金属薄板电导率智能测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及材料电导率测量技术领域，具体地说是涉及金属薄板电导率智能 测量系统。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济技术的快速发展，建设与制造行业的不断进步，社会对于各种材料 物理性质的要求也在不断地提尚。材料导电效率的尚低在生广制造业以及各种与电有关 的行业中是一个十分重要的问题，这就对材料的选择和应用提出了新的要求。目前的测量 金属薄板电导率主要方法均是人工手动对材料进行测量，操作过程比较麻烦且测量结果误 差大，精度低，这就不可避免的对测量结果造成人为的影响，导致测量结果因人而异。现在 并没有专业测量金属薄板电导率的装置，少数自动测量金属电导率装置的应用并不十分广 泛，大部分自动化测量装置，例如便携式数字涡流电导率仪，测量金属薄板需要对金属薄板 进行复杂的加工并且侧测量范围限定为非铁磁性金属。随着电的进一步应用和普及，社会 对材料电导率测量装置的精度要求不断提高，并且希望设计一种测量过程自动化的装置。 因此对金属薄板电导率智能测量装置有着迫切的需求。 【实用新型内容】
[0003] 针对现有装置的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种金属薄板电导 率智能测量系统。该测量系统通过单片机进行控制，使用灵活，可使四探针在满足测量的条 件下在待测金属薄板上任意移动无死角，并且可通过多次测量法求平均值，提高测量精度， 减少测量误差，实现智能准确测量。
[0004] 本实用新型解决所述技术问题所采用的技术方案是：提供一种金属薄板电导率智 能测量系统，该测量系统包括探针机构、红外线测量机构、电机控制机构、外电路机构、单片 机控制机构和显示机构，所述的探针机构分别与电机控制机构、外电路机构相连，电机控制 机构控制探针机构的位置，探针机构垂直固定在红外线测量机构上方，外电路机构与单片 机控制机构相连，红外线测量机构与单片机控制机构相连，电机控制机构与单片机控制机 构相连，单片机控制机构又与显示机构相连；
[0005] 所述红外线测量机构包括两个红外线接收装置、两个红外线发生装置和测量平 台；其中测量平台有四边，红外线接收装置与红外线发生装置成对安装在测量平台的四边， 且成对安装的红外线接收装置与红外线发生装置始终以相同的速度同向移动；
[0006] 所述探针机构包括四个探针，四个探针分别被电机控制机构垂直固定在红外线测 量机构的测量平台上方，四个探针同时通过导线分别与外电路机构相连；
[0007] 所述电机控制机构包括十二个电动机、主轴、四个固定锁和四个机械连接轴，四个 机械连接轴通过相应的固定锁自上至下依次固定在主轴上；每个机械连接轴均包括圆形 锁、第一连接杆、第一蜗轮蜗杆、第二蜗轮蜗杆、第二连接杆和第三连接杆，所述第一连接杆 一端与固定锁连接；第一连接杆的另一端通过圆形锁与第二连接杆连接，通过第一蜗轮蜗 杆将第二连接杆和第三连接杆连接，通过第二蜗轮蜗杆将第三连接杆和探针连接，第一蜗 轮蜗杆、第二蜗轮蜗杆、第二连接杆和第三连接杆构成机械连接手臂；每个机械连接轴的圆 形锁、第一蜗轮蜗杆和第二蜗轮蜗杆处均安装一个电动机，通过单片机控制机构控制相应 电动机的开关；
[0008] 所述外电路机构包括电压源、电流表、滑动变阻器、电阻器、电压表和两个模数转 换器；电阻器、电流表、滑动变阻器与电压源串联，电压表与其中的两个探针连接，剩下的两 个探针串联接入滑动变阻器组成的电路中；一个模数转换器与电阻器并联，用以将电流量 引出转换成数字量存入单片机控制机构；另一个模数转换器与电压表并联，用于将电压量 引出转换成数字量与单片机控制机构连接。
[0009] 与现有技术相比，本实用新型克服了现有的人工手动操作测量的误差大和精度低 的缺点，实现了智能化自动测量，具有显著的进步性，具体体现在以下方面：
[0010] (1)红外线测量机构检测探针位置完全自动控制，红外线接收装置和红外线发生 装置同向同时匀速运动，开始运动时，单片机控制机构的计时器启动，当红外线接收装置接 收不到红外线信号时，单片机控制机构计时器停止，由此可以准确得到探针在测量平台上 的位置，测量精度高。
[0011] (2)电机控制机构由电动机控制使四个探针在测量条件允许时在待测金属薄板上 任意移动无死角，并且单片机控制机构可以自动检测探针位置是否满足测量条件，减少出 错概率，提高测量精度。
[0012] (3)显示机构采用数码管可直观显示待测金属薄板的电导率。
[0013] (4)本实用新型不仅可以测量金属薄板电导率，而且可以测量各种平行四边形薄 板导体以及半导体电导率。
