专利名称：多功能几何量智能测微仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量、测试仪器的领域，特别是一种用于测量微小位移的多功能几何量智能测微仪。
目前市售的DGC－6型数显测微仪，是一种测量微小位移的电感式数显仪器，其由DGC－8ZG型高精度电感测量头、稳压电源电路、A／D模拟一数字变换集成块、示值显示屏以及一些选择、调整旋钮等部分组成。由于该仪器没有采用电测量与计算机相结合的技术，因而测量与数据处理脱节，从而带来一些缺陷其一，使用不方便，即测量结果的输出只是数字显示，仍需人工记录和数据处理；其二，工作效率不高，且容易出误差；其三，性能价格比较差；其四，整机比较重。
本实用新型的目的是针对上述不足之处，提供一种能一机多用和智能测量，以及操作简单，使用方便的多功能几何量智能测微仪。
本实用新型的目的是这样实现的传感器和测量装置相连，其特征是HX－20型便携计算机的40总线接口，是通过A／D转换器的芯片及逻辑电路，和测微放大电路的输出端相连。
本实用新型的测微放大电路中，可以设有集成块式交、直流放大器，和由正极互连的两个稳压二极管组成的过压保护器，以及由两个电阻的一端互连而成的电压变换器。过压保护器的作用是防止因电压过大而烧坏直流放大器。电压变换器的作用是将直流放大器输送过来的±5V电压信号，变换成0－＋5V电压信号，送入A／D转换器。
本实用新型的工作原理是当被测量的变化通过测量装置使传感器获得与其相适应的微小电压量变化后，经测微放大电路放大和A／D转换后送入计算机，再经计算机将接收到的信号根据被测对象的要求进行运算处理，然后输出测量结果。其基本原理框图，可参见图2。
本实用新型的测微放大电路，可以包括稳压电源和测微放大部分。电源部分，是采用单一桥堆Z整流和大电容滤波方式，再用三端集成稳压器稳压，其性能要求是，正负电压应小于或等于1mv，输出电压的稳定度应小于或等于输出电压的0.1％，电压纹波≤1mv。测微放大部分的工作原理是先由传感器将测杆的微小位移量转换成相应的电感量，再由测量电桥组成的电路，向外输出一个正弦交流信号，该信号经档位选择开关，送入第一级运算放大器进行交流信号放大，然后再经相敏整流及滤波电容的滤波，变为直流信号，送入第二级运算放大器进行直流放大，并根据测量头测杆的位置输出一个在±5V之间变化的电压量，最后经电压转换电路变成0－＋5V电压送入A／D转换器。测微放大部分原理框图，可参见图3。
本实用新型的A／D转换电路，可以采用逐次逼近法，和选用ADC0808作为A／D转换芯片IC1，及以地址总线选通方式设计的逻辑电路。该逻辑电路分别与A／D转换芯片和计算机接口相联接，并借助接口监控程序来控制A／D转换的全过程。监控程序可按机器语言或BASIC语言，输入到应用程序中去。
HX－20便携计算机，是日本制造的，并具有40总线扩充接口。
本实用新型的优点是由于采用了电测量与计算机相结合的技术，摆脱了传统的测量与数据处理脱节的模式，实现了测量智能化，从而不仅可以减轻劳动强度，读数直观，提高测量和数据处理精度，而且使测量总件效率可提高数十倍、数百倍以上。又由于整机设计合理，体积小，重量轻，性能价格比好和使用操作方便，所以便于生产和便于推广，其特别适用于各级计量单位和生产车间现场条件下的多种几何量测量和质量检验。此外，除了能作为测微仪使用外，还可以用于一般的数据计算和日常管理。
图1是本实用新型的外观图；图2是本实用新型的工作原理方框图；图3是本实用新型的测微放大部分的工作原理方框图；图4是本实用新型的电源电路原理图；图5是本实用新型的测微放大电路原理图；图6是本实用新型的A／D转换电路原理图。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明参见图1，装在电箱面板上有档位选择开关1，工作档位指示灯2，测量、校准开关3，调零旋钮4，电源指示灯5，充电指示灯6，微打印机7，液晶屏幕8，微磁带机9，计算机键盘11。装在电箱右侧板上有复位键10，当计算机挂起时，关上计算机电源，按此键，即可复位；外接磁带机插孔11，液晶屏幕观察方向调节钮12，计算机开关14，在电箱左侧板上可以设有电源线15。以及保险盒、调整电位器、计算机充电插头和插座，在电箱背面板上装有传感器16。
