專利名稱：揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種彈性測試儀器，具體講是一種揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀。
技術背景
定心支片和振膜都是組成揚聲器的主要部件，它們的彈性性能對揚聲器的質量起著至關 重要的作用，多年來，揚聲器行業上對它們彈性性能的檢測主要依靠人的手感，由于這種手 工檢測方式主要是憑借檢測人員的經驗來完成檢測工序，因此它存在工效低及檢測質量不穩 定的缺陷。
目前，現有技術已有一種彈性測試儀器，該儀器通過對定心支片或振膜施加某一固定的 作用力來測量其形變的量即位移。授權公告號為CN2864659Y的實用新型即是本申請人己授 權的關于該類型儀器的專利，它公開了一種自動測試揚聲器定心支片及振膜折環彈性系數的 儀器，該儀器包括測力裝置、測距裝置和數據處理系統；所述測力裝置包括數顯測力計和頂 柱，頂柱底部對應于被測件；所述測距裝置包括數顯卡尺和底座，數顯卡尺垂直固定于底座； 所述數顯測力計和數顯卡尺上顯示的數值分別由數據線輸出到數據處理裝置，由數據處理裝 置內的計算機進行處理，從而形成被測件的彈性函數曲線。另外，所述數顯測力計還通過一 個滑塊與數顯卡尺的游標固定連接；所述游標連接有施力裝置；所述施力裝置包括底座和框 架，所述框架內設垂直的螺桿和驅動其轉動的手輪；所述螺桿和游卡之間設有連桿，所述連 桿的一端與螺桿相嚙合，另一端既可固定于數顯卡尺的游卡，也可以于滑塊連成一體。
經實際使用后，本申請人發現上述實用新型雖然有效克服了手工檢測方式存在的工效低 及質量不穩定的缺陷和不足，但它在實際應用中仍然存在以下四個不足之處
1、測力計向下移動的速度不均勻該儀器是通過檢測人員用手轉動手輪來驅動測力計， 從而在對被測部件施加逐漸增大的作用力的同時測量被測部件的形變量，由于手在轉動手輪 過程中不可能始終使力量保持均勻一致，因此使測得的測力計位移量(被測部件的形變量) 不均勻，從而影響了測量的精度；2、 被測部件的位移初始零點較難確定該儀器是用一數字顯示的游標卡尺來測量被測部 件的形變量，理論上，當測力計在剛碰到被測件而沒有加力時就是位移的零點，此時用戶應 用肉眼觀察并準確判斷出這點的位置，然后用手按游標卡尺上的零點設定按鈕。然而，在實 踐中，由于受到人為因素和環境因素的影響，如操作者的經驗、操作者眼力的好壞以及環境 光線的明亮程度等，都會給零點的設定帶來誤差；
3、 單次測量的時間較長該儀器在測量時要求使用者要慢慢地轉動手輪，并同時要很仔 細地看著測力計的下行過程，準確地設定位移初始零點，這種方式增加了每次測量的時間， 不利于流水線生產；
4、 操作不方便由于測量的結果要由計算機作進一步的處理，所以在測量時，使用者一 方面要操作計算機，另一方面還要用手去轉動手輪，從而使操作顯得極不方便。 實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是，提供一種測量精度高、位移初始位置易確定、單次測 試時間短以及操作更加簡單、方便的揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀。
本實用新型的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的揚聲器定心支片及振膜彈性測 試儀它包括由數據處理裝置、施力裝置以及相互固定連接的測力裝置和測距裝置；所述測 力裝置和測距裝置分別通過數據線與數據處理裝置連接；所述施力裝置包括底座、固定在底 座上的框架以及一個與單片機連接并由單片機產生的驅動脈沖信號控制的步進電機；所述步 進電機安裝在框架上；所述步進電機的轉軸與測距裝置固定連接；所述數據處理裝置與單片 機之間連接有一個電平轉換芯片；所述單片機和步進電機均與電源驅動單元電連接。
采用以上結構后，與現有技術相比，本實用新型具有以下優點
1、 由于步進電機是由脈沖信號驅動的，每一個脈沖可以驅動步進電機轉一定的角度(例 如每一脈沖轉0.09度)，而脈沖信號的頻率是由單片機產生并發出的，這種脈沖信號的精度 可以做的非常高，因此本實用新型可以保證測力裝置中的測力計向下移動時的速度非常均勻， 從而有效克服了現有技術因為靠手轉動手輪而使測力計下移速度不均勻的缺陷，大大提高了 本實用新型的測量精度。
