一种齿轮检测的集成式测量头系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及齿轮检测【技术领域】，尤其是一种差动电感传感器与信号调理电路均集成在测量头中齿轮检测的集成式测量头系统。它包括依次连接的测量头测针、差动电感传感器、信号调理电路、A/D转换电路、微控制器和PC机。差动电感传感器将测量头测针获取的位移信号转变成电信号后经过信号调理电路产生差动电感激励信号及对其输出信号进行解调、滤波和放大处理，处理后的信号再通过A/D转换电路进行数模转换后输送至微控制器；微控制器连接有LCD显示器并通过RS-232串行通信接口与PC机进行通信，微控制器为C8051F060型单片机。本实用新型测量头噪音低，测量精度高，使用灵活，具有很强的实用性。
【专利说明】一种齿轮检测的集成式测量头系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及齿轮检测【技术领域】，尤其是一种差动电感传感器与信号调理电路均集成在测量头中齿轮检测的集成式测量头系统。
【背景技术】
[0002]齿轮作为各种机器设备中经常用到的一种重要的机械零件，在工业发展的历程中发挥了重要的作用，由于它的精度直接影响整台机器的工作性能和使用寿命，并随着工业化的进程其地位越来越重要。
[0003]测量头作为齿轮测量中心的关键部件，是设备总体性能的决定性因素之一。基于差动电感或差动变压器式传感器的扫描式测量头是目前齿轮测量中心经常采用的方案。
[0004]目前，传统的齿轮检测方案一般采用传感器和信号调理电路分离的结构形式，将传感器集成在测量头之中，而信号调理电路则位于电气机柜中。测量头的设计相对比较简单是这种结构形式的优点，但是其缺点也显而易见，即模拟信号在由传感器向信号调理与转换电路传输的过程中需经过较长的路径，抗干扰能力较差，信号噪音难于降低；同时，测量头也无法提供标准的总线接口，使其使用的灵活性和扩展性降低。
实用新型内容
[0005]针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种将差动电感传感器与信号调理电路均集成在测量头中，并具备显示功能与标准串行通讯接口的齿轮检测的集成式测量头系统。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种齿轮检测的集成式测量头系统，它包括依次连接的测量头测针、差动电感传感器、信号调理电路、A/D转换电路、微控制器和PC机；
[0008]所述差动电感传感器将测量头测针获取的位移信号转变成电信号，所述电信号经过信号调理电路产生差动电感激励信号及对其输出信号进行解调、滤波和放大处理，所述信号调理电路处理后的信号通过A/D转换电路进行数模转换后输送至微控制器，所述微控制器连接有LCD显示器并通过串行通信接口与PC机进行通信。
[0009]优选地，所述差动电感传感器和信号调理电路均集成在测量头中。
[0010]优选地，所述微控制器为16位A/D的C8051F060单片机。
[0011]优选地，所述串行通信接口为RS-232接口。
[0012]优选地，所述差动电感传感器第一引脚和第三引脚之间依次串联有第五电阻、第一可调电阻和第六电阻构成电桥，所述第一可调电阻调节电桥的平衡。
[0013]优选地，所述信号调理电路包括AD698芯片；
[0014]所述AD698芯片的第五引脚和第六引脚之间连接有第一电阻，所述AD698芯片的第七引脚和第八引脚之间连接有第十三电容，所述AD698芯片的第十引脚和第i^一引脚之间连接有第十四电容，所述AD698芯片的第十九引脚和第二十引脚之间连接有第十五电容，所述AD698芯片的第二十一引脚和第二十二引脚之间连接有第十六电容；
[0015]所述AD698芯片的第二十二引脚和第二十三引脚之间连接有第十七电容，所述第十七电容并联有第二电阻，所述AD698芯片的第二十六引脚连接有依次串联的第四电阻和第八电容，所述AD698芯片的第二十七引脚连接有第三电阻，所述AD698芯片的第十五引脚至第一可调电阻的中间引脚，所述AD698芯片的第十六引脚连接至差动电感传感器第二引脚。
[0016]优选地，所述A/D转换电路包括AD8476芯片；
[0017]所述AD8476芯片的第四引脚和第五引脚分别连接至微控制器的AINO引脚和AINl引脚，所述AD8476芯片的第三引脚连接至微控制器的VBGAPO引脚，所述AD8476芯片的第八引脚连接至AD698芯片的第二十三引脚。
[0018]由于采用了上述方案，本实用新型将差动电感传感器与信号调理电路均集成在测量头中，大大降低了测量头噪音；利用C8051R)60型微控制器进行控制，并具备LCD显示功能及RS-232串行通信，提高测量精度，增强其使用灵活性，具有很强的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型实施例的控制原理图；
[0020]图2是本实用新型实施例的系统电路的连接结构图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0022]如图1所示，本实施例的一种齿轮检测的集成式测量头系统，它包括依次连接的测量头测针1、差动电感传感器2、信号调理电路3、A/D转换电路4、微控制器5和PC机6 ;其中，差动电感传感器2和信号调理电3路均集成在测量头中；差动电感传感器2将测量头测针I从被测工件表面获取的位移信号转变成电信号，电信号经过信号调理电路3产生差动电感激励信号及对其输出信号进行解调、滤波和放大处理后通过A/D转换电路4进行数模转换后输送至微控制器5，另外，采用的C8051F060型微控制器5还连接有IXD —用于显示检测数据的显示器7并通过RS-232串行通信接口与PC机6进行通信。
