電感式測微數(shù)字調(diào)理器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于測量調(diào)整【技術(shù)領(lǐng)域】，提出一種電感式測微數(shù)字調(diào)理器，提出的電感式測微數(shù)字調(diào)理器連接在電感傳感器（17）的輸出端，包括有信號調(diào)理模塊（16）、單片機(jī)數(shù)字化處理模塊（15）、通信模塊（14）和顯示模塊（13）；可獨立工作的顯示模塊（13）包括有顯示驅(qū)動和操作面板；操作面板上具有顯示屏（8）、復(fù)位調(diào)零鍵（9）、設(shè)置鍵和模式鍵（11）。本實用新型實現(xiàn)了電感傳感器的準(zhǔn)確快捷安裝或更換，提高了測量的效率，降低了測量的系統(tǒng)成本及工人的勞動強(qiáng)度，實現(xiàn)了數(shù)字智能化調(diào)理的目的。
【專利說明】電感式測微數(shù)字調(diào)理器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于測量調(diào)整【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電感式測微數(shù)字調(diào)理器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前公知的電感傳感器通過放大器輸出的為模擬信號或數(shù)字信號，使用者對電感傳感器零點、倍率的調(diào)節(jié)，都通過調(diào)理器上相應(yīng)的電位器在現(xiàn)場進(jìn)行校正調(diào)節(jié)，使得電感傳感器和放大器的可靠性下降，IP等級下降；同樣對于電感傳感器與放大器一體式的產(chǎn)品，電感傳感器損壞時，現(xiàn)場更換電感傳感器無法達(dá)到標(biāo)稱化，不可避免的造成測量誤差；而對于數(shù)字放大器來說，數(shù)字放大器的通訊地址碼不可現(xiàn)場設(shè)置，用戶無法自由組合系統(tǒng)，給用戶帶來使用不便；維護(hù)成本增加。
實用新型內(nèi)容
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提出一種電感式測微數(shù)字調(diào)理器。使其零點可調(diào)節(jié)，倍率可調(diào)節(jié)，地址碼可修改，
[0004]本實用新型為完成上述目的采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種電感式測微數(shù)字調(diào)理器，所述的電感式測微數(shù)字調(diào)理器連接在電感傳感器的輸出端，所述的電感式測微數(shù)字調(diào)理器包括有信號調(diào)理模塊、單片機(jī)數(shù)字化處理模塊、通信模塊和顯示模塊；所述信號調(diào)理模塊輸出頻率恒定幅值恒定的正弦波信號，該信號經(jīng)過運(yùn)算放大電路直接驅(qū)動電感傳感器工作，電感傳感器回饋出隨位移變化的正弦波信號，該回饋信號返回至所述的信號調(diào)理模塊，所述的信號調(diào)理模塊將接收的回饋信號處理成穩(wěn)定的直流電壓信號后送入單片機(jī)數(shù)字化處理模塊；所述的單片機(jī)數(shù)字化處理模塊將信號調(diào)理模塊送來的直流電壓信號處理后輸出所對應(yīng)的數(shù)字信號；單片機(jī)數(shù)字化處理模塊所輸出的數(shù)字信號通過通信模塊送入PC或PLC，實現(xiàn)多點測量的集中管理；單片機(jī)數(shù)字化處理模塊所輸出的數(shù)字信號送入顯示模塊進(jìn)行顯示；所述的顯示模塊獨立工作，所述的顯示模塊包括有顯示驅(qū)動和操作面板；所述的操作面板上具有顯示屏、用以對電感傳感器固定后進(jìn)行復(fù)位或調(diào)零的復(fù)位調(diào)零鍵、用以設(shè)置通訊地址碼、調(diào)節(jié)倍率的設(shè)置鍵和用以選擇進(jìn)行復(fù)位或調(diào)零、倍率調(diào)節(jié)、通訊地址碼設(shè)置的模式鍵；所述的復(fù)位調(diào)零鍵用以在電感傳感器固定在機(jī)械零點后，在典型值(±30 μ m)以內(nèi)時強(qiáng)制將數(shù)值置零，不用反復(fù)尋找機(jī)械零點安裝，在保證測量精度的基礎(chǔ)上降低了電感傳感器的安裝難度；在電感傳感器調(diào)零后，根據(jù)電感傳感器的探頭與被測工件的標(biāo)準(zhǔn)零線之間所設(shè)置的已知厚度的工件，通過設(shè)置鍵進(jìn)行倍率調(diào)節(jié)。
