專利名稱：手持式粗糙度儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量儀器，尤指一種手持式測量機加工零件表面粗糙度的測量儀器。
本實用新型的目的是這樣實現的，一種手持式粗糙度儀，其特征在于包括一殼體，用來容納儀器的各種元器件；一驅動機構，設置在殼體的底部；一傳感器，與驅動機構連接，使用時放在工件表面上，由驅動機構帶動，沿被測表面等速滑行，工件表面的粗糙度引起傳感器觸針產生位移，使傳感器電感線圈的電感量發生變化，在相敏整流器的輸出端產生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號；以及，一主機，設置在殼體的內部，傳感器傳送來的信號在這里經過放大及處理后，將測量結果在液晶顯示器上顯示出。
本實用新型的目的還可由如下措施實現還包括一標準樣板，校準和初始化粗糙度儀的各種參數。殼體的表面有操作按鍵。所述的主機采用DSP芯片進行控制和數據處理。所述的主機內置鋰離子充電電池及充電控制電路。所述的主機還配有一電源適配器，作為主機電池充電電源。所述的主機還配有一RS通訊電纜，一段與主機RS232接口連接，一段與PC機連接，將需要處理的參數和數據由主機傳送給PC機進行處理。所述的傳感器信號線通過主機底部的連接套與主機連接。所述的傳感器還配有一傳感器護套，套在傳感器導頭外面，保護傳感器導頭。
本實用新型的工作原理是，在測量工件表面粗糙度時，將傳感器放在被測工件的表面上，由驅動機構帶動傳感器沿被測表面做等速滑行，傳感器通過內置的銳利觸針感受被測表面的粗糙度，此時工件被測表面的粗糙度引起觸針產生位移，該位移使傳感器電感線圈的電感量發生變化，從而在相敏整流器的輸出端產生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號，該信號傳遞給主機，經過放大及電平轉換之后進入數據采集系統，主機采用DSP芯片進行控制和數據處理，DSP芯片將采集的數據進行數字慮波和參數計算，測量結果在液晶顯示器上讀出，也可以在打印機上輸出，還可以與計算機進行通訊。
圖號說明101導頭102觸針103保護套管104主體105插座201啟動鍵 202顯示鍵203退出鍵 204菜單鍵205滾動鍵 206顯示器207回車鍵 208傳感器209電源鍵 210標準樣本301電源插座302RS232接口303附件安裝孔401連接套用本實用新型手持式粗糙度儀在測量工件表面粗糙度前，要先測量標準樣板210來校準測量精度。請參閱圖2及圖5，圖2為本實用新型手持式粗糙度儀的正面圖，圖5為本實用新型的原理框圖。圖4表示傳感器208通過殼體底部連接套401與粗糙度儀主體部分連接在一起。測量時，首先，將傳感器208通過殼體底部連接套401與粗糙度儀主體部分連接起來，放在被測工件的表面上，按電源建209啟動機器，按啟動鍵201開始測量工作，按菜單鍵204在顯示器206上顯示測量模式，按滾動鍵205調正備選模式，按回車鍵207選中，按退出鍵203退出菜單。儀器內部有驅動機構，由驅動機構帶動傳感器208沿被測表面做等速滑行，傳感器208通過內置的銳利觸針102感受被測表面的粗糙度，此時工件被測表面的粗糙度引起觸針102產生位移，該位移使傳感器208內電感線圈的電感量發生變化，從而在相敏整流器的輸出端產生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號，該信號傳遞給主機，在主機經過放大及電平轉換之后進入數據采集系統，主機采用DSP芯片的DSP系統電路進行控制和數據處理，DSP系統電路將采集的數據進行數字慮波和參數計算，測量結果在液晶顯示器206上讀出，也可以通過連接打印機，打印全部參數及圖形，還可以通過粗糙度儀內置的標準RS232接口302與計算機進行連接通訊。
圖3為本實用新型手持式粗糙度儀的側面圖，在粗糙度儀的后部有RS232接口302，可以與計算機進行連接通訊；還有一電源插座301，用于將主機和電源適配器連接，用于給主機電池充電；以及一個附件安裝孔303，用來連接打印機等附件。
本實用新型手持式粗糙度儀的主機采用DSP芯片進行控制和數據處理，和現有的粗糙度儀相比，采用DSP芯片進行控制和數據處理具有數據處理速度快，功耗低的優點。圖6為本實用新型DSP最小系統電路圖。U103為DSP芯片，其內部除了中央處理器外，還有16k字的SRAM做為數據存儲器；有兩個同步串口BSP和TSP，BSP用來連接A/D轉換芯片，TSP的管腳TCLKR和TCLKX用來做兩根輸入口線，分別讀入霍爾元件和充電電源的狀態。
A0～A15為地址總線，D0～D15為數據總線，JTAG Port為仿真口，Ser.Sync.Port為同步串口BSP。
晶振X101、電容C125、C126接至X1、X2/CLKIN與芯片內部電路組成時鐘發生器；R101、C105接至RS組成復位電路。
IS為I/O操作選通線；R/W為讀寫方向線；READY為數據就緒輸入線，這里未用，接高電平；MSTRB為存儲器有效線；IOSTRB為I/O有效線；HOLD為保持輸入線，這單未用，接高電平；CLKMD1～3為時鐘發生器模式選擇，這里全部接高電平，是內部電路和除2模式；CLKOUT為時鐘輸出線；MP/MC為微處理器/微計算機模式選擇，這里接高電平，是微處理器模式；CNT為I/O電平選擇，這里接高電平，適于3V電源下CMOS兼容電平；NMI為不可屏蔽中斷，這里未用，接高電平；四個外中斷源INTO0～3分別響應異步串口中斷、霍爾元件中斷、開關鍵中斷和充電電源中斷；BIO為輸入口，用于讀入異步串口電平；XF為輸出口，用于異步串口電平轉換芯片MAX3222的開關控制；DVDD為芯片I/O電源，CVDD為芯片核電源，VSS接地。
