jié)合電容式壓力傳感器，并用于非金屬厚度檢測的與自動檢測設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服上述不足，本實用新型的目的是向本領(lǐng)域提供一種基于單片機(jī)控制介質(zhì)系數(shù)可調(diào)的非金屬厚度測量設(shè)備，即一種基于單片機(jī)的產(chǎn)品厚度檢測處理系統(tǒng)，使其解決現(xiàn)有非金屬產(chǎn)品的厚度自動檢測不便的技術(shù)問題。其目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種基于單片機(jī)的產(chǎn)品厚度檢測處理系統(tǒng)，該產(chǎn)品厚度檢測處理系統(tǒng)的機(jī)架設(shè)有平臺，平臺設(shè)有環(huán)形電容式傳感器，即環(huán)形電容式傳感器為電容式壓力傳感器，平臺的上方和下方分別設(shè)有環(huán)形電容式傳感器的電容傳感器頭；其結(jié)構(gòu)設(shè)計要點是所述平臺的上方一側(cè)機(jī)架設(shè)有上滑軌，上滑軌的上滑板一側(cè)與上下滑道之間的上滾珠絲桿連接，上滾珠絲桿的一側(cè)伸出端設(shè)有上電機(jī)；所述上滑板另一側(cè)通過固定板與伸縮電機(jī)連接；所述機(jī)架的平臺設(shè)有臺板，臺板底部的平行軌道之間設(shè)有下滾珠絲桿，下滾珠絲桿的一側(cè)伸出端設(shè)有下電機(jī)，臺板上設(shè)有定位板；所述平臺上方環(huán)形電容式傳感器的電容傳感器頭設(shè)置于伸縮電機(jī)的伸縮端頭，平臺下方環(huán)形電容式傳感器的電容傳感器頭設(shè)置于定位板的定位頭，定位頭與伸縮電機(jī)的伸縮端頭相對設(shè)置；所述上電機(jī)、下電機(jī)、環(huán)形電容式傳感器通過線路與機(jī)架的控制器連接，控制器內(nèi)設(shè)有控制模塊，控制模塊以單片機(jī)AT89C51為主控制芯片，接受環(huán)形電容式傳感器反饋的電壓信號，控制器的按鍵輸入的介電常量，通過單片機(jī)內(nèi)部函數(shù)的處理，環(huán)形電容式傳感器為數(shù)據(jù)信號采集模塊，主要由電壓信號采集電路構(gòu)成。上述環(huán)形電容式傳感器采用Biduk公司生產(chǎn)的C1PN-R1520N-03U2，機(jī)架設(shè)有上滾珠絲桿、下滾珠絲桿和伸縮電機(jī)組成的三維坐標(biāo)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，使電容傳感器頭的相對設(shè)置調(diào)節(jié)更方便，更精確。環(huán)形電容式傳感器反饋的電壓信號和按鍵輸入的介電常量，通過單片機(jī)內(nèi)部函數(shù)的處理，判斷檢測出非金屬產(chǎn)品的厚度數(shù)值。

所述定位頭通過下滑板設(shè)置于定位板，定位板與下滑板之間通過凸起的筋條和螺釘連接，定位板的四個端角分別設(shè)有墊塊。上述結(jié)構(gòu)便于設(shè)置于定位板的定位頭，以及設(shè)置于定位頭的電容傳感器頭位置調(diào)節(jié)進(jìn)一步方便。

所述上滑板與固定板之間設(shè)有角度電機(jī)，即角度電機(jī)通過固定板與伸縮電機(jī)連接，伸縮電機(jī)設(shè)置于固定板，角度電機(jī)通過線路與機(jī)架的控制器連接。上述結(jié)構(gòu)便于伸縮電機(jī)，以及設(shè)置于伸縮電機(jī)的電容傳感器頭角度進(jìn)一步調(diào)節(jié)。

所述定位板的一側(cè)設(shè)有電機(jī)推桿，電機(jī)推桿通過線路與機(jī)架的控制器連接。電機(jī)推桿為步進(jìn)電機(jī)模塊，單片機(jī)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，當(dāng)產(chǎn)品厚度不達(dá)標(biāo)時步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)推出產(chǎn)品，達(dá)到一定距離后反轉(zhuǎn)復(fù)位。

所述平臺設(shè)有物料輸入口和物料輸出口，物料輸入口和物料輸出口分別設(shè)有輸入推桿和輸出推桿，輸入推桿、輸出推桿分別通過線路與機(jī)架的控制器連接。上述結(jié)構(gòu)便于平臺上進(jìn)料和出料的自動化。

本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，自動化程度高，使用方便、精確，特別是電容傳感器頭調(diào)節(jié)方便；其適合作為非金屬產(chǎn)品的厚度測量，以及同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的俯視部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1的左視部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實用新型的工作原理方框圖。

