專利名稱：粉體振實密度儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種密度儀。
背景技術：
目前國內使用的奶粉密度計基本都是進口產品。進口的奶粉密度計雖然具有結構復雜，導致價格昂貴。對于我國很多中小型乳制品企業，在使用進口奶粉密度計時，很多功能是完全沒有必要的，造成了資金的浪費。所以對于我國中小型企業來說，一款結構簡單，功能單一，但是足以滿足其使用的奶粉密度計是急需的。
發明內容
本發明是為了解決現有的奶粉密度計的結構復雜的問題，從而提供一種粉體振實密度儀。粉體振實密度儀，它包括振動機構和控制單元，所述振動機構包括步進電機、凸輪、滑桿、振動頭和固定架，固定架上開有通孔，步進電機固定在固定架上且其輸出軸穿過固定架上的通孔，凸輪的與步進電機的輸出軸同軸固定連接；振動頭固定在滑桿的頂端；滑桿固定在滑桿套內，所述滑桿套固定在固定架上，滑桿的末端位于凸輪的正上方；凸輪用于驅動滑桿產生沿其軸向的往復振動；控制單元包括控制電路、光電隔離電路和步進電機驅動電路；控制電路的控制信號輸出端與光電隔離電路的控制信號輸入端連接；光電隔離電路的驅動控制信號輸出端與步進電機驅動電路的驅動控制信號輸入端連接；所述步進電機驅動電路用于驅動步進電機工作。控制電路包括主控制電路和從控制電路，所述主控制電路的主控制信號輸出端與從控制電路的主控制信號輸入端連接；從控制電路的反饋信號輸出端與主控制電路的從控制反饋信號輸入端連接，從控制電路控制信號輸出端為控制電路的控制信號輸出端。本發明相比于現有的奶粉密度計，其結構簡單，且奶粉密度的檢測效果與現有的奶粉密度計的效果相當。
圖I是本發明的結構示意圖；圖2是圖I的左視圖；圖3是本發明控制部分的原理示意圖；圖4是具體實施方式
五的電路連接示意圖；圖5是具體實施方式
一中的鍵盤掃描函數的流程示意圖；圖6是具體實施方式
一中的脈沖發生模塊產生的脈沖的波形示意圖；圖7是具體實施方式
一中的脈沖控制流程示意圖；圖8是具體實施方式
一中的加速階段的控制流程示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結合圖I至圖3說明本具體實施方式
，粉體振實密度儀，它包括振動機構和控制單元，所述振動機構包括步進電機I、凸輪2、滑桿3、振動頭4和固定架5，固定架5上開有通孔，步進電機I固定在固定架5上且其輸出軸穿過固定架5上的通孔，凸輪2的與步進電機I的輸出軸同軸固定連接；振動頭4固定在滑桿3的頂端；滑桿3固定在滑桿套內，所述滑桿套固定在固定架5上，滑桿3的末端位于凸輪2的正上方；凸輪2用于驅動滑桿3產生沿其軸向的往復振動；控制單元包括控制電路5、光電隔離電路6和步進電機驅動電路7 ;控制電路5的控制信號輸出端與光電隔離電路6的控制信號輸入端連接；光電隔離電路6的驅動控制信號輸出端與步進電機驅動電路7的驅動控制信號輸入端連接；所述步進電機驅動電路7用于驅動步進電機I工作。工作原理粉體振實密度儀的主要工作原理是產生振 動，將奶粉振實，通過獲得振實后奶粉的體積獲取奶粉的密度。本發明采用凸輪I產生振動，步進電機I帶動凸輪2旋轉時，凸輪2的邊緣推動著滑桿3滑動，凸輪2轉過一周，從遠點到近點，滑桿3將產生一次振動。通過改變點擊的轉速，就可以改變振動頻率。
具體實施方式
二、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的粉體振實密度儀的區別在于，控制電路5包括主控制電路51和從控制電路52，所述主控制電路51的主控制信號輸出端與從控制電路52的主控制信號輸入端連接；從控制電路52的反饋信號輸出端與主控制電路51的從控制反饋信號輸入端連接，從控制電路52控制信號輸出端為控制電路5的控制信號輸出端。
具體實施方式
三、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的粉體振實密度儀的區別在于，它還包括輸入接口 8和輸出接口 9，所述輸入接口 8的接口信號輸出端與主控制電路51的接口信號輸入端連接；輸出接口 9的接口信號輸入端與主控制電路51的接口信號輸出端連接。
