專利名稱：一種多參數顯示的按鍵荷重計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數顯式按鍵荷重計，尤其涉及一種多參數顯示的按鍵荷重計。
背景技術：
硅膠按鍵、薄膜開關(彈片按鍵)及其它類型按鍵廣泛應用于儀器儀表、辦公設備及家用電器等產品上，實現產品的操作和控制。使用這些按鍵時的手感好壞直接影響到用戶對產品品質的認可程度，手感好壞與按鍵的結構、材質和加工工藝等因素密切相關。按鍵完成結構設計定型后，生產階段材質配方的偏差和加工工藝的變化，以及按鍵裝配到產品上時的安裝位置偏差等因素都會影響到按鍵的手感；因此，在按鍵生產和裝配后都需要對按鍵進行測試。按鍵的手感與其下壓和彈起時的力道有直接關系。圖1是典型硅膠按鍵在下壓和彈起過程中的按鍵荷重(彈力)變化曲線，圖中縱坐標表示力值，橫坐標表示按鍵下壓時的位移量。當按鍵開始下壓后，作用在按鍵上的力值逐漸增大，直至達到一個峰值力Fp后又隨著位移量的增大而減小，直至達到一個谷值力F。；如果繼續下壓按鍵，則力值又會逐漸增大到Fmax。在按鍵的彈起階段，隨著按鍵的回彈，力值從Fmax開始逐漸減小，達到一個谷值力Fr后開始增大，直至達到一個峰值力Fm ;之后力值又會開始減小，直至按鍵恢復原形后力值歸零。一般用“Click比率”表征按鍵操作時的手感，Click比率有兩類:C。和C；，分別用下面的公式進行計算:進行按鍵測試時，按鍵荷重計需要安裝在相應的手動或電動測試臺上，如圖2所示，通過運動結構控制按鍵荷重計向下和向上運動，由按鍵荷重計測試軸上的測量頭對被測按鍵施加作用力。已申請中國專利、專利號為02204749.2的“按鍵彈力量測機”就采用了電動測試臺。不管使用是哪種測試臺，在一次測試過程中，現有的按鍵荷重計只能測量按鍵力學參數(FP、F。、^和？^中的一項或兩項，而不能實現全部力學參數的測試；并且，現有的按鍵荷重計上的顯示器均只能顯示一個測試數據，操作人員如果要了解其它參數，必須通過操作按鍵使荷重計進入相應的顯示模式，才能依次予以顯示。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種多參數顯示的按鍵荷重計，在一次測試過程中能夠完成按鍵的Fp、F。、Fr和Fm參數的測試，然后根據操作人員的設置，完成C。或(；的計算，并在IXD顯示器上顯示所有測試數據。為實現上述目的，所述多參數顯示的按鍵荷重計，包括微處理器，電阻應變式傳感器、A/D轉換器和LCD顯示器，所述電阻應變式傳感器經A/D轉換器與所述微處理器通訊連接，所述LCD顯示器與微處理器通訊連接，其特征點是，[0008]所述多參數顯示的按鍵荷重計還包括均與所述微處理器通訊連接的Fp值分析模塊、Fc值分析模塊、Fr值分析模塊和Fm值分析模塊，由所述Fp值分析模塊、F。值分析模塊、Fr值分析模塊和Fm值分析模塊分別得到的Fp值、F。值、Fr值和Fm值均傳輸至微處理器，由所述微處理器控制IXD顯示器同時顯示該Fp值、F。值、Fr值和Fm值；并且，所述多參數顯示的按鍵荷重計還包括與所述微處理器通訊連接的C。值計算模塊或C；值計算模塊，由所述C。值計算模塊或(；值計算模塊得到的C。值或(；值傳輸至微處理器，由所述微處理器控制IXD顯示器在顯示Fp值、F。值、Fr值和Fm值的同時同步顯示C。值或(；值。優選的是，所述多參數顯示的按鍵荷重計還包括均與所述微處理器通訊連接的臨界值監控模塊、LED指示燈和蜂鳴器，所述臨界值監控模塊實時監控所述Fp值、F。