專利名稱：一種鋼板厚度檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼板厚度的檢測裝置和方法，特別涉及一種通過氣缸加載、傳感器測量的檢測裝置及方法，屬于測量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在冶金行業(yè)中，鋼板厚度是鋼板規(guī)格的重要指標(biāo)之一。鋼板的厚度測量分成接觸式檢測和非接觸式檢測。不同厚度規(guī)格的鋼板要求公差范圍不同，使用傳統(tǒng)的檢測工具需要工人根據(jù)鋼板厚度規(guī)格手動(dòng)選擇合適的量程，定位、切換操作繁瑣，測量速度較慢且誤差隨機(jī)性較大，測量工具長期使用會(huì)出現(xiàn)磨損從而導(dǎo)致誤差偏移、影響測量結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決傳統(tǒng)手工測量鋼板厚度方法操作繁瑣，精度較低的問題，本發(fā)明提出一種對(duì)鋼板厚度檢測的裝置與方法，從而實(shí)現(xiàn)高精度的鋼板厚度電子化測量。鋼板厚度檢測裝置由加載測量系統(tǒng)、剪鉗結(jié)構(gòu)組成；剪鉗結(jié)構(gòu)一端夾緊鋼板，另一端與加載測量系統(tǒng)連接，由加載測量系統(tǒng)完成加載、鋼板厚度測量測量和通信。一種鋼板厚度檢測裝置，該裝置由加載測量系統(tǒng)和剪鉗結(jié)構(gòu)組成；加載測量系統(tǒng)包括主控模塊、加載模塊和傳感器模塊；主控模塊包括微控制器單元、信號(hào)調(diào)理單元和加載控制單元；加載模塊包括閥控單元、氣缸和氣源；傳感器模塊包括位移傳感器和壓力傳感器；微控制器單元分別與信號(hào)調(diào)理單元、加載控制單元連接；信號(hào)調(diào)理單元分別與位移傳感器、壓力傳感器連接；加載控制單元與閥控單元連接，閥控單元分別與氣缸、氣源連接；剪鉗結(jié)構(gòu)的兩端A和B均有一個(gè)開口，A端的開口用于放置被測鋼板，B端的開口中設(shè)置氣缸，B端開口隨氣缸活塞桿伸長而張開，同時(shí)A端的開口隨B端開口的張開而夾緊鋼板；微控制器單元向加載控制單元發(fā)出加載控制信號(hào)，加載控制單元將該加載控制信號(hào)傳輸給閥控單元，閥控單元根據(jù)接收的加載控制信號(hào)控制氣源迫使氣缸活塞桿伸長以及控制氣缸收縮到原位；信號(hào)調(diào)理單元接收位移傳感器傳來的位移信號(hào)和壓力傳感器壓力信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，并將處理后的信號(hào)傳輸給微控制器單元進(jìn)行處理，其中，位移傳感器用于測量氣缸活塞桿伸長的長度，壓力傳感器用于測量氣缸活塞桿給剪鉗結(jié)構(gòu)的壓力。進(jìn)一步地，主控模塊包括顯示單元、存儲(chǔ)單元、無線通信單元、接口單元；顯示單元顯示從微控制器單元輸出的信息，存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)微控制器單元輸出的信息，無線通信單元將微控制器單元輸出的信息按需求發(fā)送到指定地點(diǎn)，接口單元接收外部信號(hào)，將外部信號(hào)傳輸給微控制器單元以實(shí)現(xiàn)外部控制。