[0023]如图2所示，本实施例的差动电感传感器LVDT的第一引脚和第三引脚之间依次串联有第五电阻Rhl、第一可调电阻VRl和第六电阻Rh2构成电桥，所述第一可调电阻VRl调节电桥的平衡。
[0024]如图2所示，信号调理电路3包括AD698芯片Ul ;其中，AD698芯片Ul的第五引脚和第六引脚之间连接有第一电阻Rl，AD698芯片Ul的第七引脚和第八引脚之间连接有第十三电容C13，AD698芯片Ul的第十引脚和第i^一引脚之间连接有第十四电容C14，AD698芯片Ul的第十九引脚和第二十引脚之间连接有第十五电容C15，AD698芯片Ul的第二i^一引脚和第二十二引脚之间连接有第十六电容C16，AD698芯片Ul的第二十二引脚和第二十三引脚之间连接有第十七电容C17，第十七电容C17并联有第二电阻R2 ；
[0025]AD698芯片Ul的第二十六引脚连接有依次串联的第四电阻R4和第八电容C8，第八电容C8并联有第六电容C6，AD698芯片Ul的第二十七引脚连接有第三电阻R3，AD698芯片Ul的第二十八引脚连接有第七电容C7，第七电容C7并联有第五电容C5，AD698芯片Ul的第十五引脚至第一可调电阻VRl的中间引脚，AD698芯片Ul的第十六引脚连接至差动电感传感器第二引脚。
[0026]其中，第一电阻Rl用于电桥激励信号的幅值设置，第十三电容C13用于电桥激励信号的频率的设置，AD698芯片Ul输出电压的幅值由第二电阻R2决定，第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16和第十七电容C17均为AD698芯片Ul信号通道上的滤波电容，AD698芯片Ul输出信号的电平偏置调节可通过第三电阻R3和第四电阻R4来实现，第一电容Cl?第十四电容C14均为电源滤波去耦电容，在AD698芯片Ul的前端使用了差动电阻电桥代替差动电感电桥排除了差动电感本身的非线性对测量结果的影响。
[0027]如图2所示，A/D转换电路4包括AD8476芯片U2 ;其中，AD8476芯片U2的第四引脚和第五引脚分别连接至微控制器5的AINO引脚和AINl引脚构成差分输入，AD8476芯片U2的第三引脚连接至微控制器5的VBGAPO引脚以实现AD8476芯片U2的输出电平与微控制器5的输入电平的匹配，AD8476芯片U2的第八引脚连接至AD698芯片Ul的第二十三引脚，AD8476芯片U2的第二引脚连接有并联的第i^一电容Cll和第九电容C9，AD8476芯片U2的第七引脚连接有并联的第十二电容C12和第十电容C1。AD8476芯片U2用于将AD698芯片Ul输出的单端信号转换成差分输出，并进行电平移动以便与后面的A/D转换电路相匹配。
[0028]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种齿轮检测的集成式测量头系统，其特征在于:它包括依次连接的测量头测针、差动电感传感器、信号调理电路、八/0转换电路、微控制器和机； 所述差动电感传感器将测量头测针获取的位移信号转变成电信号，所述电信号经过信号调理电路产生差动电感激励信号及对其输出信号进行解调、滤波和放大处理，所述信号调理电路处理后的信号通过八/0转换电路进行数模转换后输送至微控制器，所述微控制器连接有1X0显示器并通过串行通信接口与？机进行通信。
2.如权利要求1所述的一种齿轮检测的集成式测量头系统，其特征在于:所述差动电感传感器和信号调理电路均集成在测量头中。
3.如权利要求2所述的一种齿轮检测的集成式测量头系统，其特征在于:所述微控制器为16位八/0的(:8051？060单片机。
4.如权利要求3所述的一种齿轮检测的集成式测量头系统，其特征在于:所述串行通信接口为…-232接口。
5.如权利要求4所述的一种齿轮检测的集成式测量头系统，其特征在于:所述差动电感传感器第一引脚和第三引脚之间依次串联有第五电阻、第一可调电阻和第六电阻构成电桥，所述第一可调电阻调节电桥的平衡。
6.如权利要求5所述的一种齿轮检测的集成式测量头系统，其特征在于:所述信号调理电路包括八0698芯片； 所述仙698芯片的第五引脚和第六引脚之间连接有第一电阻，所述仙698芯片的第七引脚和第八引脚之间连接有第十三电容，所述八0698芯片的第十引脚和第十一引脚之间连接有第十四电容，所述八0698芯片的第十九引脚和第二十引脚之间连接有第十五电容，所述八0698芯片的第二十一引脚和第二十二引脚之间连接有第十六电容； 所述仙698芯片的第二十二引脚和第二十三引脚之间连接有第十七电容，所述第十七电容并联有第二电阻，所述八0698芯片的第二十六引脚连接有依次串联的第四电阻和第八电容，所述仙698芯片的第二十七引脚连接有第三电阻，所述仙698芯片的第十五引脚至第一可调电阻的中间引脚，所述八0698芯片的第十六引脚连接至差动电感传感器第二引脚。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种齿轮检测的集成式测量头系统，其特征在于:所述八/0转换电路包括八08476芯片； 所述仙8476芯片的第四引脚和第五引脚分别连接至微控制器的八I勵引脚和八I附引脚，所述八08476芯片的第三引脚连接至微控制器的78以？0引脚，所述八08476芯片的第八引脚连接至虹?698芯片的第二十三引脚。
【文档编号】G01B7/00GK204128487SQ201420538102
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】师军 申请人:河南盛泰电机有限公司