專利名稱：光柵數(shù)顯表測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能化的電子測(cè)試儀器，特別適用于光柵數(shù)顯表的精度及頻率響應(yīng)測(cè)試。
隨著我國(guó)機(jī)械及電子工業(yè)的不斷發(fā)表，數(shù)顯及數(shù)控設(shè)備在我國(guó)機(jī)床行業(yè)得到了迅速的推廣應(yīng)用，極大地提高了我國(guó)機(jī)床生產(chǎn)及機(jī)械加工的技術(shù)水平。目前，我國(guó)生產(chǎn)的光柵數(shù)顯表已具備國(guó)際80年代中后期的技術(shù)水平，并形成了一定的批量。然而，我國(guó)數(shù)顯行業(yè)到目前都設(shè)有正規(guī)的、有效的數(shù)顯表檢測(cè)手段，特別是精度、頻響、準(zhǔn)確度檢測(cè)，這些性能是影響數(shù)顯表質(zhì)量最關(guān)鍵的指標(biāo)，這不但影響了高精度數(shù)顯表的大批量生產(chǎn)及出口，還經(jīng)常帶來傳感器生產(chǎn)廠家與數(shù)顯表生產(chǎn)廠家在傳感器精度與數(shù)顯表精度問題上的矛盾。
本實(shí)用新型的目的就是要研制一種采用微處理器的，能適應(yīng)多種規(guī)格的光柵數(shù)顯表的精度及頻率響應(yīng)測(cè)試的光柵數(shù)顯表測(cè)試儀。
本實(shí)用新型提出的光柵數(shù)顯表測(cè)試儀，由外殼、包括多個(gè)控制鍵鈕及顯示裝置的面板(如

圖1所示)，裝在外殼內(nèi)的電子電路幾部份構(gòu)成，組成電子電路的部分包括有，16位微處理器、晶振及時(shí)鐘發(fā)生器、緩沖電路、RAM、譯碼電路、定時(shí)計(jì)數(shù)器及中斷控制器(如圖2所示)，電子電路還包括有裝有用于測(cè)試光柵數(shù)顯表精度及頻率響應(yīng)程序的EPROM、用來與數(shù)顯表信號(hào)輸入插座連接的七芯或九芯輸出插口以及D／A電路、與面板上的多個(gè)控制鍵鈕及顯示裝置連接的顯示鍵盤接口電路。EPROM、顯示鍵盤接口及D／A電路的輸入端經(jīng)緩沖電路與16位微處理器的數(shù)據(jù)／控制總線相連接，D／A電路的輸出端經(jīng)運(yùn)算放大器與七芯或九芯輸出接口相連接。D／A電路由兩片集成電路ADC7524構(gòu)成，(如圖3及圖4所示)，ADC7524的4－11腳與16位微處理器的數(shù)據(jù)總線相連接，12腳與譯碼電路LS138的15腳相連接，1腳與運(yùn)算放大器的反相輸入端相連接，2腳3腳與同相輸入端相連接，16腳經(jīng)一電位器與運(yùn)算放大器的輸出端相連接后再經(jīng)一三極管與七芯及九芯輸出插口相連接。顯示鍵盤接口電路由集成電路8255、LS273、LS147、LS148、7447及2585A構(gòu)成(如圖5所示)，8255的27－34腳與16位微處理器的數(shù)據(jù)總線相連接，PA0－7端口與作為譯碼器的LS147、LS148的譯碼輸出端相連接，LS273的輸入端與16位微處理器的數(shù)據(jù)總線相連接，輸出端經(jīng)2585A連接到作為顯示裝置的8位數(shù)碼管。7447的6、2、1、7腳與8255的PC0－3端口相連接?？刂奇I鈕包括按鍵及旋鈕開關(guān)K1－K11，頻率開關(guān)K1的10個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)與顯示鍵盤接口電路中的LS147的譯碼輸入端連接，幅值開關(guān)K2的8個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)與LS148的8個(gè)譯碼輸入端連接，波形開關(guān)K3、中斷鍵K4、電壓值選擇開關(guān)K5、相位值選擇開關(guān)K6、分頻數(shù)選擇開關(guān)K7、工作方式選擇開關(guān)K8，開始鍵K9、點(diǎn)動(dòng)鍵K10、暫停健K11的開關(guān)觸點(diǎn)分別與8255的PBO－7、PC4－7端口相連接。16位數(shù)處理器采用8086、EPROM采用兩片2764、RAM采用兩片6264及兩片6116，中斷控制器由8254及8259兩片集成電路構(gòu)成。