2、 與現有技術只能憑眼睛目測來判斷測力計下的頂桿是否已碰到被測對象不同，由于本實用新型是通過單片機來控制步進電機的，因此測力裝置上測力計的下移不但可以非常均勻， 而且也能達到足夠的緩慢，因此在測力計剛碰到被測對象時，數據處理裝置中的計算機程序 就可以對測距裝置中的游標卡尺清零，從而不但使位移初始位置的確定變得比較容易，而且 也大大減少了人為誤差和和環境誤差，提高了本實用新型的測量精度；
3、 本實用新型不但取消了手輪，而且也無需檢測人員通過目測去設定零點，因此單次測 量的時間大大縮短，從而提高了本實用新型的工作效率；
4、 采用步進電機后，檢測人員只需要控制數據處理裝置就行，至于機械部分的所有動作 則全部由數據處理裝置來控制，因此本實用新型的操作比較現有技術更加方便、簡單。
作為本實用新型的一種改進，所述步進電機設有上限位開關和下限位開關；所述單片機 的P16腳通過接口 J2與上限位開關相連；所述單片機的P17腳通過接口 J2與下限位開關相 連；所述接口 J2上的2端和2端同時接地；所述單片機的P17腳和P16腳還分別通過電阻 R3和R2與電源驅動單元上的+ 5V端相連。當測力計和游卡運行到最高處或最低處時，如果 步進電機仍然在脈沖信號驅動下轉動，步進電機容易發熱而損壞；另外，由于測力計是精密 儀器，如果滑塊運行位置過低的話，測力計容易受到過大的作用力而損壞，而本實用新型的 這種改進就是為了解決以上兩個問題，它通過上限位開關和下限位開關的閉合來改變單片機 P17腳和P16腳上的電平，而單片機內部程序采用的是定時檢測的方式，當發現步進電機運 行到上限位開關或下限位開關時即單片機P17腳或P16腳上的電平改變時，單片機控制程序 產生外部中斷，從而讓單片機發出反向轉動的信號，使步進電機換成另一方向轉動，從而有 效防止測力計和游卡運行到最高處或最低處時步進電機仍然按照原方向轉動的情況，避免步 進電機發熱而損壞，并保護了測力計。
圖1是本實用新型揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀的結構示意圖。 圖2是本實用新型中單片機和電平轉換芯片的電路連接原理圖。
圖中所示1011、 1012、數據線，102、底座，103、數顯測力計，104、框架，105、步 進電機，106、單片機，107、電平轉換芯片，108、上限位開關，109、上限位開關，110、頂 柱，111、被測件，112、固定座，113、液晶顯示屏，114、數顯卡尺，115、計算機，116、滑塊，117、游卡，118、絲桿，119、連桿，120、電源驅動單元。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明-
如圖l所示，在本具體實施方式
中，本實用新型包括測力裝置、測距裝置、數據處理裝
置以及施力裝置。所述測力裝置包括一個數顯測力計103和頂柱110;所述頂柱110頂部固
定連接在數顯測力計103底部，所述頂柱110的底部對應于被測件111;所述被測件111固 定在固定座112;所述數顯測力計103上設有一個液晶顯示屏113;所述數顯測力計103通過 數據線1011與數據處理裝置連接。所述測距裝置包括數顯卡尺114;所述數顯卡尺114垂直 固定在底座102上；所述數顯測力計103通過一個滑塊116與數顯卡尺114的游卡117固定 連接；所述數顯卡尺114通過數據線1012與數據處理裝置連接。所述施力裝置包括底座102、 固定在底座102上的框架104以及步進電機105;所述步進電機105安裝在框架104上，并 通過信號線連接在單片機106上，該步進電機105受單片機106產生的驅動脈沖信號的控制； 所述數據處理裝置與單片機106之間連接有一個電平轉換芯片107;所述單片機106和步進 電機105均與電源驅動單元120電連接。本具體實施方式
中，所述數據處理裝置為計算機115。 所述步進電機105的轉軸與測距裝置連接，其連接方式為滾珠絲杠副連接方式，即滾珠絲杠 副上的絲桿118與步進電機105的轉軸固定連接；所述滾珠絲杠副上的螺帽與連桿119固定 連接或做成一體；所述連桿119與游卡117固定連接。
如圖2所示，所述單片機106的XI腳和X2腳之間連接有一個晶振器Yl，所述晶振器Yl 的兩端分別串聯電容C1和電容C2后與地連接，其作用是產生驅動步進電機105所需的時鐘 脈沖。所述步進電機105與單片機106連接采用以下具體結構所述單片機106的P10腳通 過接口 Jl與步進電機105的移位脈沖輸入端cp連接，從而為步進電機105提供位移脈沖信 號；所述單片機106的Pll腳通過接口 Jl與步進電機105的方向電平控制端dir,從而控制 步進電機105的轉動方向。