所述的信號(hào)調(diào)理單元是由濾波電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路組成；濾波電路分別與位移傳感器、壓力傳感器連接，濾波電路用于實(shí)現(xiàn)將位移傳感器傳來的位移信號(hào)和壓力傳感器壓力信號(hào)進(jìn)行濾波處理；放大電路與濾波電路連接，放大電路用于將濾波電路傳來的信號(hào)進(jìn)行放大處理；A/D轉(zhuǎn)換電路與放大電路、微控制器單元連接，A/D轉(zhuǎn)換電路用于實(shí)現(xiàn)將放大電路傳來的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理，并將經(jīng)過處理的信號(hào)傳出給微控制器單元?；谏鲜鲅b置，本發(fā)明所述的一種鋼板厚度檢測方法，具體如下步驟一建立鋼板厚度檢測裝置位移傳感器所測位移量S與鋼板厚度H的高次曲線模型；H = a0+aiS+a2S2+. . +amSm (1)其中，a0-affl為模型系數(shù)，m為高次曲線模型的階數(shù)；步驟二 確定高次曲線模型中的模型系數(shù)；al、確定本裝置所測位移量的最大量程，將最大量程劃分成i個(gè)子區(qū)間，i個(gè)子區(qū)間以國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格鋼板厚度為分界點(diǎn)；a2、利用本裝置測量國家標(biāo)準(zhǔn)尺寸的鋼板，獲取各分界點(diǎn)處的鋼板厚度和位移傳感器數(shù)據(jù)；測量每種尺寸的鋼板時(shí)，將待測鋼板放置在剪鉗結(jié)構(gòu)的A端，微控制器單元向加載控制單元發(fā)出加載信號(hào)，控制氣源迫使氣缸活塞桿伸長，剪鉗結(jié)構(gòu)A端逐漸夾緊；同時(shí)微控制器單元判斷壓力傳感器采集的壓力信號(hào)達(dá)到預(yù)設(shè)壓力P時(shí)，微控制器單元給加載控制單元鎖緊控制信號(hào)，加載控制單元將該信號(hào)傳遞給閥控單元，閥控單元控制氣缸鎖緊；微控制器單元記錄此時(shí)的位移傳感器數(shù)據(jù)；然后微控制器單元發(fā)送卸載信號(hào)給加載單元，加載單元將該信號(hào)傳遞給加載模塊的閥控單元，閥控單元控制氣缸收縮到原位；a3、根據(jù)各分界點(diǎn)的鋼板厚度和位移傳感器數(shù)據(jù)擬合得到高次曲線模型的各模型參數(shù)；步驟三零點(diǎn)校準(zhǔn)，即計(jì)算高次曲線模型的定零點(diǎn)校正補(bǔ)償系數(shù)b ；剪鉗結(jié)構(gòu)A端在不放置待測鋼板，微控制器單元發(fā)出加載信號(hào)，控制氣源迫使氣缸活塞桿伸長，此時(shí)，剪鉗結(jié)構(gòu)B端開始加載；同時(shí)，微處理器單元讀取壓力傳感器采集的壓力值，當(dāng)壓力值達(dá)到預(yù)設(shè)壓力P時(shí)，微控制器單元給加載控制單元鎖緊控制信號(hào)，控制氣缸鎖緊；記錄此時(shí)位移傳感器所測的位移量S'，代入公式(1)得到鋼板厚度H'，計(jì)算零點(diǎn)校正補(bǔ)償系數(shù)b = H' -B0-B1S' -a2S' 2-a3S' 3-. . . -afflS' m ；然后微控制器單元給加載控制單元卸載信號(hào)，加載模塊的閥控單元控制氣缸收縮原位；零點(diǎn)校準(zhǔn)結(jié)束后得到校正后的高次曲線模型如下H = a0+aiS+a2S2+. · +amSm+b (2)步驟四實(shí)際鋼板測量；將待測鋼板放置在剪鉗結(jié)構(gòu)的A端，微控制器單元向加載控制單元發(fā)出加載信號(hào)，控制氣源迫使氣缸活塞桿伸長，剪鉗結(jié)構(gòu)A端逐漸夾緊；當(dāng)壓力傳感器采集的壓力信號(hào)達(dá)到預(yù)設(shè)壓力P時(shí)，微控制器單元控制氣缸鎖緊；微控制器單元將當(dāng)前的位移傳感器數(shù)據(jù)代入公式( 得到測量的鋼板厚度；最后，微控制器單元發(fā)送卸載信號(hào)給加載單元，控制氣缸收縮到原位，鋼板厚度測量結(jié)束。該方法進(jìn)一步包括微控制器單元控制顯示單元實(shí)時(shí)顯示壓力傳感器和位移傳感器的測量值，以及鋼板厚度的計(jì)算結(jié)果；微控制器單元將鋼板厚度的檢測結(jié)果使用Zigbee 無線通信技術(shù)按需求發(fā)送到指定地點(diǎn)；微控制器單元通過接口單元接受外部控制。
