基于打印喷头电容一致性的检测装置的制作方法

本实用新型属于基于打印喷头电容一致性的检测装置。

背景技术：

打印喷头是喷墨打印机的打印核心部件。每个喷头有多至几百个喷孔，电容特性指标代表了每个喷孔喷墨时的墨滴大小，电容一致性即墨滴大小的一致性。墨滴大小一致性决定了打印质量的好坏。

打印喷头一般在控制通道中都预置有高压选通电路，高压选通电路会引入电容效应，电容效应会影响每个喷孔电容测量值的大小。在有电容效应的情况下，即使测量出来的每个喷孔电容一致，也会造成实际喷墨时的墨滴大小不一致。

因而，为了在加工阶段筛选出合格的产品，避免生产全部完成后再发现产品不合格，非常有必要检测打印喷头每个喷孔的电容。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题的是提供一种打印喷头每个通道电容特性的检测装置，能够消除控制通道的高压选通电路引入的电容效应，针对不同通道数目的打印喷头进行测量。

为了达到目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种基于打印喷头电容一致性的检测装置，其包括测量电路板和PC上位机，所述的测量电路板包括主控DSP模块、FPGA模块、RC电容检测电路，主控DSP模块通过RS485通讯线与PC上位机连接，主控DSP模块与FPGA模块连接，FPGA模块连接与RC电容检测电路连接，RC电容检测电路设有用于与打印喷头连接的通讯接口。

优选地，所述的主控DSP模块采用TI TMS320F2812芯片。

优选地，所述的FPGA模块采用ACTELA3P060芯片。

优选地，所述的RC电容检测电路包括芯片电路、充放电电路和电平转换电路，芯片电路分别与充放电电路和电平转换电路相连接。

优选地，所述的芯片电路采用TLC555ID芯片。

本实用新型中，主控DSP模块主要功能是通过接口协议和上位机通讯，接收上位机发出的指令并执行，并返回上位机需要查询的状态。并通过外部存储器接口，与FPGA相连接，设置命令给FPGA，并查询FPGA的各种状态。

FPGA模块的主要功能有：一是I/O扩展，FPGA模块拥有数量众多的I/O，通过DSP模块与FPGA模块的寄存器接口，实现所需要的多种功能，弥补DSP模块I/O不足的问题。二是通过串行接口，连接串转并电路，选通所需要测量的喷孔的通道。三是通过使能RC电容检测电路，测量出所选通喷孔的电容值，并读回数据，供DSP模块查询。

RC电容检测电路的主要功能是将FPGA模块所选通的喷孔的电容值测量出来，转换成相对应的脉冲宽度，提供给FPGA模块检测。FPGA模块根据检测到的不同的脉冲宽度，转换为相对应的电容值。

本实用新型的有益效果是：

1)由于本实用新型与计算机控制系统相结合，可以根据不同通道数的打印喷头，预先在PC上位机用户界面中设置通道总数目，起始和结束通道序号，实现打印喷头任意通道数的电容特性测量。

2)测量过程检测功能不仅能给操作人员在操作时一种心理上的一种平衡，而且当遇到通道质量出现问题时，可以准确定位通道序号，用于筛选不良品，反馈生产、改进工艺。

3)测量结果导出为Excel表格格式，为数据的后期处理提供了极大的便利。另外上位机软件功能其扩展性灵活，软件人员可以通过编程实现软件升级更新；

4)测量控制与数据处理算法是通过大量测试、规律推演和理论分析实际验证的，能够保证消除通道高压选通必然引入的干扰，在测量时间较短的情况下，满足多通道数的电容特性测量。

附图说明

图1为本实用新型检测装置的原理框图。

图2是RC电容检测电路的电路图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参照图1，一种基于打印喷头电容一致性的检测装置，其包括测量电路板4和PC上位机6，所述的测量电路板包括主控DSP模块、FPGA模块、RC电容检测电路，主控DSP模块通过RS485通讯线与PC上位机连接，主控DSP模块与FPGA模块连接，FPGA模块连接与RC电容检测电路连接，RC电容检测电路设有用于与打印喷头连接的通讯接口。

所述的主控DSP模块采用TI TMS320F2812芯片。

所述的FPGA模块采用ACTELA3P060芯片。

参照图2，所述的RC电容检测电路包括芯片电路11、充放电电路22和电平转换电路33，芯片电路分别与充放电电路和电平转换电路相连接。所述的芯片电路11由芯片U8TLC555ID、电容C15、电容C16组成。充放电电路22由电阻R32、R34、R35组成，电平转换电路33由电阻R31、R33、R37、R38，晶体管Q5、Q6组成。晶体管Q5、Q6的型号为MMBT5551。

本实用新型检测装置的工作原理是：

1、通过PC上位机6设置通道总数、通道起始与结束序号和测试电阻，下发命令给主控DSP模块。

2、主控DSP模块向FPGA模块发送测量控制的动作执行命令，并不断查询FPGA模块执行的状态，在PC上位机查询测量状态时反馈给PC上位机。整个测量过程的控制与计算都由主控DSP模块实现。FPGA模块实现对图1中RC电容检测电路的控制，再通过通讯接口控制打印喷头高压选通电路2选通当前需要的通道。

3、当FPGA模块完成对起始至结束之间通道的选通测量后，测试电路停止工作，主控DSP模块在查询到测量完成后将测量状态保持在完成状态。

4、PC上位机在查询到测量完成状态后通过RS485通信线5向主控DSP模块发送结果上传命令，在一系列上下交互后PC上位机将结果显示在显示屏上，供用户查看结果。

本实用新型RC电容检测电路的工作原理是：

1、接口描述：

Detect_Output为输出信号，连接到需要检测的喷孔压电陶瓷，压电陶瓷的电容为需要检测的电容。

Trig信号为FPGA模块输入到RC电容检测电路的控制信号，默认电平为低电平，当FPGA通过Trig输出一个脉宽20us的高电平脉冲时，RC电容检测电路开始工作。

PW_Detect为RC电容检测电路输出到FPGA的信号，默认电平为低电平，PW_Detect的高电平脉宽代表了所检测的电容的大小。

2、工作原理：

当芯片U8的RESET管脚为高电平且TRIG管脚为低电平时，U8内部对DISCH管脚的放电电路打开，则Detect_OUTPUT为低电平，没有对所检测的电容充电。U8的OUT管脚为低电平，则PW_Detect也为低电平，电路没有工作。

当U8的TRIG收到一个脉宽为20us的高电平脉冲时，U8内部对DISCH管脚的放电电路关闭，VDD通过电阻R34和R35对Detect_OUTPUT所连接的喷孔压电陶瓷电容进行充电。设充电电压为V1，当V1>(VDD*1/3)时，U8的OUT管脚由低电平变为高电平，则PW_Detect也变为高电平，FPGA开始检测PW_Detect高电平的宽度。当V1>(VDD*2/3)时，U8的OUT管脚由高电平变为低电平，则PW_Detect也变为低电平，FPGA结束对PW_Detect高电平的宽度的检测。此时，U8内部对DISCH管脚的放电电路打开，Detect_OUTPUT被放电至低电平，结束一次电容的检测。在放电期间，U8的OUT管脚保持低电平不变。

所检测的电容越大，则V1由VDD*1/3充电到VDD*2/3的时间越慢，U8的OUT管脚输出的高电平时间越长。

三极管的作用是将U8的输出高电平电压转换为FPGA能够接收的高电平电压。例如图1中VDD为5V，VCC为3.3V。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方案之一，实际的结构并不局限于此。所以本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。