專利名稱：指向式數字傳感測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及非接觸測量裝置，具體涉及一種指向式數字傳感測量裝置。
背景技術：
很多場合都需要非接觸測量，某些設備的溫度如電機轉軸上的溫度，轉軸在轉動時，其溫度是不能直接測量的。有些特定的場合還需要測量某些器件或動植物的發光強度(含紅外光、紫外光)，如煉鋼爐內的火光強度，有些發光動物，如魚、小蟲的發光強度，這些都需要非接觸測量。由于傳感器的安裝位置往往會受到環境影響，并且傳感器是模擬的器件，傳感器是非線性的，即傳感器電壓和溫度及傳感器電壓和照度是不成正比例關系的，要準確測量它們就需要修正，這在電路設計上將復雜化，不能直接得到比較準確的數據。
發明內容
本發明的目的是提供一種指向式數字傳感測量裝置，它能排除環境對測量結果的影響，能直接得到比較準確的數據，而且電路設計比較簡單。
本發明所述的指向式數字傳感測量裝置，包括殼體、設在殼體一側的保護透明膜板，其特征在于在殼體內的一端設有與保護透明膜板相對的一個凹狀的反射腔、中部設有一個與反射腔連接的密閉空腔，殼體內的其余空間設有隔離層；在反射腔的中心部位設有一傳感器，傳感器與設在密閉空腔內電路板上的矩形波發生器連接，矩形波發生器與設在殼體上的電源插座連接，矩形波發生器的輸出端設在殼體上。
所述的指向式數字傳感測量裝置，其傳感器的一端與電路板上的矩形波發生器的第一非門A1的輸入端相連、另一端與矩形波發生器的電阻R的一端相連；矩形波發生器的第一非門A1的輸出端與第二非門A2的輸入端相連，第二非門A2的輸出端與第三非門A3的輸入端相連，第三非門A3的輸出端與電容C的一端相連，電容C的另一端與第一非門A1的輸入端相連，電阻R的另一端與第二非門A2的輸入端相連。
所述的指向式數字傳感測量裝置，其傳感器為溫度傳感器、或者照度傳感器，為電壓型、或者電流型、或者電阻型。
所述的指向式數字傳感測量裝置，其凹狀的反射腔為拋物面、或者半球面；反射腔表面設有反射膜。反射膜為金屬材料、或者為非金屬材料。
所述的指向式數字傳感測量裝置，其隔熱層為石棉、或者為空氣。也可用其它填充材料。
所述的指向式數字傳感測量裝置，其殼體為金屬材料、或者為非金屬材料。
將普通傳感器裝在一個帶反射膜的凹狀的反射腔內，把普通傳感器輸出的電壓變換成時間與照度、或者時間與溫度的關系，即函數周期不同，照度或者溫度就會不同。本發明的輸出是矩形波，它的電平與數字設備與電平是一樣的。
本發明有以下優點可以非接觸定向測量；可與數字設備接口；不用作繁雜的線性修正；傳輸時抗干擾能力強。
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是本發明的電路圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對發明作進一步的描述。
實施例一測量溫度。
參見圖1和圖2，將保護透明膜板2安裝在殼體1的一側；將一個為拋物面的凹狀的反射腔3安裝在殼體1內，并與保護透明膜板2相對；將密閉空腔4安裝在殼體1內的中部，并與反射腔3連接；將石棉填充在殼體1內的其余空間形成隔離層5；將傳感器6-溫度傳感器(型號為Ad739)安裝在反射腔3的中心部位；將裝有矩形波發生器7的電路板安裝在密閉空腔4內，并使傳感器6與矩形波發生器的第一非門A1的輸入端相連、另一端與矩形波發生器7的電阻R的一端相連；電路板7上的第一非門A1的輸出端與第二非門A2的輸入端相連，第二非門A2的輸出端與第三非門A3的輸入端相連，第三非門A3的輸出端與電容C的一端相連，電容C的另一端與第一非門A1的輸入端相連，電阻R的另一端與第二非門A2的輸入端相連；矩形波發生器7與安裝在殼體1上的電源插座8連接，矩形波發生器的輸出端9安裝在殼體1上。
將本裝置安裝在要測量的目標附近，被測熱量穿過保護透明膜板2到達為拋物面的凹狀的反射腔3的表面，設在反射腔3的表面的反射膜將熱量反射到反射腔3的匯聚點，匯聚點處裝有溫度傳感器(相當于把深測點的溫度集中)，這時溫度傳感器的電阻將有變化，引起矩形波發生器的輸出的矩形波周期也發生相應的變化，即把測量的溫度轉換成了測量值(溫度)與周期的關系。
