专利名称：基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及千分表测量技术领域，具体地，涉及基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统。
背景技术：
传统的千分表，结构比较简单，是通过齿轮或杠杆，将一般的直线位移(直线运动)转换成指针的旋转运动，然后在刻度盘上进行读数的长度测量仪器。根据对测量数据的显示方式不同，传统的千分表包括指针显示千分表和电子数显千分表，目前使用较多的是电子数显千分表。传统的千分表测量技术，只能实现长度或距离的单点测量，在很多领域中使用不太方便。例如，在液压滚筒系统的变形测量中，需要测试圆周上多个点的位置变形，使用单 个千分表难以测试。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在测量对象少、适用范围小和使用不方便等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，以实现测量对象多、适用范围广和使用方便的优点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，包括用于分别获取多个待测对象多属性同步测量的多点测量数据、支持SPC数据格式、且并行设置的多个测量仪器或多个传感器，用于基于所述多个待测对象的多点测量数据进行复用统计过程控制(SPC)数据转换处理、得到多个待测对象的多点测量结果的多路复用SPC转换单元，以及用于基于所述多个待测对象的多点测量结果、进行调用和/或显示的客户端；所述多路复用SPC数据转换单元，连接在所述多个测量仪器或多个传感器与客户端之间。进一步地，所述多路复用SPC转换单元，包括主控制器，以及分别与所述主控制器配合连接的电源模块、多路复用SPC接口、按键模块和USB接口 ；
所述多个测量仪器或多个传感器，分别与多路复用SPC接口连接；所述USB接口，分别与电源模块及客户端连接。进一步地，所述多路复用SPC转换单元，还包括与所述主控制器配合连接的工作状态指示模块，和/或，连接在所述主控制器与USB接口之间、且与电源模块连接的串行通信接口芯片。进一步地,所述工作状态指示模块,包括双色指示模块。进一步地，所述主控制器，包括与所述电源模块连接的低功耗主控MCU，以及分别与所述低功耗主控MCU连接的I/O模块、USB模块和时钟模块；
所述多路复用SPC接口、工作状态指示模块和按键模块，分别与I/O模块连接；所述USB模块，与USB接口连接，或通过串行通信接口芯片与USB接口连接。进一步地，所述低功耗主控MCU，包括MSP430系列单片机。进一步地，所述电源模块，包括USB取电式电源模块。进一步地，所述多个测量仪器或多个传感器，包括多个数字千分表。进一步地，所述客户端，至少包括控制模块，以及分别与所述控制模块连接串行通信接口及测量结果调用及显示模块；所述多路复用SPC数据转换单元，与串行通信接口连接。进一步地，所述控制模块，包括PC机、手机和掌上电脑中的任意一种。也就是说，上述客户端，可以是PC机或其它具有显示功能的手持终端。进一步地，所述测量结果调用及显示模块，包括Excel VBA界面模块。 上述Excel VBA界面模块，是利用Excel表格来显示存储测量数据，根据不同测量时间，不同测量对象，将数据写入对应的行和列，以便于对数据的统计。该Excel VBA界面模块的工作原理，是通过调用Excel VBA的串口控件，来读取串口缓存里的数据，并利用VBA的控件制作操作界面。该操作界面，具体可以包括串口号扫描界面、串口端口选择界面、启动和关闭串口界面、定时测量读取界面和被动监听读取界面，以及双击单元格请求测量界面，和用于将结果写入该单元格的界面。本发明各实施例的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，由于包括用于分别获取多个待测对象多属性同步测量的多点测量数据、支持SPC数据格式、且并行设置的多个测量仪器或多个传感器，用于基于多个待测对象的多点测量数据进行复用SPC数据转换处理、得到多个待测对象的多点测量结果的多路复用SPC转换单元，以及用于基于多个待测对象的多点测量结果、进行调用和/或显示的客户端；多路复用SPC数据转换单元，连接在多个测量仪器或多个传感器与客户端之间；可以通过多路复用SPC数据转换单元，实现实时多点测量，且精确性好；从而可以克服现有技术中测量对象少、适用范围小和使用不方便的缺陷，以实现测量对象多、适用范围广和使用方便的优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中
图I为本发明基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统的工作原理示意图(以数字千分表为例)；
图2为本发明基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统中η路复用SPC数据转换单元的工作原理示意图(以数字千分表为例，η为自然数)。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