[0006]對應(yīng)所述的操作面板設(shè)置有用以對系統(tǒng)倍率、零點、通信地址碼進(jìn)行修改與調(diào)節(jié)的鍵盤輸入輸出電路。
[0007]所述的設(shè)置鍵包括有加功能鍵和減功能鍵。
[0008]所述的設(shè)置鍵為鍵盤。
[0009]所述的信號調(diào)理模塊、單片機(jī)數(shù)字化處理模塊、通信模塊和顯示模塊封裝在同一殼體內(nèi)；顯示模塊的操作面板位于殼體的頂蓋上；所述殼體的底部通過帶有導(dǎo)軌的安裝底座支撐在電氣軌道上，所述的殼體具有用以安裝電感傳感器的傳感器插座。
[0010]本實用新型提出的一種電感式測微數(shù)字調(diào)理器，采用上述技術(shù)方案，實現(xiàn)了電感傳感器的準(zhǔn)確快捷安裝或更換，倍率、零點、地址碼可調(diào)節(jié)或設(shè)置，數(shù)據(jù)的及時顯示，誤差的實時控制，提高了測量的效率，降低了測量的系統(tǒng)成本及工人的勞動強(qiáng)度，實現(xiàn)數(shù)字智能化調(diào)理的目的；單片機(jī)數(shù)字化處理部分將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量增強(qiáng)了測量的穩(wěn)定性；通信模塊部分的通信地址碼可設(shè)置，使組網(wǎng)更加便捷，便于多點測量集中管理；顯示模塊使該系統(tǒng)可獨立工作，擺脫了對上位機(jī)的依賴，形成了友好的人機(jī)界面，為使用過程中更換電感傳感器提供了方便的自校正及參數(shù)設(shè)置方案；自帶標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)軌底座，體積小，方便結(jié)合其它設(shè)備使用；本實用新型測量精度范圍大，在測量范圍±100ym內(nèi)，精度可達(dá)到±0.lym。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0012]圖2是本實用新型的主體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為圖2的側(cè)視圖。
[0014]圖4是本實用新型中信號調(diào)理模塊的電路圖。
[0015]圖5是本實用新型中通信模塊的電路圖。
[0016]圖6本實用新型中顯示模塊的電路圖。
[0017]圖7本實用新型中鍵盤輸入輸出電路的電路圖。
[0018]圖8本實用新型中單片機(jī)數(shù)字化處理模塊的電路圖。
[0019]圖中:1、安裝底座，2、接線端子，3、殼體，4、頂蓋，5、傳感器插座，6、通訊指示燈，7、電源指示燈，8、顯示屏，9、復(fù)位調(diào)零鍵，10、加功能鍵，11、設(shè)置鍵，12、減功能鍵，13、顯示模塊，14、通信模塊，15、單片機(jī)數(shù)字化處理模塊，16、信號調(diào)理模塊，17、電感傳感器。

【具體實施方式】
[0020]結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型加以說明:
[0021]如圖1所示，一種電感式測微數(shù)字調(diào)理器，所述的電感式測微數(shù)字調(diào)理器連接在電感傳感器17的輸出端，所述的數(shù)字調(diào)理器包括有信號調(diào)理模塊16、單片機(jī)數(shù)字化處理模塊15、通信模塊14和顯示模塊13 ;所述信號調(diào)理模塊16輸出頻率恒定幅值恒定的正弦波信號，該信號經(jīng)過運(yùn)算放大電路直接驅(qū)動電感傳感器工作，電感傳感器17回饋出隨位移變化的正弦波信號，該回饋信號返回至所述的信號調(diào)理模塊16，所述的信號調(diào)理模塊16接收電感傳感器17所輸出的交流信號，并將接收的交流信號處理成穩(wěn)定的直流電壓信號后送入單片機(jī)數(shù)字化處理模塊15 ;所述的單片機(jī)數(shù)字化處理模塊15將信號調(diào)理模塊送來的直流電壓信號處理后輸出所對應(yīng)的數(shù)字信號；單片機(jī)數(shù)字化處理模塊15所輸出的數(shù)字信號通過通信模塊14輸出給上位機(jī)，實現(xiàn)多點測量的集中管理；單片機(jī)數(shù)字化處理模塊15所輸出的數(shù)字信號送入顯示模塊13進(jìn)行顯示；所述的顯示模塊13可獨立工作，所述的顯示模塊13包括有顯示驅(qū)動和操作面板；所述的操作面板上具有顯示屏8、用以對電感傳感器正確安裝后進(jìn)行復(fù)位或調(diào)零的復(fù)位調(diào)零鍵9、用以設(shè)置通訊地址碼、調(diào)節(jié)倍率的設(shè)置鍵和用以選擇進(jìn)行復(fù)位或調(diào)零、倍率調(diào)節(jié)、通訊地址碼設(shè)置的模式鍵11;該實施例中，所述的顯示屏8為六位數(shù)字顯示屏；所述的設(shè)置鍵包括有加功能鍵10和減功能鍵12 ;所述的復(fù)位調(diào)零鍵9用以在電感傳感器16固定在機(jī)械零點后，在典型值(±30μπι)以內(nèi)時將數(shù)值置零，不用反復(fù)尋找機(jī)械零點安裝，在保證測量精度的基礎(chǔ)上降低了電感傳感器的安裝難度；在電感傳感器調(diào)零后，根據(jù)電感傳感器的探頭與被測工件的標(biāo)準(zhǔn)零線之間所設(shè)置的已知厚度的工件，通過設(shè)置鍵進(jìn)行倍率調(diào)節(jié)；對應(yīng)所述的操作面板設(shè)置有用以對系統(tǒng)倍率、零點、通信地址碼進(jìn)行修改與調(diào)節(jié)的鍵盤輸入輸出電路。
[0022]如圖2、圖3所示，所述的信號調(diào)理模塊16、單片機(jī)數(shù)字化處理模塊15、通信模塊14和顯不模塊13封裝在同一殼體3內(nèi)；顯不模塊的操作面板位于殼體的頂蓋4上；所述殼體3的底部通過帶有導(dǎo)軌的安裝底座I支撐在電氣軌道上；所述的殼體具有用以安裝電感傳感器的傳感器插座5 ;將電感傳感器17安裝到傳感器插座5上；連接接線端子2的電源、通訊線、安全地線；接通電源，電源指示燈7亮；將電感傳感器17的探頭預(yù)固定到緊固位置，調(diào)整電感傳感器17探頭的探子與被測工件的標(biāo)準(zhǔn)零線的緊固位置，觀察顯示屏8，顯示在O μ m附近時(典型值為±30 μ m以內(nèi))，再固定好電感傳感器的探頭；按下設(shè)置鍵11三秒以上解鎖該數(shù)字調(diào)理器，解鎖該數(shù)字調(diào)理器后，進(jìn)入調(diào)試工作狀態(tài)，操作復(fù)位調(diào)零鍵9將顯示屏的讀數(shù)置零，其中不一定固定到機(jī)械零點，是為了保證測量精度的基礎(chǔ)上降低安裝難度；零點調(diào)好后，在電感傳感器探頭的探子與被測工件的標(biāo)準(zhǔn)零線之間插入已知厚度的塞尺，設(shè)置鍵11選擇進(jìn)入本機(jī)的倍率設(shè)置模式，通過操作加功能鍵10和減功能鍵12設(shè)置該裝置的顯示屏顯示值為塞尺標(biāo)稱值即可；若將該裝置組網(wǎng)時，操作設(shè)置鍵11選擇進(jìn)入該裝置地址碼設(shè)置模式，通過操作加功能鍵10和減功能鍵12，設(shè)置該裝置的顯示屏顯示需要的通訊地址碼即可；設(shè)置完畢后，系統(tǒng)自動鎖定設(shè)置功能，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
[0023]如圖4所示，所述的信號調(diào)理模塊的電路包括有電感傳感器驅(qū)動電路、同相放大電路、電壓跟隨電路、相敏整流電路、低通濾波電路；電感傳感器驅(qū)動電路由一個完全集成的直接數(shù)字頻率合成(DDS)芯片AD9834，該芯片外圍只需一個參考時鐘Y1、一個精密低電阻和九個去耦電容，用數(shù)字方式產(chǎn)生高達(dá)37.5 MHz的正弦波；正弦波信號經(jīng)過R18輸入由功率運(yùn)算放大器TCA0372DP1組成的同相放大器的同相輸入端，可調(diào)電阻R22可以調(diào)節(jié)傳感器所需信號的幅值大小，然后經(jīng)過功率運(yùn)算放大器TCA0372DP1組成的電壓跟隨器直接驅(qū)動電感傳感器；電感傳感器的回饋信號經(jīng)過TI公司的低噪音運(yùn)算放大器LF353構(gòu)成的相敏整流電路變換成半波信號，半波信號經(jīng)過R17輸入由運(yùn)算放大器LF353，R15，R16，C12，C14組成的二階低通濾波器，得到模擬直流電壓信號，模擬直流電壓信號輸入給單片機(jī)A/D引腳。
[0024]如圖5所示，所述的通信模塊包括有MAXM公司的低功耗全雙工485通信芯片MAX3071、共模濾波線圈T1、TVSD2，D3，D4、匹配電阻RLl組成，該部分主要完成本系統(tǒng)與上位機(jī)進(jìn)行通信，接口支持熱插拔，支持256路總線通信，輸出進(jìn)行EMC處理，提高通信穩(wěn)定度。