附圖序號及名稱：1、機(jī)架，2、上滑軌，3、上滑板，4、上滾珠絲桿，5、上電機(jī)，6、平臺，7、定位板，8、臺板，9、下滾珠絲桿，10、控制器，11、電機(jī)推桿，12、角度電機(jī)，13、伸縮電機(jī)，14、固定板，15、定位頭，16、下滑板，17、下電機(jī)。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖，對本實用新型結(jié)構(gòu)和使用作進(jìn)一步描述。如圖1～圖3所示，該產(chǎn)品厚度檢測處理系統(tǒng)的機(jī)架1設(shè)有平臺6，平臺設(shè)有環(huán)形電容式傳感器，即環(huán)形電容式傳感器為電容式壓力傳感器，平臺的上方和下方分別設(shè)有環(huán)形電容式傳感器的電容傳感器頭。具體結(jié)構(gòu)如下：平臺上方一側(cè)機(jī)架設(shè)有上滑軌2，上滑軌的上滑板3一側(cè)與上下滑道之間的上滾珠絲桿4連接，上滾珠絲桿的一側(cè)伸出端設(shè)有上電機(jī)5；上滑板另一側(cè)通過固定板14與伸縮電機(jī)13連接，上滑板與固定板之間設(shè)有角度電機(jī)12，即角度電機(jī)通過固定板與伸縮電機(jī)連接，伸縮電機(jī)設(shè)置于固定板。機(jī)架的平臺設(shè)有臺板8，臺板底部的平行軌道之間設(shè)有下滾珠絲桿9，下滾珠絲桿的一側(cè)伸出端設(shè)有下電機(jī)17，臺板上設(shè)有定位板7，定位頭15通過下滑板16設(shè)置于定位板，定位板與下滑板之間通過凸起的筋條和螺釘連接，定位板的一側(cè)設(shè)有電機(jī)推桿11。平臺上方環(huán)形電容式傳感器的電容傳感器頭設(shè)置于伸縮電機(jī)的伸縮端頭，平臺下方環(huán)形電容式傳感器的電容傳感器頭設(shè)置于定位板的定位頭15，定位頭與伸縮電機(jī)的伸縮端頭相對設(shè)置，定位板的四個端角分別設(shè)有墊塊；上電機(jī)、下電機(jī)、角度電機(jī)、電機(jī)推桿、環(huán)形電容式傳感器通過線路與機(jī)架的控制器10連接。同時，如圖4所示，控制器內(nèi)設(shè)有控制模塊，控制模塊以單片機(jī)AT89C51為主控制芯片，接受環(huán)形電容式傳感器反饋的電壓信號，控制器的按鍵輸入的介電常量，通過單片機(jī)內(nèi)部函數(shù)的處理，環(huán)形電容式傳感器為數(shù)據(jù)信號采集模塊，主要由電壓信號采集電路構(gòu)成。

同時平臺亦可設(shè)有物料輸入口和物料輸出口，物料輸入口和物料輸出口分別設(shè)有輸入推桿和輸出推桿，輸入推桿、輸出推桿分別通過線路與機(jī)架的控制器連接；上述電機(jī)推桿和伸縮電機(jī)，以及輸入推桿和輸出推桿亦可采用氣動的氣缸結(jié)構(gòu)，

該系統(tǒng)是一種基于單片機(jī)控制的智能測控系統(tǒng)，主要由控制模塊、數(shù)據(jù)信號采集模塊和步進(jìn)電機(jī)模塊組成，其中環(huán)形電容式傳感器的電壓信號采集電路直接與單片機(jī)相連，單片機(jī)輸出部分連接步進(jìn)電機(jī)，進(jìn)而控制生產(chǎn)線的產(chǎn)品檢驗。如圖4所示，各模塊的結(jié)構(gòu)和作用具體如下：1）控制模塊采用單片機(jī)AT89C51為主控制芯片，用來接受環(huán)形電容式傳感器反饋發(fā)來的電壓信號，并與控制器的按鍵輸入的介電常量，通過單片機(jī)內(nèi)部函數(shù)的處理，發(fā)出驅(qū)動信號到步進(jìn)電機(jī)模塊；2）數(shù)據(jù)信號采集模塊主要由電壓信號采集電路構(gòu)成，其中環(huán)形電容式傳感器采用Biduk公司生產(chǎn)的C1PN-R1520N-03U2；3）步進(jìn)電機(jī)模塊的單片機(jī)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，當(dāng)產(chǎn)品厚度不達(dá)標(biāo)時步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)推出產(chǎn)品，達(dá)到一定距離后反轉(zhuǎn)復(fù)位。上述單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)通信、信號采集、控制等功能，使用環(huán)形電容式傳感器實現(xiàn)無接觸測量，利用電機(jī)推桿實現(xiàn)對次品的排除；單片機(jī)的輸入信號主要為電壓信號，以及通過按鍵輸入產(chǎn)品的介電常量，通過環(huán)形電容式傳感器電容值的計算，實現(xiàn)電壓到電容的轉(zhuǎn)換；再通過鏡像法分析環(huán)形電容式傳感器的測厚原理，實現(xiàn)電容到厚度的轉(zhuǎn)換。當(dāng)厚度未達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時，通過單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的運轉(zhuǎn)，排除不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。

綜上所述，本實用新型旨在開發(fā)出一套成本低廉、高精度、高效率，主要滿足工業(yè)生產(chǎn)線等場合的智能測控系統(tǒng)；該系統(tǒng)采用了當(dāng)今比較成熟的傳感技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)，利用多參數(shù)來實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)線產(chǎn)品的檢驗。