根据本发明实施例，如图I和图2所示，提供了基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统。参见图1，本实施例包括用于分别获取多个待测对象多属性同步测量的多点测量数据、支持SPC数据格式、且并行设置的多个测量仪器或多个传感器，用于基于多个待测对象的多点测量数据进行复用SPC数据转换处理、得到多个待测对象的多点测量结果的多路复用SPC转换单元，以及用于基于多个待测对象的多点测量结果、进行调用和/或显示的客户端；多路复用SPC数据转换单元，连接在多个测量仪器或多个传感器与客户端之间。该客户端，可以是计算机、手机、掌上电脑和具有显示功能的手持终端中的任意一种。多个测量仪器或多个传感器，包括多个数字千分表。参见图2，上述多路复用SPC转换单元，包括主控制器，分别与主控制器配合连接 的电源模块、多路复用SPC接口、按键模块、USB接口和工作状态指示模块，以及连接在主控制器与USB接口之间、且与电源模块连接的串行通信接口芯片；多个测量仪器或多个传感器，分别与多路复用SPC接口连接；USB接口，分别与电源模块及客户端连接；工作状态指示模块，包括双色指示模块。该电源模块，包括USB取电式电源模块。USB取电式电源模块，可以通过USB接口取电，利用客户端(如计算机)的USB接口最大可以提供500mA的5V电源，远远满足该基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统需求，通过3. 3V线性电源芯片，即可获取低功耗主控MCU所需电源。该主控制器，包括与电源模块连接的低功耗主控MCU，以及分别与低功耗主控MCU连接的I/o模块、USB模块和时钟模块；多路复用SPC接口、工作状态指示模块和按键模块，分别与I/O模块连接；USB模块，与USB接口连接，或通过串行通信接口芯片与USB接口连接。这里，低功耗主控MCU，可以采用MSP430系列单片机，例如，TI公司的MSP430F149单片机作为低功耗主控MCU，成本低廉，并且功耗极低，从待机状态激活小于6us，并且拥有2路串行通信接口通信模块，拥有6个8位的I/O 口，有2个I/O 口中断。上述客户端，至少包括控制模块(如PC机、手机和掌上电脑中的任意一种)，以及分别与控制模块连接串行通信接口及测量结果调用及显示模块；多路复用SPC数据转换单元，与串行通信接口连接。具体使用时，上述客户端，可以是PC机或其它具有显示功能的手持终端。采用上述MSP430F149单片机作为低功耗主控MCU进行复用测量时，多路复用SPC数据转换单元的通信方式为4线串行数据有CLK时钟，DATA数据，GND地线，以及一根REQ数据请求线，REQ相当于片选。所以不同路可以复用CLK，DATA，GND，只需不同的片选即可。可连接成星型拓扑结构，从而多路时分复用，而各路的单次测量时间仅仅为54个钟周期，所以可以极小成本实现多测试点同步测量。每次测量，都是通过按键模块从I/O模块中断；或者，通过串行通信接口接收中断信号，而激活低功耗主控MCU，激活正在使用端(busy端)的双色指示模块(如双色LED指示灯)；从而根据不同模式，请求单表数据或者多表数据，拉低相应数据表SPC线中的片选端(REQ端)，返回的CLK连接一个拥有中断的I/O模块，以中断服务函数的方式，读出数据端(DATA端)的数据序列，进行计算之后，写入串行通信接口发送寄存器；然后进入待机模式，并且去掉busy状态指示。两路通信方式具体为一路串行通信接口，通过串行通信接口芯片进行电平转化，将3. 3V串行数据转为客户端串行通信接口支持的5V串行数据；另一路串行通信接口，则利用串行通信接口的串行外设接口(Serial Peripheral Interface, SPI)模式和单片射频收发芯片(NRF)进行通信，可以进行无线数据通信。上述测量结果调用及显示模块，可以为计算机的Excel VBA界面模块，具体地测量界面程序可以为利用VBA调用串行通信接口控件，将测试值包含单位写入同一个Excel表格各自对应单元格内。上述实施例的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统的具体测量应用，主要包括以下几个方面
⑴可以直接从Excel的VBA界面程序，按键发送指令，经由串行通信接口控制单片机，触发一次测量，并且将测量结果写入同一个Excel表格各自对应单元格内，这样就可以直接从计算机完成测量；
⑵可以通过多路复用SPC数据转换单元(如SPC数据转换器)的按键，完成一次测量并记录测量数据；
⑶可以通过设定测量间隔时间，而完成连续监控式测量；程序会定期发送测量指令，可以在无人操作的情况下测量并记录一组变化的待测量；
⑷可以双击某单兀格，将该次测量值写入该单兀格；例如，Excel表中的ABC列代表长宽高三组被测量时，可以双击Al，以记录被测物I的长度值；