[0025]如圖6所示，顯示模塊的驅(qū)動電路采用大連佳顯公司的6位8字的EDS826，該屏控制簡單可由單片機(jī)直接驅(qū)動無需專用驅(qū)動芯片、功耗低、體積小成本低；另加一個上電點亮的電壓指示燈和一個RS485通信的通信指示燈。
[0026]如圖7所示，鍵盤輸入輸出電路由單片機(jī)直接控制，按鍵值直接給單片機(jī)A/D腳，可以實現(xiàn)地址碼修改調(diào)節(jié)，倍率調(diào)整，零點調(diào)節(jié)。
[0027]如圖8所示，單片機(jī)數(shù)字化處理模塊主要由TI公司的超低功耗單片機(jī)MSP430FE4232,單片機(jī)內(nèi)置IXD驅(qū)動器可直接驅(qū)動多達(dá)128段IXD，集成2路高達(dá)16位的AD;獨特的外設(shè)組合體，十分適合測量應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種電感式測微數(shù)字調(diào)理器，其特征在于:所述的電感式測微數(shù)字調(diào)理器連接在電感傳感器(17)的輸出端，所述的電感式測微數(shù)字調(diào)理器包括有信號調(diào)理模塊(16)、單片機(jī)數(shù)字化處理模塊(15)、通信模塊(14)和顯示模塊(13);所述信號調(diào)理模塊(16)輸出頻率恒定幅值恒定的正弦波信號，該信號經(jīng)過運(yùn)算放大電路直接驅(qū)動電感傳感器(17)工作，電感傳感器(17)回饋出隨位移變化的正弦波信號，該回饋信號返回至所述的信號調(diào)理模塊(16);所述的信號調(diào)理模塊(16)接收電感傳感器(17)所回饋的交流信號，并將接收的信號處理成穩(wěn)定的直流電壓信號后送入單片機(jī)數(shù)字化處理模塊(15);所述的單片機(jī)數(shù)字化處理模塊(15)將信號調(diào)理模塊(16)送來的直流電壓信號處理后輸出所對應(yīng)的數(shù)字信號；單片機(jī)數(shù)字化處理模塊(15)所輸出的數(shù)字信號通過通信模塊(14)送入PC或PLC;單片機(jī)數(shù)字化處理模塊(15)所輸出的數(shù)字信號送入顯示模塊(13)進(jìn)行顯示；所述的顯示模塊(13)獨立工作，所述的顯示模塊(13)包括有顯示驅(qū)動和操作面板；所述的操作面板上具有顯示屏(8)、用以對電感傳感器固定后進(jìn)行復(fù)位或調(diào)零的復(fù)位調(diào)零鍵(9)、用以設(shè)置通訊地址碼、調(diào)節(jié)倍率的設(shè)置鍵和用以選擇進(jìn)行復(fù)位或調(diào)零、倍率調(diào)節(jié)、通訊地址碼設(shè)置的模式鍵(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式測微數(shù)字調(diào)理器，其特征在于:對應(yīng)所述的操作面板設(shè)置有用以對系統(tǒng)倍率、零點、通信地址碼進(jìn)行修改與調(diào)節(jié)的鍵盤輸入輸出電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式測微數(shù)字調(diào)理器，其特征在于:所述的設(shè)置鍵包括有加功能鍵(11)和減功能鍵(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式測微數(shù)字調(diào)理器，其特征在于:所述的設(shè)置鍵為鍵盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式測微數(shù)字調(diào)理器，其特征在于:所述的信號調(diào)理模塊(16)、單片機(jī)數(shù)字化處理模塊(15)、通信模塊(14)和顯示模塊(13)封裝在同一殼體(3 )內(nèi)；顯示模塊的操作面板位于殼體的頂蓋(4)上；所述殼體(3)的底部通過帶有導(dǎo)軌的安裝底座(I)支撐在電氣軌道上，所述的殼體(3)具有用以安裝電感傳感器的傳感器插座(5)。
【文檔編號】G01B7/00GK204064224SQ201420217758
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】劉力源, 王松林, 柴永翔, 張國雷, 劉備, 尚迎輝, 劉輝 申請人:三門峽中澤科技有限公司