U101為FLASH存儲器，用來存放程序。其數據線D0～D15和地址線A0～A15直接與U103的數據總線D0～D15和地址總線A0～A15連接；寫有效線WE與U103的讀寫線R/W連接，在這里因為U101是只讀程序存儲器，寫有效線WE可以接高電平，但為了便于用SRAM代替FLASH進行程序調試和將來改型后對FLASH進行寫入操作，所以采用此接法；選通線CE和輸出有效線0E接U103的MSTRB，這里并未將PS有效做為讀取FLASH的條件，所以在讀取程序存儲器和片外數據存儲器都會讀取FLASH，這是因為C54X的C編譯器將常量(const)的操作放在了數據區，通過連接命令文件可以將常量代碼定位在程序區，但所有讀取常量指令均為讀數據區指令，修改很煩瑣，所以通過這種方法將片外的數據存儲器映射到程序空間，在連接命令文件中將常量代碼定位在高于片內數據存儲區地址的程序區地址，從而實現對常量代碼的方便讀取。
U105(74HC573，8D鎖存器)、U107B(74HC02，二輸入或非門)、U106A(74HC20，四輸入與非門)組成一個擴展8位輸入口，用于鍵盤輸入。U105使能端C接高電平。地址總線A2和I/O有效線IOSTRB相或非再取非后接U105的輸出允許端0C，這樣只有在A2和IOSTRB都為低時才選中U105。
U104(74HC573，8D鎖存器)、U107B(74HC02，二輸入或非門)組成一個擴展8位輸出口，ANI01為測量電路輸入控制，ANI02為測量電路量程切換控制，ANI03、ANI04、ANI05為電機速度控制，PWCA為模擬電路開關控制，EL為液晶背光電路開關控制，TDX為異步串口數據輸出。U104輸出允許端0C接低電平。地址總線A3和I/O有效線IOSTRB相或非后接U104的使能端C，這樣只有在A2和IOSTRB都為低時才選中U104。
在本電路中，由于外設數量少，所以未使用譯碼器芯片，而是每個外設均使用一根地址線，液品模塊U102使用A0和A1，擴展鍵盤輸入口U105使用A2，擴展輸出口104使用A3。
權利要求1.一種手持式粗糙度儀，其特征在于包括一殼體，用來容納儀器的各種元器件；一驅動機構，設置在殼體的底部；一傳感器，與驅動機構連接，使用時放在工件表面上，由驅動機構帶動，沿被測表面等速滑行，工件表面的粗糙度引起傳感器觸針產生位移，使傳感器電感線圈的電感量發生變化，在相敏整流器的輸出端產生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號；以及，一主機，設置在殼體的內部，傳感器傳送來的信號在這里經過放大及處理后，將測量結果在液晶顯示器上顯示出。
2.如權利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于還包括一標準樣板，校準和初始化粗糙度儀的各種參數。
3.如權利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于殼體的表面有操作按鍵。
4.如權利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于操作菜單為中文菜單。
5.如權利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的主機采用DSP芯片進行控制和數據處理。
6.如權利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的主機內置鋰離子充電電池及充電控制電路。
7.如權利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的主機還配有一電源適配器，作為主機電池充電電源。
8.如權利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的主機還配有一RS通訊電纜，一段與主機RS232接口連接，一段與PC機連接，將需要處理的參數和數據由主機傳送給PC機進行處理。
9.如權利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的傳感器信號線通過殼體底部的連接套與主機連接。
10.如權利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于所述的傳感器還配有一傳感器護套，套在傳感器導頭外面，保護傳感器導頭。
專利摘要一種手持式粗糙度儀，包括用來容納儀器的各種元器件的殼體；在殼體的底部，有一驅動機構與傳感器連接，帶動傳感器運動；一傳感器放在工件表面上等速滑行，工件表面的粗糙度引起傳感器觸針產生位移，使傳感器電感線圈的電感量發生變化，在相敏整流器的輸出端產生與被測表面粗糙度成比例的模擬信號，并傳送給主機；主機將信號經過放大及電平轉換后進入數據采集系統，處理后，測量結果在液晶顯示器上顯示出；主機采用DSP芯片進行控制和數據處理，適用于生產現場，測量多種機加工零件的表面粗糙度，根據選定的測量條件計算相應的參數，在液晶顯示屏上清晰地顯示出全部測量參數和波形圖形，具有測量速度快，消耗能源低等優良特性。
文檔編號G01B21/30GK2578787SQ0127933
公開日2003年10月8日 申請日期2001年12月26日 優先權日2001年12月21日
發明者王忠濱, 馮光永, 李建平 申請人:時代集團公司