本实用新型的传感器16，是采用DGC－8ZG／A或其它型号的电感测量头。对于有些测量，可以将传感器直接安装在相应的测量仪器上进行。如齿轮周节与周节累积误差的测量，就可以将测量头安装在周节仪上，或通过一个过渡轴套安装在万能测齿仪上；对于平、直度的测量，可以装在水平仪器上，作为一般测微仪进行厚度、内外径、园度等比较测量和小范围绝对测量时，可将传感器安装在测微台架上；象平行度、垂直度、倾斜度等形位误差的测量，则可将传感器安装在通用磁性或万能千分表表座上等。
本实用新型的电源电路如图4所示外接220V50HZ交流电，通过保险管BX后分成两路开关K1接通，计算机充电器给计算机充电，此时作指示灯用的发光二极管D1发光；开关K2接通，变压器B工作，通过单一桥堆Z整流为直流电，电容C1、C3和C2、C4分别滤波后送三端稳压器7809和7909输出对称的±9V直流电，提供给测微放大器。电阻R2、R3是为调整电压对称度而设置的可调电阻。在－9V端接有发光二极管D2，作为仪器的通电指示灯。在＋9V端接有发光二极管D3、D4、D5、D6，由开关K3控制作为仪器的档位指示，同时还接有三端稳压器7805，输出A／D转换所需要的＋5V工作电压，电阻R4、R5和R9为各输出端的泄放电阻，C5、C6和C7为消纹波电容。
本实用新型的测微放大电路如图5所示，由电阻R1、R2和R3、电容C1、C2和C3、二极管D1、三极管BG1、BG2及振荡变压器B1组成振荡电路，接通－V端，振荡电路产生正弦交流信号，该信号一部分提供给由B2，电阻R6和R7及电位器W2组成的测量电桥，另一部分提供给由二极管D2、D3、D4、D5、电阻R27、R28、R29和R30及电位器W4组成的相敏整流桥路。有电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19和R20，与K1－1、K1－2、K1－3、K1－4和K2－1、K2－2、K2－3、K2－4配合，实现测量档位的变换。由电阻R21、R22、R23、R24、R25和R26，电位器
及运算器IC1形成第一级交流放大，电容C5、C8和C6起交流耦合作用，被放大后的交流信号，经相敏整流和电容C8的滤波后成直流信号，送入由电阻R32、R33、R34、R35、R36、R37和R38，电位器WO及运算放大器IC2组成直流放大电路进行直流放大，再经稳压二极管D6和D7的稳压，输出一个与测量头测杆的位置相对应的±5V间变化的直流信号，最后由R39、R40组成的电压变换器，变换成0－＋5V电压信号，送入A／D转换器。运算放大器IC可以采用3193、741等型号。
本实用新型的A／D转换电路原理如图6所示以地址总线选通方式，设计由集成电路IC2、IC3和IC4组成的逻辑电路，其分别与A／D芯片IC1(ADC0808)和计算机的40总线接口相连接，IC1也可以采用ADC0809。
上述的电源电路，测微放大电路和A／D转换器都组装在一个电箱内，并固连在电箱底板上，电箱可以采用铝型材接成框架后，六侧面的薄铝板靠螺丝连接，电箱也可以用其它材料制成。
权利要求1.一种由传感器16和测量装置相连的多功能几何量智能测微仪，其特征在于HX-20型便携计算机的40总线接口，是通过A/D转换器的芯片IC1及逻辑电路，和测微放大电路的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的测微仪，其特征在于所述的测微放大电路中，设有交、直流放大器IC1、IC2，IC1、IC2是采用集成运算放大器3193或741型，由正极互连的稳压二极管D6、D7是过压保护器，由R39、R40相连组成的电压变换器，其连接点是测微放大电路的输出端，R39、R40的另一端，分别接于D6负极、＋5V端，D7负极接地。
3.根据权利要求1所述的测微仪，其特征在于所述的A／D转换器中，其芯片是采用ADC0808。
专利摘要本实用新型是一种有关测量，测试的仪器，特别是一种用于测量微小位移的多功能几何量智能测微仪。由于其采用了电测量与便携计算机相结合的技术，使测量智能化，因而优点明显不仅可以减轻劳动强度，提高测量和数据处理的精度和效率，而且性能价格比好、使用操作方便、便于生产和容易推广，特别适用于各级计量单位和生产车间现场条件下的多种几何量测量和质量检验，此外还可以用于一般的数据计算和日常管理工作场合。
文档编号G01B7/04GK2067396SQ89216980
公开日1990年12月12日 申请日期1989年9月18日 优先权日1989年9月18日
发明者刘根社, 刘源恭, 宗剑, 龚其良, 蒋鹏飞 申请人:中国人民解放军军械工程学院军械士官训练大队