所述步進電機105上設有上限位開關108和下限位開關109;所述單片機106的P16腳 通過接口 J2與上限位開關8相連；所述單片機106的P17腳通過接口 J2與下限位開關109 相連；所述接口 J2上的2端和3端同時接地；所述單片機106的P17腳和P16腳還分別通過電阻r3和r2與電源驅動單元120上的+5v端相連。
所述數據處理裝置與單片機106之間連接有一個電平轉換芯片107，其型號采用為 MAX232，它的作用是實現TTL電平與RS232—C電平的相互轉換，所述RS232-C電平為計算機 可用的電平，所述ttl電平是單片機106可用的電平。在本具體實施方式
中，所述單片機106 的rxd腳與電平轉換芯片107的r20ut腳相連;所述單片機106的txd腳與電平轉換芯片107 的t2in腳相連；所述電平轉換芯片107的r2in腳通過接口 j3與數據處理裝置中的數據接受 端in相連；所述電平轉換芯片107的t20ut腳通過接口 j3與數據處理裝置中的數據發送端 out相連；所述電平轉換芯片107的2腳和6腳之間連接有電解電容c5;所述電平轉換芯片 107的6腳和15腳之間連接有電解電容C7;所述電平轉換芯片107的Cl+腳和Cl-腳之間連 接有電解電容c4;所述電平轉換芯片107的c2+腳和c2-腳之間連接有電解電容c6。本實用 新型中所述單片機106的型號可采用at89c52或at89s52，在本具體實施方式
中，所述單片 機106的型號采用為at89c52。
另外，在本具體實施方式
中，所述單片機106的p13腳與地之間串聯有發光二極管d1和 電阻Rl，從而起到指示單片機106工作與否的作用。所述單片機106的RESET腳與地之間串 聯有電阻R4的同時，還通過電解電容c3與電源驅動單元120的+5v端連接，這個結構的作 用是促使單片機106在上電后進行一個復位操作，從而使程序執行初始化工作。所述電源驅 動單元120的+5v端還與單片機106的p12腳和步進電機105的陽端opto相連，從而提供 +5v工作電源給單片機106和步進電機105內的細分器，由于所述電源驅動單元120是一種 現有技術中的穩壓電路，故不在此贅述。
本實用新型的工作原理是
所述單片機106的工作狀態受數據處理裝置即計算機發出的指令的控制，單片機106根 據接收到的特定的命令字節來執行指定的程序段，從而單片機106的P10腳和Pll腳分別輸 出對應的脈沖信號和反轉電平，進而控制步進電機105的工作狀態；所述步進電機105所需 的驅動脈沖信號由單片機106的內部時鐘產生。當所述單片機106上電后，首先進行復位操 作，從而使程序執行初始化部分，初始化結束后程序進入空閑模式等待計算機115發來的指 令。在本實用新型中，步進電機105的不同工作狀態對應不同的脈沖頻率和方向電平，且每個頻率均由單片機程序控制產生。
根據上述工作原理，本實用新型揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀的工作過程是 首先由計算機115通過電平轉換芯片107向單片機106發出命令，接著單片機106向步 進電機105發出脈沖信號使步進電機105均勻轉動，進而帶動絲桿118勻速轉動，絲桿118 的運動帶動滑塊116向下移動，同時帶動游卡117和數顯測力計103向下運動；當數顯測力 計103底部的頂柱110剛碰到被測件111時，計算機程序將自動把游標卡尺的讀數清零，從 而確定被測件111的位移初始零點。與此同時，計算機115開始通過數據線1011、 1012開始 采集數顯測力計103和數顯卡尺114上的讀數即作用力和位移值。在一次測量完成后，使用 者通過計算機115向單片機106發出停止測試的命令，單片機106向步進電機105發出反向 運行的脈沖信號，在此信號作用下，步進電機105反向轉動，絲桿118也反向轉動，從而帶 動滑塊16、游卡117、數顯測力計103向上運行。當測力計底部的頂柱110脫離被測件111 后，計算機程序向單片機106發出命令，單片機106向步進電機105發出停止信號，步進電 機105停止轉動，這樣一次測量完成，計算機115完成對測量結果進行的處理后，進入等待 狀態，準備進行第下一次測量。