(5)支持其他SPC数据格式的测量仪器，或者其他传感器，以完成多属性多点同步测量，比如完成温度对某物体的热涨冷缩影响。上述实施例的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，主要由多个数字千分表通过多路复用SPC数据转换单元组成；传统的千分表通过与千分表匹配的测量探头，只能实现单点测量；而使用该基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，能实现多个待测对象(如长度)的实时多点测量。例如，该基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，可以由并行设置的第I至η数字千分表(η为自然数)，通过SPC接口，将实时多点测量所得复用SPC数据，传送至η路复用SPC数据转换单元进行处理后，再通过USB数据线连接至客户端(如计算机)，在客户端的Excel VBA界面调用并显示结果多点测量结果，实现待测对象的实时多点测量，加之千分表自身对相应待测量(如长度)测量精度高(精度达到O. OOlmm)的优势，有利于更进一步提闻测量的可罪性和精确性。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，其特征在于，包括用于分别获取多个待测对象多属性同步测量的多点测量数据、支持SPC数据格式、且并行设置的多个测量仪器或多个传感器，用于基于所述多个待测对象的多点测量数据进行复用SPC数据转换处理、得到多个待测对象的多点测量结果的多路复用SPC转换单元，以及用于基于所述多个待测对象的多点测量结果、进行调用和/或显示的客户端；所述多路复用SPC数据转换单元，连接在所述多个测量仪器或多个传感器与客户端之间。
2.根据权利要求I所述的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，其特征在于，所述多路复用SPC转换单元，包括主控制器，以及分别与所述主控制器配合连接的电源模块、多路复用SPC接口、按键模块和USB接口； 所述多个测量仪器或多个传感器，分别与多路复用SPC接口连接；所述USB接口，分别与电源模块及客户端连接。
3.根据权利要求2所述的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，其特征在于，所述多路复用SPC转换单元，还包括与所述主控制器配合连接的工作状态指示模 块，和/或，连接在所述主控制器与USB接口之间、且与电源模块连接的串行通信接口芯片。
4.根据权利要求2或3所述的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，其特征在于，所述主控制器，包括与所述电源模块连接的低功耗主控MCU，以及分别与所述低功耗主控MCU连接的I/O模块、USB模块和时钟模块； 所述多路复用SPC接口、工作状态指示模块和按键模块，分别与I/O模块连接；所述USB模块，与USB接口连接，或通过串行通信接口芯片与USB接口连接。
5.根据权利要求4所述的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，其特征在于，所述低功耗主控MCU，包括MSP430系列单片机。
6.根据权利要求2或3所述的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，其特征在于，所述电源模块，包括USB取电式电源模块。
7.根据权利要求I所述的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，其特征在于，所述多个测量仪器或多个传感器，包括多个数字千分表。
8.根据权利要求I所述的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，其特征在于，所述客户端，至少包括控制模块，以及分别与所述控制模块连接串行通信接口及测量结果调用及显示模块；所述多路复用SPC数据转换单元，与串行通信接口连接。
9.根据权利要求8所述的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，其特征在于，所述控制模块，包括PC机、手机和掌上电脑中的任意一种。
10.根据权利要求8或9所述的基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，其特征在于，所述测量结果调用及显示模块，包括Excel VBA界面模块。
全文摘要
本发明公开了基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，包括用于分别获取多个待测对象多属性同步测量的多点测量数据、支持SPC数据格式、且并行设置的多个测量仪器或多个传感器，用于基于多个待测对象的多点测量数据进行复用SPC数据转换处理、得到多个待测对象的多点测量结果的多路复用SPC转换单元，以及用于基于多个待测对象的多点测量结果、进行调用和/或显示的客户端；多路复用SPC数据转换单元，连接在多个测量仪器或多个传感器与客户端之间。本发明所述基于多个测量仪器或多个传感器的实时多点测量系统，可以克服现有技术中测量对象少、适用范围小和使用不方便等缺陷，以实现测量对象多、适用范围广和使用方便的优点。
文档编号G01B5/00GK102901420SQ201210351370
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者王建伟, 左广辉, 柳涛, 方习贵 申请人:无锡阿斯特科技有限公司