有益效果1.本發(fā)明一種鋼板厚度檢測方法及裝置，使用剪鉗結(jié)構(gòu)、加載測量系統(tǒng)進(jìn)行鋼板厚度測量，對(duì)比傳統(tǒng)的手工測量方法操作繁瑣的問題，本發(fā)明采用微處理器和傳感器相結(jié)合控制方式使得鋼板測量裝置的操作簡單，無需頻繁的量程切換，實(shí)現(xiàn)了電子化測量鋼板的厚度。2.本發(fā)明通過高精度的位移傳感器測量加載位移，壓力傳感器監(jiān)測剪鉗結(jié)構(gòu)加載力，同時(shí)采用高次曲線擬合模型擬合鋼板的厚度，能夠獲得高精度的測量結(jié)果。


圖1為鋼板厚度檢測裝置原理結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1中的加載測量系統(tǒng)原理框圖；圖3為圖1中的信號(hào)調(diào)理電路單元原理框圖；圖4為圖1中的鋼板厚度檢測裝置與剪鉗結(jié)構(gòu)連接關(guān)系示例圖；圖5為鋼板厚度計(jì)算模型流程圖；圖6為鋼板厚度測量過程流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明一種鋼板厚度檢測裝置，如圖1所示，它是由加載測量系統(tǒng)1、剪鉗結(jié)構(gòu)2組成；剪鉗結(jié)構(gòu)2的兩端A和B均有一個(gè)開口，A端的開口用于放置被測鋼板，B端的開口中設(shè)置氣缸4-2，B端開口隨氣缸4-2活塞桿伸長而張開，同時(shí)A端的開口隨B端開口的張開而夾緊鋼板。加載測量系統(tǒng)1，如圖2所示，包括主控模塊3、加載模塊4和傳感器模塊5 ；主控模塊3包括微控制器單元3-1、信號(hào)調(diào)理單元3-2和加載控制單元3-3、顯示單元3-4、存儲(chǔ)單元3-5、無線通信單元3-6、接口單元3-7 ；加載模塊4包括閥控單元4_1、氣缸4_2和氣源
4-3；傳感器模塊5包括位移傳感器5-1和壓力傳感器5-2 ；微控制器單元3-1分別與信號(hào)調(diào)理單元3-2、加載控制單元3-3、顯示單元3_4、存儲(chǔ)單元3-5、無線通信單元3-6、接口單元3-7連接；信號(hào)調(diào)理單元3-2分別與位移傳感器
5-1、壓力傳感器5-2連接；加載控制單元3-3與閥控單元4-1連接，閥控單元4_1分別與氣缸4-2、氣源4-3連接；微控制器單元3-1向加載控制單元3-3發(fā)出加載控制信號(hào)，加載控制單元3-3將該加載控制信號(hào)傳輸給閥控單元4-1，閥控單元4-1根據(jù)接收的加載控制信號(hào)控制氣源4-3 迫使氣缸4-2活塞桿伸長以及控制氣缸4-2收縮到原位；信號(hào)調(diào)理單元3-2接收位移傳感器5-1傳來的位移信號(hào)和壓力傳感器5-2壓力信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，并將處理后的信號(hào)傳輸給微控制器單元3-1進(jìn)行處理，其中，位移傳感器5-1用于測量氣缸4-2活塞桿伸長的長度，壓力傳感器5-2用于測量氣缸4-2活塞桿給剪鉗結(jié)構(gòu)2的壓力；顯示單元3-4顯示從微控制器單元3-1輸出的信息，存儲(chǔ)單元3-5用于存儲(chǔ)微控制器單元3-1輸出的信息，無線通信單元3-6將微控制器單元3-1輸出的信息按需求發(fā)送到指定地點(diǎn)，接口單元3-7接收外部信號(hào)，將外部信號(hào)傳輸給微控制器單元3-1以實(shí)現(xiàn)外部控制。