值、Fr值和Fm值，以及C。值或(；值是否在允許的取值范圍內，如果所述臨界值監控模塊檢測到任意一項參數超出對應的允許的取值范圍時，所述微處理器控制LED指示燈點亮，同時控制蜂鳴器蜂鳴。本實用新型的有益效果在于，在一次測試過程中，能夠完成按鍵的Fp、F。、^和匕參數的測試，然后根據操作人員的設置，進行C。或(；值的計算，并在LCD顯示器上顯示所有測試數據。通過上述結構，在完成測試后操作人員能夠快捷、全面地了解被測按鍵的各項力學參數及是否合格等信息，大大提高了按鍵的測試效率。
圖1示出了典型硅膠按鍵在下壓和彈起過程中的按鍵荷重的變化曲線。圖2示出了本實用新型所述的多參數顯示的按鍵荷重計與通用手動測試臺組成的按鍵測試系統的結構示意圖。`圖3示出了圖2中顯示屏顯示的內容。圖4示出了圖2中所示的多參數顯示的按鍵荷重計的仰視圖。圖5示出了圖4中所示的多參數顯示的按鍵荷重計的側面剖視圖。圖6示出了本實用新型所述的多參數顯示的按鍵荷重計的原理方框圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細的說明:如圖4和圖5所示，所述多參數顯示的按鍵荷重計由以下零部件和模塊組成:電阻應變式傳感器66、A/D轉換器、微處理器100、IXD顯示器618、供電及充電電路101、輸入/輸出接口電路102、操作按鍵盤616、LED指示燈617、蜂鳴器612、以及其它電子器件組成。所述A/D轉換器采用Σ /Δ型A/D轉換器619，如圖6所示，所述電阻應變式傳感器66經Σ /Δ型A/D轉換器619與微處理器100通訊連接，同時，所述微處理器100還分別與IXD顯示器618、供電及充電電路101、輸入/輸出接口電路102、操作按鍵盤616、LED指示燈617和蜂鳴器612通訊連接。具體地，在本實用新型的一實施例中，所述多參數顯示的按鍵荷重計外殼由鋁合金上蓋69和下蓋64兩部分組成，上蓋64用于安裝控制電路板611和IXD顯示器618，下蓋64用于安裝電阻應變式傳感器66和鋰離子電池63。控制電路板611上焊接了 A/D轉換器、微處理器100、輸入/輸出接口連接器610、蜂鳴器612、鋰離子電池插座613、傳感器插座615、操作按鍵盤616、指示燈617和供電及充電電路101。其中，所述控制電路板611通過六只螺釘614固定在上蓋69的內壁，IXD顯示器618放置在上蓋69內壁的安裝座內，并通過控制電路板611壓緊固定。電阻應變式傳感器66由兩只內六角螺栓65固定在下蓋64的安裝座上，并通過一個四芯連接器與控制電路板611的傳感器插座615相連，其中兩條芯線與電源的正負極相連，另外兩條芯線與A/D轉換器的信號輸入端口相連。鋰離子電池63用粘膠粘貼在下蓋64的內壁上，并通過一個兩芯連接器與控制電路板611的電池插座613相連。特別地，如圖6所示，所述多參數顯示的按鍵荷重計還包括均與所述微處理器100通訊連接的Fp值分析模塊103、F。值分析模塊104、F,值分析模塊105和Fm值分析模塊106，由所述Fp值分析模塊103、F。值分析模塊104、Fr值分析模塊105和Fm值分析模塊106分別得到的Fp值、F。值、^值和Fm值均傳輸至微處理器100，由所述微處理器100控制IXD顯示器618同時顯示該Fp值、F。值、^值和Fm值。同時，所述多參數顯示的按鍵荷重計還包括與所述微處理器100通訊連接的C。