专利名称：电焊条偏心测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电焊条的偏心度的测量技术领域，更进一步地讲涉及一种碳钢电焊条偏心度的测量装置。
电焊条是国民经济中用途广泛的工业产品。电焊条的偏心度是该产品的重要质量指标，偏心量的大小直接影响着焊接工艺和焊接质量。因此，检测其偏心的测量装置也就十分重要，但目前国内电焊条生产厂家所使用的偏心仪，仍然是以五十年代国外进口的原型为基础，用指针式表头进行指示的(上海机电机修五厂生产)。测量时，让被测电焊条置于两个差动电感器之间，将其旋转，同时观察并记住仪表指针左摆和右摆的最大值，然后把两者相加，得到所测电焊条的最大偏心值，再与企业规定的最大偏心值比较，以决定产品是否合格。其缺点在于①存在着人为的偏角视差，难以保证测量精度。②指针左右摆动有惯性，测量速度慢。③最大偏心值不能直接读出，需将表针左右摆最大值相加后算出，因而在连续快速检测中操作者思想一直需要高度紧张，这样易出疏漏。④功能单一，超差时不能自动报警，因而会生产出大量超差废品，造成极大浪费。
本实用新型的目的便由此产生，就是要提供一种可直观用数字显示被测电焊条的即时方位偏心、累计最大偏心，可方便地予置最大允偏以及当超过最大允偏时可音响报警，且具有校零、清零功能，测量精确迅速的电焊条偏心测量仪。
本实用新型采用如下的技术方案实现上述目的用微机控制代替人工读数、计算和判断使测量仪智能化。所述的偏心测量仪主要包括机体；将被测电焊条的偏心值转换成与之对应的正负电压信号的传感器测量电路；还包括与传感器测量电路连接的将其测得的模拟电压信号转换成数字信号的模数转换电路；将上述数字信号及时采样和处理并送数码管显示同时记录最大正、负偏心值并随时将此二值相加得到所求的最大偏心值也送数码管显示且能与最大允偏值进行比较，并可控制超差报警的微机系统；以及具有数码管显示和音响报警的输出电路；具有清零、校零、选择不同测量直径、予置自定最大偏心值的输入电路。
以下结合附图通过实施例详细介绍本实用新型。
图1为本实用新型的电气原理方框图。
图2为本实用新型的产品外形结构示意图。
图3为本实用新型的内部电气原理图。
其中①为电源开关。②直径选择按键。③电焊条测量支架。④偏心检测部件。⑤校零按钮。⑥清零按钮。⑦最大允偏予置BCD码拨盘。⑧数码显示管。所置四项显示内容由左至右分别是焊芯直径；最大允许偏心量；所测最大偏心量；即时方位偏心量，每项内容两位数字，直径的单位是mm，其余均为0.01mm。最后一项两位数字前一个符号位，显示“－”时为负，不显示时为正，用以表示电焊条钢芯偏心的方向。⑨被测电焊条。
本实施例采用了现有技术的差动电感传感器。由此传感器测量电路测得的输出电压信号送到模数转换电路中MC14433的Vx端，如图3所示。所述的模数转换电路由双积分式A／D转换器MC14433，基准电源MC1403、电位器Rp、电阻R1、R2及电容C1～C4组成，本实施例采用了双积分式的A／D转换器，是由于它抗干扰性能强，有自动极性转换功能，输入电压可正、可负、便于反映电焊条偏心的方向，其所需的基准电压由能隙基准电源MC1403通过电位器Rp分压提供。转换后的数字量由MC14433的Q0～Q3四端输出。
微机系统由单片机8031，可编程接口芯片8155、EPROM2764、74LS373、反相器(74LS04)及6M晶体、C6、C7、C8、R6、R7、SB3所组成。其中8031是整个系统的核心部件。EPROM2764中存放程序；74LS373用以锁存地址。R6、R7、C8和按钮SB3组成8031的复位电路；C6、C7和6M的石英晶体组成8031的时钟电路。8155用来扩展8031的输入输出接口，其PA口接直径选择键②，PB口通过74LS244控制数码管显示的段选，PC口通过74LS145控制数码管的位选8031的P2.7和8155的GE之间的反相器是六反相器74LS04中的一个，是片选8155用的。
8031的P1.0～P1.3与模数转换部分MC14433的Q0～Q3相连接以输入转换后的数字量。8031的P3.0通过一个反相器控制音响报警电路8031的P3.1通过一个反相器控制负号“－”的显示。8031的P3.3和P3.5分别接清零按钮和校零按钮。