所述的信號(hào)調(diào)理單元3-2，如圖3所示，由濾波電路3-2-1、放大電路3-2_2、A/D轉(zhuǎn)換電路3-2-3組成；濾波電路3-2-1分別與位移傳感器5-1、壓力傳感器5_2連接，濾波電路3-2-1用于實(shí)現(xiàn)將位移傳感器5-1傳來的位移信號(hào)和壓力傳感器5-2壓力信號(hào)進(jìn)行濾波處理；放大電路3-2-2與濾波電路3-2-1連接，放大電路3-2-2用于將濾波電路3_2_1傳來的信號(hào)進(jìn)行放大處理；A/D轉(zhuǎn)換電路3-2-3與放大電路3-2-2、微控制器單元3_1連接，A/D 轉(zhuǎn)換電路3-2-3用于實(shí)現(xiàn)將放大電路3-2-2傳來的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理，并將經(jīng)過處理的信號(hào)傳輸給微控制器單元3-1 ；具體地，剪鉗結(jié)構(gòu)2B端開口結(jié)構(gòu)與加載測量系統(tǒng)中的氣缸4-2、位移傳感器5-1和壓力傳感器5-2連接關(guān)系如圖4所示，氣缸和壓力傳感器并列位于剪鉗結(jié)構(gòu)2B端開口結(jié)構(gòu)中，氣缸的活塞桿與剪鉗結(jié)構(gòu)2B端開口結(jié)構(gòu)之間連接壓力傳感器；在實(shí)際操作過程中，氣缸4-2可以采用具有單向或者雙向移動(dòng)活塞桿的；而位移傳感器5-1可采用拉桿式直線位移傳感器?；谏鲜鲅b置，本發(fā)明所述的一種鋼板厚度檢測方法，如圖6所示，具體工作過程如下步驟一建立鋼板厚度檢測裝置位移傳感器所測位移量S與鋼板厚度H的高次曲線模型；H = a0+aiS+a2S2+. · +amSm (1)其中，a0-affl為模型系數(shù)，m為高次曲線模型的階數(shù)；步驟二 確定高次曲線模型中的模型系數(shù)，具體流程如圖5所示；al、確定本裝置所測位移量的最大量程，將最大量程劃分成i個(gè)子區(qū)間，i個(gè)子區(qū)間以國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格鋼板厚度為分界點(diǎn)；a2、利用本裝置測量國家標(biāo)準(zhǔn)尺寸的鋼板，獲取各分界點(diǎn)處的鋼板厚度和位移傳感器數(shù)據(jù)；測量每種尺寸的鋼板時(shí)，將待測鋼板放置在剪鉗結(jié)構(gòu)的A端，微控制器單元向加載控制單元發(fā)出加載信號(hào)，控制氣源迫使氣缸活塞桿伸長，剪鉗結(jié)構(gòu)A端逐漸夾緊；同時(shí)微控制器單元判斷壓力傳感器采集的壓力信號(hào)達(dá)到預(yù)設(shè)壓力P時(shí)，微控制器單元給加載控制單元鎖緊控制信號(hào)，加載控制單元將該信號(hào)傳遞給閥控單元，閥控單元控制氣缸鎖緊；微控制器單元記錄此時(shí)的位移傳感器數(shù)據(jù)；然后微控制器單元發(fā)送卸載信號(hào)給加載單元，加載單元將該信號(hào)傳遞給加載模塊的閥控單元，閥控單元控制氣缸收縮到原位；a3、根據(jù)各分界點(diǎn)的鋼板厚度和位移傳感器數(shù)據(jù)擬合得到高次曲線模型的各模型參數(shù)；步驟三零點(diǎn)校準(zhǔn)，即計(jì)算高次曲線模型的定零點(diǎn)校正補(bǔ)償系數(shù)b ；剪鉗結(jié)構(gòu)A端在不放置待測鋼板，微控制器單元發(fā)出加載信號(hào)，控制氣源迫使氣缸活塞桿伸長，此時(shí)，剪鉗結(jié)構(gòu)B端開始加載；同時(shí)，微處理器單元讀取壓力傳感器采集的壓力值，當(dāng)壓力值達(dá)到預(yù)設(shè)壓力P時(shí)，微控制器單元給加載控制單元鎖緊控制信號(hào)，控制氣缸鎖緊；記錄此時(shí)位移傳感器所測的位移量S'，代入公式(1)得到鋼板厚度H'，計(jì)算零點(diǎn)校正補(bǔ)償系數(shù)b = H' -B0-B1S' -a2S' 2-a3S' 3-. . . -afflS' m ；然后微控制器單元給加載控制單元卸載信號(hào)，加載模塊的閥控單元控制氣缸收縮原位；零點(diǎn)校準(zhǔn)結(jié)束后得到校正后的高次曲線模型如下
H = a0+aiS+a2S2+. · +amSm+b (2)步驟四實(shí)際鋼板測量；將待測鋼板放置在剪鉗結(jié)構(gòu)的A端，微控制器單元向加載控制單元發(fā)出加載信號(hào)，控制氣源迫使氣缸活塞桿伸長，剪鉗結(jié)構(gòu)A端逐漸夾緊；當(dāng)壓力傳感器采集的壓力信號(hào)達(dá)到預(yù)設(shè)壓力P時(shí)，微控制器單元控制氣缸鎖緊；微控制器單元將當(dāng)前的位移傳感器數(shù)據(jù)代入公式( 得到測量的鋼板厚度；最后，微控制器單元發(fā)送卸載信號(hào)給加載單元，控制氣缸收縮到原位，鋼板厚度測量結(jié)束。該方法進(jìn)一步包括微控制器單元控制顯示單元實(shí)時(shí)顯示壓力傳感器和位移傳感器的測量值，以及鋼板厚度的計(jì)算結(jié)果；微控制器單元將鋼板厚度的檢測結(jié)果使用Zigbee 無線通信技術(shù)按需求發(fā)送到指定地點(diǎn)；微控制器單元通過接口單元接受外部控制。
權(quán)利要求
1.一種鋼板厚度檢測裝置，其特征在于該裝置由加載測量系統(tǒng)(1)和剪鉗結(jié)構(gòu)(2) 組成；加載測量系統(tǒng)(1)包括主控模塊(3)、加載模塊(4)和傳感器模塊(5)；主控模塊(3) 包括微控制器單元(3-1)、信號(hào)調(diào)理單元(3- 和加載控制單元(3-3)；加載模塊(4)包括閥控單元G-1)、氣缸(4- 和氣源G-3)；傳感器模塊( 包括位移傳感器(5-1)和壓力傳感器(5-2)；微控制器單元(3-1)分別與信號(hào)調(diào)理單元(3-2)、加載控制單元(3- 連接；信號(hào)調(diào)理單元(3- 分別與位移傳感器(5-1)、壓力傳感器(5- 連接；加載控制單元(3- 與閥控單元(4-1)連接，閥控單元(4-1)分別與氣缸(4-2)、氣源(4-3)連接；剪鉗結(jié)構(gòu)⑵的兩端A和B均有一個(gè)開口，A端的開口用于放置被測鋼板，B端的開口中設(shè)置氣缸G-2)，B端開口隨氣缸(4-2)活塞桿伸長而張開，同時(shí)A端的開口隨B端開口的張開而夾緊鋼板；微控制器單元(3-1)向加載控制單元(3- 發(fā)出加載控制信號(hào)，加載控制單元(3-3) 將該加載控制信號(hào)傳輸給閥控單元G-1)，閥控單元根據(jù)接收的加載控制信號(hào)控制氣源(4- 迫使氣缸(4- 活塞桿伸長以及控制氣缸(4- 收縮到原位；信號(hào)調(diào)理單元 (3-2)接收位移傳感器(5-1)傳來的位移信號(hào)和壓力傳感器(5- 壓力信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理， 并將處理后的信號(hào)傳輸給微控制器單元(3-1)進(jìn)行處理，其中，位移傳感器(5-1)用于測量氣缸(4-2)活塞桿伸長的長度，壓力傳感器(5-2)用于測量氣缸(4-2)活塞桿給剪鉗結(jié)構(gòu) O)的壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋼板厚度檢測裝置，其特征在于主控模塊(3)進(jìn)一步包括顯示單元(3-4)、存儲(chǔ)單元(3-5)、無線通信單元(3-6)、接口單元(3-7)；顯示單元(3_4) 