值計算模塊107或Cr值計算模塊108，由所述C。值計算模塊107或(；值計算模塊108得到的C。值或(；值傳輸至微處理器100，由所述微處理器100控制IXD顯示器618在顯示Fp值、Fc值、Fr值和Fm值的同時同步顯示C。值或(；值。更特別地，所述多參數顯示的按鍵荷重計還包括與所述微處理器100通訊連接的臨界值監控模塊109，所述臨界值監控模塊109實時監控所述Fp值、F。值、F,值和Fm值，以及C。值或(；值是否在允許的取值范圍內，如果所述臨界值監控模塊109檢測到任意一項參數超出對應的允許的取值范圍時，所述微處理器100控制LED指示燈617點亮，同時控制蜂鳴器612蜂鳴。本實用新型實施例與通用手動測試臺組成的按鍵測試系統如圖2所示，手動測試臺由立柱1、運動轉換機構2、高度調節旋鈕3、驅動旋鈕4、安裝背板5和工作臺面7等部件構成，本實用新型所述的按 鍵荷重計通過四顆螺釘安裝在手動測試臺的安裝背板5上，通過旋轉驅動旋鈕4，可控制本實用新型實施例實現上下運動。在進行測試前，應在本實用新型實施例上設置一個回程力閾值(Fmax，其數值應大于被測按鍵的Fp)。當施加到按鍵8上的力值大于Fmax時，本實用新型實施例將通過LED指示燈617、蜂鳴器612和輸入/輸出接口發出回程測試信號。進行測試時，將被測的按鍵8放置到手動測試臺的工作臺面7上，調整被測按鍵8的位置，使其處于本實用新型實施例測試軸68上測量頭的正下方；然后旋轉手動測試臺的驅動旋鈕4，使本實用新型實施例向下勻速運動直至發出回程測試信號(LED指示燈617點亮、蜂鳴器612發出聲響)時，反方向旋轉手動測試臺的驅動旋鈕4，使本實用新型實施例向上運動直至回到測試開始時的位置。過程中，電阻應變式傳感器66將施加在測試軸68上的外力轉換成電壓信號,并提供給Σ /Δ型A/D轉換器619采樣，然后微處理器100讀取Σ /Δ型A/D轉換器619的轉換結果，換算成對應的力值；然后，微處理器100將上述力值分別傳輸至Fp值分析模塊103、Fc值分析模塊104、Fr值分析模塊105和Fm值分析模塊106，由所述Fp值分析模塊103、Fc值分析模塊104、Fr值分析模塊105和Fm值分析模塊106分別得到的Fp值、F。值、Fr值和Fffl值均傳輸至微處理器100，由所述微處理器100控制IXD顯示器618同時顯示該Fp值、F。值、^值和Fm值，由所述微處理器100控制IXD顯示器618同時顯示該Fp值、F。值、^值和Fm值；同時，上述Fp值、F。值、Fr值和Fm值同步傳輸至所述C。值計算模塊107或(；值計算模塊108，由該C。值計算模塊107或(；值計算模塊108根據背景技術中提到的計算公式得到的C。值或(；值傳輸至微處理器100，由所述微處理器100控制IXD顯示器618在顯示Fp值、Fc值、Fr值和Fm值的同時同步顯示C。值或(；值。過程中，由所述臨界值監控模塊109實時監控以上各參數是否超出了相對應的允許的取值范圍，如果所述臨界值監控模塊109檢測到任意一項參數超出對應的允許的取值范圍時，所述微處理器100控制LED指示燈617點亮，同時控制蜂鳴器612蜂鳴。另外，微處理器100根據臨界值監控模塊109檢測的結果得出被測按鍵8是否合格的結論信息(PASS或FAIL)，并顯示在IXD顯示器618上。通過按下本實用新型的數據保存鍵，可以將被測按鍵的各項測試數據(包括合格判定結論、測試時間和力值單位)保存到荷重計上的數據存儲器上，這些數據可通過LCD顯示器618進行瀏覽，或者通過數據通訊接口下載到計算機上進行處理。