数字显示电路由74LS244、74LS145和9个LED共阴极数码管、限流电阻R8～R16组成。其电路连接如图3所示。9个LED中的8个用以显示数字，每两个为一组，由左至右分别显示；焊芯直径、最大允许偏心值，所测最大偏心值，即时方位偏心值，另一个LED用来显示负号“－”，以表示即时方位偏心的方向。LED数码管的段选由8155的PB0～PB7控制，为了增加驱动能力，使用了八线驱动器74LS244。244的输入端1A～8A接8155的PB0～PB7；244的输出端1Y－8Y，接LED的段选端。LED的位选由4－10线译码器／驱动器74LS145译码驱动。145的8个输出端Y0－Y7分别接显示数字的8个LED的公共阴极；145的输入端A0～A3接8155的PC0～PC3以接收位选地址。
音响报警电话由LM555N喇叭HA、电阻R3、电容C5组成。
输入控制电路包括以下三部分被测电焊条直径规格选择电路由五键开关SA1和电阻R17～R21组成。其接8155的PA0～PA4，由此读入所选直径规格。
最大允许偏心值予置电路由SA2、电阻R22～R29、缓冲器74LS244和一个反相器组成。其电路连接如图3所示，SA2为2位的BCD码拨盘，用以予置最大允偏。244的输入端1A～8A接BCD码拨盘SA2，输出端1Y～8Y接8031的P0.0～P0.7。这里244用在拨码盘和数据线之间起缓冲隔离的作用。当单片机8031读取BCD码拨盘SA2所置数时，由8031的P2.5通过一个反相器给244的三态允许端ENA和ENB一个有效信号，则SA2所置数据通过244进入8031的数据口(P0口)，平时244的输出端1Y～8Y为高阻状态。
清零和校零信号输入电路由SB1、SB2和R4、R5组成。SB1是清零按钮，SB2是校零按钮，它们都设置在仪器面板上，以输入清零和校零命令，它们分别接于8031的引脚P3.3和P3.5(如图3所示)。
测量时打开电源开关①，按下相应规格的直径选择键②，则数码显示管⑧的左起三、四两位显示欲测电焊条的最大允许偏心值；若该值不合用户的要求，可用仪器面板上的BCD码拨盘⑦方便地重新设置，同时数码管⑧的左起三、四两位将及时显示为新值。
检测电焊条的偏心量时，将被测焊条置于图2的电焊条测量支架③上，且穿过偏心检测部件④并被其两面靠紧。将电焊条旋转一周，则电焊条在此圆周内不同方位处的偏心值连续被差动电感传感器及相敏整流电路检出而得到与偏心的方向及大小相对应的电压的正负及高低。该摸拟电压送到图3中的A／D转换芯片MC14433的Vx端，经转换的数字量由MC14433的Q0～Q3端分时读入8031单片机的P1.0～P1.3端。该数字量经标度变换和处理后即是电焊条的即时方位偏心值，把它存在8031内部RAM的相应单元中，同时经8155送数码显示管⑧的最右两位显示。当所测值为负时，由8031的P3.1端控制输出显示“－”号(参见图3电路)。
在8031的内部RAM区还分别设置了最大正偏值和最大负偏值的存储单元。在测量开始时按一下清零按钮(图2中的⑥)，则这些单元均清为零。测量偏心时每得到一个即时方位偏心值都根据其正或负而与最大正或负偏单元内的值比较，若超过，则将该即时方位偏心值置入最大正或负偏单元，再将新的最大正、负偏两数的绝对值相加，得到最大的偏心值，再通过8155控制数码显示管(图2中的⑧)左起第五、六两位进行显示。同时将此最大偏心值与读入的由BCD码拨盘(图2中的⑦)予置的最大允许偏心值比较，若超过最大允偏，则由8031的P3.1控制音响报警。
由于某种原因，仪器的零点可能会有变化，即在没有置入被测电焊条时，即时方位偏心值的显示可能已不为零。为了方便使用人员的调整和操作，本仪器设置了校零按钮(图2中的⑥)。按一下此按钮，仪器内部自动校正零点。校零信号由8031的P3.5输入(见图3)8031接到校零仪号后，即将当前读入的即时方位偏心值作为零点偏移量存入相应单元。在随后的测量中，每次得到的即时方位偏心值都要自动扣除零点偏移量，这样就实现了自动“校零”的功能。
本实用新型利用了先进的单片微型计算机技术，比目前普遍使用的电焊条偏心测量仪的性能大大提高1、测量精度高，速度快，数字显示直观。
2、可直接显示最大偏心值，减轻了操作人员的劳动强度，避免了在连续快速检测中思想长期高度紧张所造成的漏检和错检。
3、可由用户根据需要方便地设置最大允许偏心值，并且能在所测焊条超偏时立即自动音响报警。这样能迅速准确地发现问题，及时制止大批废品的生产，避免大量人力和物力的浪费。