顯示從微控制器單元(3-1)輸出的信息，存儲(chǔ)單元(3- 用于存儲(chǔ)微控制器單元(3-1)輸出的信息，無線通信單元(3-6)將微控制器單元(3-1)輸出的信息按需求發(fā)送到指定地點(diǎn)， 接口單元(3-7)接收外部信號(hào)，將外部信號(hào)傳輸給微控制器單元(3-1)以實(shí)現(xiàn)外部控制。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鋼板厚度檢測裝置，其特征在于所述的信號(hào)調(diào)理單元 (3-2)是由濾波電路(3-2-1)、放大電路(3-2-2)、A/D轉(zhuǎn)換電路(3-2- 組成；濾波電路 (3-2-1)分別與位移傳感器(5-1)、壓力傳感器(5- 連接，濾波電路(3-2-1)用于實(shí)現(xiàn)將位移傳感器(5-1)傳來的位移信號(hào)和壓力傳感器(5- 壓力信號(hào)進(jìn)行濾波處理；放大電路 (3-2-2)與濾波電路(3-2-1)連接，放大電路(3-2- 用于將濾波電路(3_2_1)傳來的信號(hào)進(jìn)行放大處理；A/D轉(zhuǎn)換電路(3-2- 與放大電路(3-2-2)、微控制器單元(3_1)連接，A/D 轉(zhuǎn)換電路(3-2- 用于實(shí)現(xiàn)將放大電路(3-2- 傳來的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理，并將經(jīng)過處理的信號(hào)傳輸給微控制器單元(3-1)。
4.一種鋼板厚度檢測方法，其特征在于該方法基于權(quán)利要求1所述的鋼板厚度檢測裝置，鋼板厚度檢測方法如下步驟一建立鋼板厚度檢測裝置位移傳感器所測位移量S與鋼板厚度H的高次曲線模型；H = a0+aiS+a2S2+. · +amSm (1)其中，a0-affl為模型系數(shù)，m為高次曲線模型的階數(shù)；步驟二 確定高次曲線模型中的模型系數(shù)；al、確定本裝置所測位移量的最大量程，將最大量程劃分成i個(gè)子區(qū)間，i個(gè)子區(qū)間以國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格鋼板厚度為分界點(diǎn)；a2、利用本裝置測量國家標(biāo)準(zhǔn)尺寸的鋼板，獲取各分界點(diǎn)處的鋼板厚度和位移傳感器數(shù)據(jù)；測量每種尺寸的鋼板時(shí)，將待測鋼板放置在剪鉗結(jié)構(gòu)的A端，微控制器單元向加載控制單元發(fā)出加載信號(hào)，控制氣源迫使氣缸活塞桿伸長，剪鉗結(jié)構(gòu)A端逐漸夾緊；同時(shí)微控制器單元判斷壓力傳感器采集的壓力信號(hào)達(dá)到預(yù)設(shè)壓力P時(shí)，微控制器單元給加載控制單元鎖緊控制信號(hào)，加載控制單元將該信號(hào)傳遞給閥控單元，閥控單元控制氣缸鎖緊；微控制器單元記錄此時(shí)的位移傳感器數(shù)據(jù)；然后微控制器單元發(fā)送卸載信號(hào)給加載單元，加載單元將該信號(hào)傳遞給加載模塊的閥控單元，閥控單元控制氣缸收縮到原位；a3、根據(jù)各分界點(diǎn)的鋼板厚度和位移傳感器數(shù)據(jù)擬合得到高次曲線模型的各模型參數(shù)；步驟三零點(diǎn)校準(zhǔn)，即計(jì)算高次曲線模型的定零點(diǎn)校正補(bǔ)償系數(shù)b ； 