具體實施方式
四、本具體實施方式
與具體實施方式
三所述的粉體振實密度儀的區別在于，輸入設備8為鍵盤。 本實施方式中，可以采用鍵盤向主控制電路設置工作參數。
具體實施方式
五、本具體實施方式
與具體實施方式
三所述的粉體振實密度儀的區別在于，輸出設備8為液晶顯示器。本實施方式中，可以采用液晶顯示器顯示當前的密度值。
具體實施方式
六、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的粉體振實密度儀的區別在于，主控制電路51和從控制電路52均采用型號是PIC16F877的單片機實現。
具體實施方式
七、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的粉體振實密度儀的區別在于，步進電機驅動電路7采用型號為L297的芯片和L298N的芯片實現。本實施方式的控制系統采用的主從結構。為了節約成本，本發明不采用市場上的成品步進電機驅動器，而是基于L297/L298芯片自行搭建步進電機驅動器，由于步進電機工作過程中會對地線產生較強的干擾信號，所以本發明采用光耦將控制器和步進電機驅動器之間隔離開。本實施方式中各部件的功能主控制電路主控制電路51由兩塊PIC16F877單片機組成，采用主從工作方式，主控制電路51主要負責通過輸入設備或輸出設備向操作者顯示信息以及獲取操作者的指令，并且根據操作者的指令調節內部參數，驅動從控制電路52，從控制電路52的用于根據主控制電路51的命令產生脈沖，驅動步進電機I工作。輸入設備8和輸出設備9 :其主要功能是提高人機交互能力，操作者可以通過液晶屏了解當前工作參數，并且可以通過鍵盤調節參數。光電隔離電路6 :針對步進電機I運行狀態下對電源干擾較大的特點，本發明可以采用雙電源供電模式，分別對步進電機驅動電路7與控制電路5、I/O設備進行供電。通過TLP521-2光耦實現兩部分之間的信息交換，將控制電路5與步進電機驅動電路7的電源隔開，防止對電源干擾能力較強的步進電機I對電源電壓的干擾，以及由此造成的對控制電路的干擾。步進電機驅動電路7 :本發明采用L297/L298組合構成的兩相混合式步進電機驅動器，其電路連接如圖4所示 其中L297起到環形分配器的作用，而L298N則作為功率放大器。主控電路只需要產生脈沖時序信號，并將其傳輸給L297，由L297產生相應的電機驅動信號，并傳輸給L298N將時序信號放大，進而驅動步進電機。該硬件構成大大的降低了成本，元器件數量較少，結構簡單，可靠性較高，節省空間，裝配成本低。與單片機配合使用起來，只需要單片機提供脈沖信號及方向信號，能夠減輕編程人員工作壓力。軟件結構本發明的軟件功能可劃分為鍵盤掃描模塊、液晶驅動模塊、脈沖發生模塊以及程序主體部分等四個功能模塊。I、程序主體程序主體位于主控制電路中，主要包括兩個階段。階段一是參數設定階段主要任務是記錄操作者輸入的測試參數，并且更新液晶將操作參數反饋給操作者。在收到操作者的啟動信號后程序進入階段二，即電機運行階段。在此階段中，主程序同樣調入鍵盤掃描模塊對“開始”、“停止”按鈕進行掃描，并且接收由從單片機傳回的計數信號，并根據該計數信號對液晶進行更新，以便向操作者反饋電機振動次數。2、鍵盤掃描模塊該模塊位于主單片機，分為在電機未運行狀態下和電機運行狀態下兩種情況。在電機未運行時需要掃描“換擋”、“拍擊次數增加”、“拍擊次數減少”、“開始”四個按鍵。在電機運行狀態下，需要掃描“開始”、“暫停”兩個按鍵。這里，為了防止由于儀器振動產生的按鍵虛接現象，在程序中加入了防抖程序，其程序流程圖如圖5所示。3、液晶驅動模塊由于ST7902芯片的帶字庫12864液晶與單片機之間通信實際上是以一種芯片間并口通信方式進行數據傳輸，單片機每發以一條指令必然伴隨著控制位信號的高低電壓變化，進而形成指令流，為了避免每次發送命令重復編寫該指令流，本發明為該指令流編寫了指令流函數，以便每次發送數據只需要填入8位數據位信息即可，使得程序變得更為簡潔明了。