4、设有自动校零按钮，操作简便。
总之，本实用新型体积小，功能强，测量精确，反应灵敏，操作简单，便于应用，它大大增强了电焊条偏心度的检测手段，对电焊条生产的质量保证将起积极的作用并有重大的经济意义和社会效益。
权利要求1.一种测量碳钢电焊条偏心度的测量仪器，它包括机体；差动电感式传动器测量电路，它把电焊条的偏心量转换为与之对应的正、负电压信号；其特征在于，它还包括模数转换电路，它与传感器测量电路相连接将其测得的模拟电压信号转换为数字量输出；微型计算机控制系统，它及时采集经模数转换输出的数字量，经处理后得到所测电焊条的即时方位偏心值和最大偏心值，并控制显示电路进行数字显示，而且能把最大偏心值与予置的最大允许偏心值进行比较，当超偏时控制音响报警；数字显示电路，它随时显示被测电焊条的即时方位偏心值和最大偏心值数值；最大允许偏心值予置电路和音响报警电路，它可根据检测需要，方便地通过设在仪器面板上的数码盘，设置修改最大允许偏心值，以便控制系统与所测最大偏心值比较，当超偏时由音响电路迅速报警；仪器板面上设有校零按钮，当因某种原因仪器的零点偏移时，按一下此按钮仪器便可自动校正零点。
2.如权利要求1所述的偏心测量仪，其特征在于所述的模数转换电路由双积分式A／D转换器MC14433，能隙基准电源MC1403、电位器RP、电阻R1、R2及电容C1、C2、C3、C4组成，转换所需基准电压由MC1403通过RP提供MC14433的模拟量输入端与差动电感测量电路的输出端相接，其数字量输出端00～03接8031单片机的P1.0～P1.3以向单片机，输入转换后的数字量。
3.如权利要求1或2所述的偏心测量仪，其特征在于所述的微机系统包括单片机8031、可编程接口芯片8155，存放程序的EPROM2764用以锁存地址的八D锁存器74LS373及反相器74LS04；所述的8155芯片，用来扩展8031的输入输出接口，直径选择键②通过8155的PA口接入，8位LED数码显示由8155的PB口和PC口控制；PB口通过74LS244驱动段码，PC口通过4－10线译码器／驱动器74LS145驱动位选；8031的P3.0通过一个反相器控制音响报警电路；8031的P3.1通过一个反相器控制负号“－”的显示；8031的P3.3接清零按钮。8031的P3.5接校零按钮。
4.如权利要求1所述的偏心测量仪，其特征在于所述的输出电路包括数字显示电路和音响报警电路；其中所述的数字显示电路由74LS244、74LS145和9个LED共阴极数码管、限流电阻R8～R16组成，8个LED用以显示数字，一个LED用以显示负号“－”，74LS244用以数字显示LED的段码驱动，其由8155的PB口控制，74LS145用以数字显示LED的位选译码和驱动，其位选地址通过8155的PC口提供；所述的音响报警由集成芯片555、喇叭HA、电阻R3和电容器C5组成，其报警控制由8031的P3.0，通过一个反相器实现。
5.如权利要求1所述的偏心测量仪，其特征在于所述最大允许偏心值予置电路由BCD码拨盘SA2、电阻R22～R29，缓冲器74LS244和一个反相器组成；244的输入端1A～8A接BCD码拨盘以接受予置数据，其输出端1Y～8Y接单片机8031的数据PO口以送入予置数据，244起缓冲作用，其三态允许端由8031的P2.5通过一个反相器控制。
6.如权利要求1所述的偏心测量仪，其特征在于，所述的校零信号输入电路由按钮SB2和电阻R5组成，仪器面板上设置的“校零”按钮接单片机8031的P3.5端，用以输入自动校正仪器零点的信号。
专利摘要本实用新型公开了一种电焊条偏心测量仪。它由差动电感传感器测量电路，模数转换电路，单片机控制系统，数码管显示电路，音响报警电路和最大允许偏心值预置电路等几部分组成。由传感器电路测得的电焊条偏心量经模数转换送入单片机进行处理后由数字显示电路直接显示所测焊条的最大偏心值和即时方位偏心值，并自动与预置的最大允许偏心值比较，超偏时立即音响报警。仪器还在面板上设有“校零”按钮，按一下便可自动校正零点。
文档编号G01B7/31GK2177933SQ93244868
公开日1994年9月21日 申请日期1993年11月22日 优先权日1993年11月22日
发明者王一真, 赵海根, 刘连堂, 段玉棠 申请人:王一真, 段玉棠, 赵海根, 刘连堂