本測(cè)試儀在使用時(shí)，應(yīng)先將輸出接口與光柵數(shù)顯表的信號(hào)輸入插座相互連接，當(dāng)要測(cè)試方波數(shù)顯表時(shí)，使用測(cè)試儀的七芯輸出接口，當(dāng)要測(cè)試正弦波數(shù)量表時(shí)，使用測(cè)試儀的九芯輸出接口，連接好后，就可將測(cè)試儀通電，然后設(shè)置面板上的鍵鈕開關(guān)，根據(jù)光柵數(shù)顯表所需波形及其它參數(shù)，設(shè)定以下幾個(gè)開關(guān)，手動(dòng)／自動(dòng)方式(K8)、方波／正弦波開關(guān)(K3)、頻率開關(guān)(K1)、幅值開關(guān)(K2)、電壓開關(guān)(K5)、相位開關(guān)(K6)、分頻數(shù)開關(guān)(即細(xì)分?jǐn)?shù)開關(guān)K7)，測(cè)試儀的工作是在軟件控制下進(jìn)行的，程序存放在兩片EPROM2764中，系統(tǒng)通電后，進(jìn)入主程序，首先掃描控制鍵，若開始鍵K9被按下，則進(jìn)入計(jì)算功能模塊，計(jì)算功能模根據(jù)當(dāng)前通過面板上的控制鍵鈕設(shè)置的各開關(guān)值計(jì)算出輸出信號(hào)的數(shù)字量，并將結(jié)果存放在二片6264RAM中，計(jì)算完成后，進(jìn)入輸出功能模塊，此時(shí)，計(jì)算結(jié)果在系統(tǒng)控制之下向二片D／A送數(shù)，在輸出功能模塊中，處理器每隔一定時(shí)間掃描一次控制鍵盤，以決定轉(zhuǎn)入那一功能模塊，若中斷鍵被按下，則8位數(shù)碼管顯示當(dāng)前已送數(shù)個(gè)數(shù)值，并暫停送數(shù)，釋放中斷鍵，則重新計(jì)數(shù)，若開始鍵被接下，則進(jìn)入主程序起始，重新設(shè)置狀態(tài)，若復(fù)位鍵按下，則系統(tǒng)復(fù)位，在手動(dòng)方式下，按下點(diǎn)動(dòng)鍵，輸出一個(gè)細(xì)分點(diǎn)，若按下點(diǎn)動(dòng)鍵不放則順續(xù)發(fā)細(xì)分點(diǎn)。
從上面的敘述可以看出只要調(diào)節(jié)本測(cè)試儀面板上的控制鍵鈕，本測(cè)試儀就可以用于不同規(guī)格(例如方波或正弦波數(shù)顯示)不同精度(例20、40、80細(xì)分)的光柵數(shù)顯表的測(cè)量，將測(cè)試儀顯示數(shù)字與數(shù)顯表顯示數(shù)字比較，就可以判斷數(shù)顯表工作是否正常，例如，如果測(cè)試儀當(dāng)前設(shè)置為40細(xì)分，而被測(cè)數(shù)顯表為20細(xì)分，則測(cè)試儀計(jì)數(shù)值為數(shù)顯表計(jì)數(shù)值的2倍時(shí)說明數(shù)顯表正常，否則，為不正常，本測(cè)試儀由于采用了微處理器技術(shù)，故工作可靠，性能穩(wěn)定，計(jì)數(shù)精確，廣泛適用于目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的各種光柵數(shù)顯表的測(cè)量。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，圖2是測(cè)試儀的面板圖，頻率旋鈕開關(guān)提供了10個(gè)檔次的選擇，正弦波1KC、2KC、3KC……10KC，方波5KC、6KC、7KC、8KC、9KC、10KC、20KC、30KC、40KC、50KC，幅值旋鈕開關(guān)提供了8個(gè)檔次的選擇，正弦波(5伏)0.5V、0.8V、1.1V、1.4V……2.6V，正弦波(12V)2V、2.6V、3.2V、3.8V……6.2V；電壓值旋鈕開關(guān)分三檔5V、9V、12V；相位值選擇分三檔－30°、0°、30°分頻數(shù)選擇開關(guān)分三檔20、40、80，圖6是測(cè)試儀的背板圖，波形開關(guān)K3，x，y，z三個(gè)座標(biāo)的信號(hào)端口及電源開關(guān)，插座放在背板上。圖3、圖4、圖5是電路原理圖，通電進(jìn)入工作狀態(tài)后，當(dāng)十六位微處理器8086第28腳M／ID為高電平時(shí)，為存儲(chǔ)器尋址、該處理器20根地址線A0－A19送入三片LS373中緩沖，之后這20位地址進(jìn)入地址總線，經(jīng)HC139、74LS30、74LS33及二片LS138譯碼，對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取，兩片LS245用于數(shù)據(jù)緩沖，由處理器26腳及27腿控制，8086第28腳M／IO為低電平時(shí)，為端口尋址，該處理器20根地址線中僅使用A0－A15共16根用于端口尋址，地址線A3、A4、A5、A6、A7經(jīng)LS138(2)譯碼，產(chǎn)生8259A、8254A的片選信號(hào)，地址線A1－A7經(jīng)LS138(1)譯碼，產(chǎn)生兩片D／A片子ADC7524的片選信號(hào)以及LS273的片選信號(hào)，鍵盤及顯示部份采用8255A并行口作鍵盤輸入，用了A口、B口及C高半口，K1開關(guān)輸入10種開關(guān)狀態(tài)，經(jīng)LS147成為4位2進(jìn)制碼，K2開關(guān)輸入8種開關(guān)狀態(tài)，經(jīng)LS148成為3位2進(jìn)制碼，采用8255A的C低半口及LS273作為顯示控制，8255PC0－PC3接7447片子，產(chǎn)生數(shù)碼管段選，LS273鎖存數(shù)碼管位選，2585為位選驅(qū)動(dòng)。中斷系統(tǒng)由8254及8259兩個(gè)片子組成，在軟件控制下可產(chǎn)生各種時(shí)間值的定時(shí)中斷。測(cè)試儀采用兩片8位D／A芯片作為正弦信號(hào)和余弦信號(hào)的輸出，該輸出信號(hào)用來測(cè)試光柵數(shù)顯表的各項(xiàng)性能指標(biāo)，這兩片D／A器件的輸出值由軟件控制。整個(gè)測(cè)試儀在軟件控制下的工作過程，前面已經(jīng)說明這里不再重述。