矩形波發生器是這樣工作的參見圖2。未測量時，傳感器3-溫度傳感器的電阻與R組成相當于一個固定電阻Rt，Rt與A1構成一反相放大的電路，同時Rt、C與A2、A3構成諧振電路，形成移相反饋網絡連接到放大器A1輸入端，產生振蕩，輸出矩形波。測量時傳感器3的電阻將有變化，與R組成4個相當于變化的電阻RB，RB與A1構成一反相放大的電路，同時RB、C與A2、A3構成諧振電路，形成移相反饋網絡連接到放大器A1輸入端，產生振蕩，輸出矩形波，則測量時的周期與未測量時的周期不同，根據周期與測量值的關系，可換算出測量值的大小。
實施例二測量照度。
參見圖1和圖2，將保護透明膜板2安裝在殼體1的一側；將一個為半圓形面的凹狀的反射腔3安裝在殼體1內，并與保護透明膜板2相對；將密閉空腔4安裝在殼體1內的中部，并與反射腔3連接；殼體1內的其余空間為空氣形成隔離層5；將傳感器6-照度傳感器(型號為ad23)安裝在反射腔3的中心部位；將裝有矩形波發生器7的電路板安裝在密閉空腔4內，并使傳感器6與矩形波發生器的第一非門A1的輸入端相連、另一端與矩形波發生器7的電阻R的一端相連；電路板7上的第一非門A1的輸出端與第二非門A2的輸入端相連，第二非門A2的輸出端與第三非門A3的輸入端相連，第三非門A3的輸出端與電容C的一端相連，電容C的另一端與第一非門A1的輸入端相連，電阻R的另一端與第二非門A2的輸入端相連；矩形波發生器7與安裝在殼體1上的電源插座8連接，矩形波發生器的輸出端9安裝在殼體1上。
將本裝置安裝在要測量的目標附近，被測表面穿過保護透明膜板2到達為半圓形面的凹狀的反射腔3的表面，設在反射腔3的表面的反射膜將光線反射到反射腔3的匯聚點，匯聚點處裝有照度傳感器(相當于把深測點的光線集中)，這時照度傳感器的電阻將有變化，引起矩形波發生器的輸出的矩形波周期也發生相應的變化，即把測量的照度轉換成了測量值(照度)與周期的關系.
矩形波發生器是這樣工作的參見圖2。未測量時，傳感器3-照度傳感器的電阻與R組成相當于一個固定電阻Rt，Rt與A1構成一反相放大的電路，同時Rt、C與A2、A3構成諧振電路，形成移相反饋網絡連接到放大器A1輸入端，產生振蕩，輸出矩形波。測量時傳感器3的電阻將有變化，與R組成4個相當于變化的電阻RB，RB與A1構成一反相放大的電路，同時RB、C與A2、A3構成諧振電路，形成移相反饋網絡連接到放大器A1輸入端，產生振蕩，輸出矩形波，則測量時的周期與未測量時的周期不同，根據周期與測量值的關系，可換算出測量值的大小。
權利要求
1.指向式數字傳感測量裝置，包括殼體(1)、設在殼體一側的保護透明膜板(2)，其特征在于在殼體(1)內的一端設有與保護透明膜板(2)相對的一個凹狀的反射腔(3)、中部設有一個與反射腔(3)連接的密閉空腔(4)，殼體(1)內的其余空間設有隔離層(5)；在反射腔(3)的中心部位設有一傳感器(6)，傳感器(6)與設在密閉空腔(4)內電路板上的矩形波發生器(7)連接，矩形波發生器(7)與設在殼體(1)上的電源插座(8)連接，矩形波發生器(7)的輸出端(9)設在殼體(1)上。
2.根據權利要求1所述的指向式數字傳感測量裝置，其特征在于傳感器(6)的一端與電路板上的矩形波發生器(7)的第一非門A1的輸入端相連、另一端與矩形波發生器(7)的電阻R的一端相連；矩形波發生器的第一非門A1的輸出端與第二非門A2的輸入端相連，第二非門A2的輸出端與第三非門A3的輸入端相連，第三非門A3的輸出端與電容C的一端相連，電容C的另一端與第一非門A1的輸入端相連，電阻R的另一端與第二非門A2的輸入端相連。
3.根據權利要求1或2所述的指向式數字傳感測量裝置，其特征在于傳感器(6)為溫度傳感器、或者照度傳感器。
4.根據權利要求1或2所述的指向式數字傳感測量裝置，其特征在于凹狀的反射腔(3)為拋物面、或者半球面；反射腔(3)設有反射膜(10)。
5.根據權利要求1或2所述的指向式數字傳感測量裝置，其特征在于隔熱層(5)為石棉、或者為空氣。
6.根據權利要求1或2所述的指向式數字傳感測量裝置，其特征在于殼體(1)為金屬材料、或者為非金屬材料。
全文摘要
本發明涉及指向式數字傳感測量裝置，包括殼體，其特征在于在殼體內的一端設有與保護透明膜板相對的一個凹狀的反射腔、中部設有一個與反射腔連接的密閉空腔，殼體內的其余空間設有隔離層；在反射腔的中心部位設有一傳感器，傳感器與設在密閉空腔內電路板上的矩形波發生器連接，矩形波發生器與設在殼體上的電源插座連接，矩形波發生器的輸出端設在殼體上。傳感器的一端與電路板上的矩形波發生器的第一非門A
文檔編號G01D3/028GK101017099SQ200610054069
公開日2007年8月15日 申請日期2006年2月6日 優先權日2006年2月6日
發明者孫衛偉, 譚興文, 韓力 申請人:西南大學