4、脈沖發生模塊該模塊位于從單片機中A、脈沖生成方式應用單片機內部的定時器中斷模塊，采用中斷的方式產生脈沖。 本發明所使用的PIC16F877單片機中的定時器，根據發送脈沖頻率所需設置定時器初值，當程序啟動后，定時器開始累加，直至定時器發生溢出時觸發中斷，改變電位，完成一個脈沖周期。如圖6所示，在脈沖周期開始時刻，向定時器中輸入初始值，使能位置位，計數開始，為了獲得一個比較合理的占空比，在定時器計數過程中，需要軟件延時以維持低電平相應時間，在中斷觸發后，將電平拉高，完成一個脈沖的輸出。B、速度控制方式由于本儀器采用的是步進電機，而且正常運行速度相對較高，為防止“丟步”，輸入的脈沖頻率需要以小于最大空載啟動頻率的某一數值逐漸遞增到最大頻率，減速過程同理。該儀器的電機運行有三個階段。分別是電機加速運行階段、電機勻速運行階段以及電機減速運行階段。為了該儀器在啟動過程中平穩運行，本發明采用勻加減速方式實現電機加減速過程。步進電機運動公式
權利要求
1.粉體振實密度儀，其特征是它包括振動機構和控制單元，所述振動機構包括步進電機(I)、凸輪(2)、滑桿(3)、振動頭(4)和固定架(5)，固定架(5)上開有通孔，步進電機(I)固定在固定架(5)上且其輸出軸穿過固定架(5)上的通孔，凸輪(2)的與步進電機(I)的輸出軸同軸固定連接；振動頭(4)固定在滑桿(3)的頂端；滑桿(3)固定在滑桿套內，所述滑桿套固定在固定架(5)上，滑桿(3)的末端位于凸輪(2)的正上方；凸輪(2)用于驅動滑桿(3)產生沿其軸向的往復振動； 控制單元包括控制電路(5)、光電隔離電路(6)和步進電機驅動電路(7);控制電路(5)的控制信號輸出端與光電隔離電路(6)的控制信號輸入端連接；光電隔離電路(6)的驅動控制信號輸出端與步進電機驅動電路(7)的驅動控制信號輸入端連接；所述步進電機驅動電路(7)用于驅動步進電機⑴工作。
2.根據權利要求I所述的粉體振實密度儀，其特征在于控制電路(5)包括主控制電路(51)和從控制電路(52)，所述主控制電路(51)的主控制信號輸出端與從控制電路(52)的主控制信號輸入端連接；從控制電路(52)的反饋信號輸出端與主控制電路(51)的從控制反饋信號輸入端連接，從控制電路(52)控制信號輸出端為控制電路(5)的控制信號輸出端。
3.根據權利要求2所述的粉體振實密度儀，其特征在于它還包括輸入設備(8)和輸出設備(9)，所述輸入設備(8)的信號輸出端與主控制電路(51)的輸入設備信號輸入端連接；輸出設備(9)的信號輸入端與主控制電路(51)的輸出設備信號輸出端連接。
4.根據權利要求3所述的粉體振實密度儀，其特征在于輸入設備(8)為鍵盤。
5.根據權利要求3所述的粉體振實密度儀，其特征在于輸出設備(8)為液晶顯示器。
6.根據權利要求4或5所述的粉體振實密度儀，其特征在于主控制電路(51)和從控制電路(52)均采用型號是PIC16F877的單片機實現。
7.根據權利要求6所述的粉體振實密度儀，其特征在于步進電機驅動電路(7)采用型號為L297的芯片和L298N的芯片實現。
全文摘要
粉體振實密度儀，涉及一種密度儀，為了解決現有的奶粉密度計的結構復雜的問題。它的凸輪的中心固定在步進電機的輸出軸上，用于帶動滑桿產生振動動作；振動頭的中心固定在滑桿的頂端；固定架用于支撐滑桿和振動頭的連接體懸于凸輪的上方；控制電路的控制信號輸出端與光電隔離電路的控制信號輸入端連接；光電隔離電路的驅動控制信號輸出端與步進電機驅動電路的驅動控制信號輸入端連接；步進電機驅動電路用于驅動步進電機工作。本發明用于計量奶粉密度。
文檔編號G01N9/02GK102692360SQ201210164359
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月24日 優先權日2012年5月24日
發明者應如冰 申請人:黑龍江立高科技開發有限公司