在IXD顯示器618上顯示的內容可參照圖3，如圖3所示，在IXD顯示器618顯示的內容可以包括:被測按鍵8的Fp力值參數la、荷重計電池的剩余電量標志2a、荷重計測試數據存儲器上已經存儲的數據筆數3a、被測按鍵8是否合格，顯示為“PASS”或“FAIL” 4a、當前的時間(小時:分鐘)5a、被測按鍵8的Fm力值參數6a、被測按鍵8的Fr力值參數7a、荷重計當前所采用的力值單位8a、當前施加在荷重計傳感器上的力值9a、被測按鍵8的C。或(；參數10a，可由操作人員選擇、以及被測按鍵8的F。力值參數11a。完成測試后，本實用新型實施例將在IXD顯示器618上顯示被測按鍵8的各項測試數據；如果操作人員要保存測試數據，可以按下本實用新型實施例的數據保存鍵；如果要進行下一次測試，可以按下數據清除鍵。值得注意的是，在本實用新型的另一個實施例中，所述荷重計能夠與具有相應接口的電動測試臺組成自動化的按鍵測試系統。開啟荷重計的控制信號輸出功能后，當滿足回程測試條件時，荷重計將通過輸入/輸出`接口發送一個回程測試的脈沖信號；電動測試臺通過接收此脈沖信號，控制荷重計反向運動，實現按鍵的回程測試。綜上所述僅為本實用新型較佳的實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍的內容所作的等效變化及修飾，皆應屬于本實用新型的技術范疇。
權利要求1.一種多參數顯示的按鍵荷重計，包括微處理器，電阻應變式傳感器、A/D轉換器和IXD顯示器，所述電阻應變式傳感器經A/D轉換器與所述微處理器通訊連接，所述IXD顯示器與微處理器通訊連接，其特征在于: 所述多參數顯示的按鍵荷重計還包括均與所述微處理器通訊連接的Fp值分析模塊、F。值分析模塊、Fr值分析模塊和Fm值分析模塊，由所述Fp值分析模塊、F。值分析模塊、Fr值分析模塊和Fm值分析模塊分別得到的Fp值、F。值、Fr值和Fm值均傳輸至微處理器，由所述微處理器控制IXD顯示器同時顯示該Fp值、F。值、^值和Fm值；并且， 所述多參數顯示的按鍵荷重計還包括與所述微處理器通訊連接的C。值計算模塊或(；值計算模塊，由所述C。值計算 模塊或(；值計算模塊得到的C。值或(；值傳輸至微處理器，由所述微處理器控制IXD顯示器在顯示Fp值、F。值、Fr值和Fm值的同時同步顯示C。值或(；值。
專利摘要本實用新型公開了一種多參數顯示的按鍵荷重計，其包括相連接的微處理器和LCD顯示器，其還包括均與微處理器通訊連接的Fp值分析模塊、Fc值分析模塊、Fr值分析模塊、Fm值分析模塊及Cc/Cr值計算模塊，由各模塊分別得到的Fp值、Fc值、Fr值、Fm值及Cc/Cr值傳輸至微處理器，由微處理器控制LCD顯示器同時顯示該Fp值、Fc值、Fr值、Fm值及Cc/Cr值。在一次測試過程中，能夠完成按鍵的Fp、Fc、Fr和Fm參數的測試，然后根據操作人員的設置，進行Cc或Cr值的計算，并在LCD顯示器上顯示所有測試數據。通過上述結構，在完成測試后操作人員能夠快捷、全面地了解被測按鍵的各項力學參數及是否合格等信息，大大提高了按鍵的測試效率。
文檔編號G01L1/22GK202928766SQ20122052610
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者陳志雄 申請人:廣州賽寶計量檢測中心服務有限公司