權(quán)利要求1.一種光柵數(shù)顯表測(cè)試儀，由外殼、包括多個(gè)控制鍵鈕及顯示裝置的面板，裝在外殼內(nèi)的電子電路幾部份構(gòu)成，組成電子電路的部分包括有，16位微處理器、晶振及時(shí)鐘發(fā)生器、緩沖電路、RAM、譯碼電路、定時(shí)計(jì)數(shù)器及中斷控制器，其特征在于電子電路還包括有裝有用于測(cè)試光柵數(shù)顯表精度及頻率響應(yīng)程序的EPROM、用來與數(shù)顯表信號(hào)輸入插座連接的七芯或九芯輸出插口以及D/A電路、與面板上的多個(gè)控制鍵鈕及顯示裝置連接的顯示鍵盤接口電路。EPROM、顯示鍵盤接口及D/A電路的輸入端經(jīng)緩沖電路與16位微處理器的數(shù)據(jù)/控制總線相連接，D/A電路的輸出端經(jīng)運(yùn)算放大器與七芯或九芯輸出接口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于D／A電路由兩片集成電路ADC7524構(gòu)成，ADC7524的4－11腳與16位微處理器的數(shù)據(jù)總線相連接，12腳與譯碼電路LS138的15腳相連接，1腳與運(yùn)算放大器的反相輸入端相連接，2腳3腳與同相輸入端相連接，16腳經(jīng)一電位器與運(yùn)算放大器的輸出端相連接后再經(jīng)一三極管與七芯及九芯輸出插口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于顯示鍵盤接口電路由集成電路8255、LS273、LS147、LS148、7447及2585A構(gòu)成，8255的27－34腳與16位微處理器的數(shù)據(jù)總線相連接，PA0－7端口與作為譯碼器的LS147、LS148的譯碼輸出端相連接，LS273的輸入端與16位微處理器的數(shù)據(jù)總線相連接，輸出端經(jīng)2585A連接到作為顯示裝置的8位數(shù)碼管。7447的6、2、1、7腳與8255的PC0－3端口相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于控制鍵鈕包括按鍵及旋鈕開關(guān)K1－K11，頻率開關(guān)K1的10個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)與顯示鍵盤接口電路中的LS147的譯碼輸入端連接，幅值開關(guān)K2的8個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)與LS148的8個(gè)譯碼輸入端連接，波形開關(guān)K3、中斷鍵K4、電壓值選擇開關(guān)K5、相位值選擇開關(guān)K6、分頻數(shù)選擇開關(guān)K7、工作方式選擇開關(guān)K8，開始鍵K9、點(diǎn)動(dòng)鍵K10、暫停健K11的開關(guān)觸點(diǎn)分別與8255的PBO－7、PC4－7端口相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于16位數(shù)處理器采用8086、EPROM采用兩片2764、RAM采用兩片6264及兩片6116，中斷控制器由8254及8259兩片集成電路構(gòu)成。
專利摘要一種光柵數(shù)顯表測(cè)試儀，由外殼、包括多個(gè)控制鍵鈕及顯示裝置的面板以及電子電路構(gòu)成，電子電路采用了16位微處理器，用來測(cè)試光柵數(shù)顯表精度及頻率響應(yīng)的程序固化在EPROM內(nèi)，使用了七芯及九芯輸出插口與光柵數(shù)顯表信號(hào)輸入插座連接，電子電路還包括D/A電路，接口電路，譯碼電路等，通過調(diào)節(jié)面板上的控制鍵鈕可以設(shè)置不同的參數(shù)，以適應(yīng)不同規(guī)格，不同精度的光柵數(shù)顯表的測(cè)試，具有智能化，高精度，使用方便可靠的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M11/00GK2148323SQ9224557
公開日1993年12月1日 申請(qǐng)日期1992年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月21日
發(fā)明者樊兆權(quán), 余益民, 馬裕恩 申請(qǐng)人:云南電子設(shè)備廠