[0014] (5)本实用新型结构简单，测试过程方便，成本较低，所用的元器件均可轻易得到， 且在测量过程中不会对金属薄板造成任何损坏。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型金属薄板电导率智能测量系统的整体结构框图；
[0016] 图2为本实用新型金属薄板电导率智能测量系统的电机控制机构和红外线测量 机构的结构示意图；
[0017]图3为本实用新型金属薄板电导率智能测量系统电机控制机构的主轴、机械连接 轴的连接结构示意图；
[0018]图4为本实用新型金属薄板电导率智能测量系统的外电路机构的结构示意图；
[0019] 图中，1-探针机构、2-红外线测量机构、3-电机控制机构、4-外电路机构、5-单片 机控制机构、6-显示机构、11-探针、21-红外线接收装置、22-红外线发生装置、23-测量平 台、31-主轴、32-固定锁、33-机械连接轴、331-圆形锁、332-第一蜗轮蜗杆、333-第二蜗轮 蜗杆、334-第一连接杆、335-第二连接杆、336-第三连接杆。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
[0021] 本实用新型金属薄板电导率智能测量系统（以下简称测量系统，参见图1)包括探 针机构1、红外线测量机构2、电机控制机构3、外电路机构4、单片机控制机构5和显示机构 6,所述的探针机构1分别与电机控制机构3、外电路机构4相连，电机控制机构3控制探针 机构1的位置，探针机构1垂直固定在红外线测量机构2上方，外电路机构4与单片机控制 机构5相连，红外线测量机构2与单片机控制机构5相连，电机控制机构3与单片机控制机 构5相连，单片机控制机构5又与显示机构6相连；
[0022] 所述红外线测量机构2包括两个红外线接收装置21、两个红外线发生装置22和测 量平台23 ;其中测量平台23有四边，红外线接收装置21与红外线发生装置22成对安装在 测量平台的四边，且成对安装的红外线接收装置21与红外线发生装置22始终以相同的速 度同向移动；
[0023] 所述探针机构1包括四个探针11，四个探针分别被电机控制机构3垂直固定在红 外线测量机构2的测量平台上方，四个探针同时通过导线分别与外电路机构4相连；
[0024] 所述电机控制机构3包括十二个电动机（图中未标出）、主轴31、四个固定锁32 和四个机械连接轴33,四个机械连接轴33通过相应的固定锁32自上至下依次固定在主轴 31上；每个机械连接轴33均包括圆形锁331、第一连接杆334、第一蜗轮蜗杆332、第二蜗轮 蜗杆333、第二连接杆335和第三连接杆336,所述第一连接杆334 -端与固定锁32连接； 第一连接杆334的另一端通过圆形锁331与第二连接杆335连接，通过第一蜗轮蜗杆332 将第二连接杆335和第三连接杆336连接，通过第二蜗轮蜗杆333将第三连接杆336和探 针11连接，第一蜗轮蜗杆332、第二蜗轮蜗杆333、第二连接杆335和第三连接杆336构成 机械连接手臂；每个机械连接轴的圆形锁331、第一蜗轮蜗杆332和第二蜗轮蜗杆333处均 安装一个电动机，通过单片机控制机构5控制相应电动机的开关；
[0025] 所述外电路机构包括电压源U、电流表、滑动变阻器、电阻器、电压表和两个模数 转换器；电阻器、电流表、滑动变阻器与电压源U串联，电压表与其中的两个探针连接，剩下 的两个探针串联接入滑动变阻器组成的电路中；一个模数转换器与外电路机构的电阻器并 联，用以将电流量引出转换成数字量存入单片机控制机构；另一个模数转换器与电压表并 联，用于将电压量引出转换成数字量与单片机控制机构连接。
[0026] 本实用新型的进一步特征在于所述显示机构6采用数码管。
[0027] 本实用新型金属薄板电导率智能测量系统的具体工作流程及原理是：待测金属薄 板放置在测量平台23上，测量系统初始化时探针11距待测金属薄板有一定距离，以免探针 11移动滑损金属薄板。测量平台23上两对红外线接收装置21与红外线发生装置22在起 点处准备运行。
[0028] 红外线发生装置22与红外线接收装置21从测量平台23对边的始端开始运动，当 没有检测到探针时，红外线接收装置21可以接收到红外线发生装置22的红外信号，直到检 测到探针，红外线接收装置21接收不到红外线发生装置22的红外信号，通过单片机控制机 构5记录红外线发生装置22或者红外线接收装置21走过的距离；两对红外线接收装置21 与红外线发生装置22继续移动直到测量平台23的边缘。测量平台的另外两边采用同样的 方法检测到探针11位置，从而定位探针11在测量平台23上的位置。