權利要求1、一種揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀，包括由數據處理裝置、施力裝置以及相互固定連接的測力裝置和測距裝置；所述測力裝置和測距裝置分別通過數據線(1011、1012)與數據處理裝置連接；所述施力裝置包括底座(102)和固定在底座(102)上的框架(104)，其特征在于所述施力裝置還包括一個與單片機(106)連接并由單片機(106)產生的驅動脈沖信號控制的步進電機(105)；所述步進電機(105)安裝在框架(104)上；所述步進電機(105)轉軸與測距裝置固定連接；所述數據處理裝置與單片機(106)之間連接有一個電平轉換芯片(107)；所述單片機(106)和步進電機(105)均與電源驅動單元(120)電連接。
2、 根據權利要求1所述的揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀，其特征在于所述驅動脈 沖信號由單片機(106)產生指，所述單片機(106)的XI腳和X2腳之間連接有一個晶振器 Yl;所述晶振器Yl的兩端分別串聯電容CI和電容C2后與地連接。
3、 根據權利要求1所述的揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀，其特征在于所述步進電 機(105)與單片機(106)連接指，所述單片機(106)的P10腳通過接口 Jl與步進電機(105) 的移位脈沖輸入端cp連接；所述單片機(106)的P11腳通過接口 Jl與步進電機(105)的 方向電平控制端dir連接。
4、 根據權利要求1或3所述的揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀，其特征在于所述步 進電機(105)設有上限位開關(108)和下限位開關(109);所述單片機(106)的P16腳通 過接口 J2與上限位開關(108)相連；所述單片機(106)的P17腳通過接口 J2與下限位開 關(109)相連；所述接口 J2上的2端和3端同時接地；所述單片機(106)的P17腳和P16 腳還分別通過電阻R3和R2與電源驅動單元(120)上的+ 5V端相連。
5、 根據權利要求1所述的揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀，其特征在于所述數據處 理裝置與單片機(106)之間連接有一個電平轉換芯片(107)指，所述單片機(106)的RXD 腳與電平轉換芯片(107)的R20UT腳相連；所述單片機(106)的TXD腳與電平轉換芯片(107) 的T2IN腳相連；所述電平轉換芯片(107)的R2IN腳通過接口 J3與數據處理裝置中的數據 接受端IN相連；所述電平轉換芯片(107)的T20UT腳通過接口 J3與數據處理裝置中的數據發送端0UT相連。
6、 根據權利要求1或5所述的揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀，其特征在于所述電 平轉換芯片(107)的型號為MAX232。
7、 根據權利要求1或2或3或5所述的揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀，其特征在于-所述單片機(106)的型號為AT89C52或AT89S52。
專利摘要本實用新型公開了一種揚聲器定心支片及振膜彈性測試儀，包括由數據處理裝置、施力裝置以及相互固定連接并分別通過數據線(1011、1012)與數據處理裝置連接的測力裝置和測距裝置；施力裝置包括底座(102)、固定在底座(102)上的框架(104)以及一個與單片機(106)連接并由單片機(106)產生的驅動脈沖信號控制的步進電機(105)；步進電機(105)安裝在框架(104)上；步進電機(105)轉軸與測距裝置固定連接；數據處理裝置與單片機(106)之間連接有一個電平轉換芯片(107)；單片機(106)和步進電機(105)均與電源驅動單元(120)電連接。本實用新型的優點是不但測量精度高、位移初始位置易確定，而且單次測試時間短，操作更加簡單、方便。
文檔編號H04R29/00GK201150131SQ20072030329
公開日2008年11月12日 申請日期2007年12月25日 優先權日2007年12月25日
發明者閻秉耀 申請人:寧波東威電子有限公司