剪鉗結(jié)構(gòu)A端在不放置待測鋼板，微控制器單元發(fā)出加載信號(hào)，控制氣源迫使氣缸活塞桿伸長，此時(shí)，剪鉗結(jié)構(gòu)B端開始加載；同時(shí)，微處理器單元讀取壓力傳感器采集的壓力值，當(dāng)壓力值達(dá)到預(yù)設(shè)壓力P時(shí)，微控制器單元給加載控制單元鎖緊控制信號(hào)，控制氣缸鎖緊；記錄此時(shí)位移傳感器所測的位移量S'，代入公式(1)得到鋼板厚度H'，計(jì)算零點(diǎn)校正補(bǔ)償系數(shù)b = H' -B0-B1S' -a2S' 2-a3S' 3-. . . -afflS' m ；然后微控制器單元給加載控制單元卸載信號(hào)，加載模塊的閥控單元控制氣缸收縮原位；零點(diǎn)校準(zhǔn)結(jié)束后得到校正后的高次曲線模型如下H = a0+aiS+a2S2+. · +amSm+b (2) 步驟四實(shí)際鋼板測量；將待測鋼板放置在剪鉗結(jié)構(gòu)的A端，微控制器單元向加載控制單元發(fā)出加載信號(hào)，控制氣源迫使氣缸活塞桿伸長，剪鉗結(jié)構(gòu)A端逐漸夾緊；當(dāng)壓力傳感器采集的壓力信號(hào)達(dá)到預(yù)設(shè)壓力P時(shí)，微控制器單元控制氣缸鎖緊；微控制器單元將當(dāng)前的位移傳感器數(shù)據(jù)代入公式( 得到測量的鋼板厚度；最后，微控制器單元發(fā)送卸載信號(hào)給加載單元，控制氣缸收縮到原位，鋼板厚度測量結(jié)束。
5.如權(quán)利要求4所述的一種鋼板厚度檢測方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括微控制器單元控制顯示單元實(shí)時(shí)顯示壓力傳感器和位移傳感器的測量值，以及鋼板厚度的計(jì)算結(jié)果。
6.如權(quán)利要求4所述的一種鋼板厚度檢測方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括微控制器單元將鋼板厚度的檢測結(jié)果使用無線通信技術(shù)按需求發(fā)送到指定地點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求4所述的一種鋼板厚度檢測方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括微控制器單元通過接口單元接受外部控制。
8.如權(quán)利要求6所述的一種鋼板厚度檢測方法，其特征在于無線電通信采用Zigbee 無線通信技術(shù)。
全文摘要
為了解決傳統(tǒng)手工測量鋼板厚度方法操作繁瑣，精度較低的問題，本發(fā)明涉及一種鋼板厚度的檢測裝置和方法，特別涉及一種通過氣缸加載、傳感器測量的檢測裝置及方法，屬于測量領(lǐng)域。鋼板厚度檢測裝置由加載測量系統(tǒng)、剪鉗結(jié)構(gòu)組成；剪鉗結(jié)構(gòu)一端夾緊鋼板，另一端與加載測量系統(tǒng)連接，由加載測量系統(tǒng)完成加載、鋼板厚度測量測量和通信。本發(fā)明采用微處理器和傳感器相結(jié)合控制方式使得鋼板測量裝置的操作簡單，無需頻繁的量程切換，實(shí)現(xiàn)了電子化測量鋼板的厚度，同時(shí)本發(fā)明通過高精度的位移傳感器測量加載位移，壓力傳感器監(jiān)測剪鉗結(jié)構(gòu)加載力，同時(shí)采用高次曲線擬合模型擬合鋼板的厚度，能夠獲得高精度的測量結(jié)果。
文檔編號(hào)G01B21/08GK102410824SQ20111022470
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者王軍政, 郭坤, 馬立玲 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)