专利名称：扬声器定心支片及振膜弹性测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种弹性测试仪器，具体讲是一种扬声器定心支片及振膜弹性测试仪。
技术背景
定心支片和振膜都是组成扬声器的主要部件，它们的弹性性能对扬声器的质量起着至关 重要的作用，多年来，扬声器行业上对它们弹性性能的检测主要依靠人的手感，由于这种手 工检测方式主要是凭借检测人员的经验来完成检测工序，因此它存在工效低及检测质量不稳 定的缺陷。
目前，现有技术已有一种弹性测试仪器，该仪器通过对定心支片或振膜施加某一固定的 作用力来测量其形变的量即位移。授权公告号为CN2864659Y的实用新型即是本申请人己授 权的关于该类型仪器的专利，它公开了一种自动测试扬声器定心支片及振膜折环弹性系数的 仪器，该仪器包括测力装置、测距装置和数据处理系统；所述测力装置包括数显测力计和顶 柱，顶柱底部对应于被测件；所述测距装置包括数显卡尺和底座，数显卡尺垂直固定于底座； 所述数显测力计和数显卡尺上显示的数值分别由数据线输出到数据处理装置，由数据处理装 置内的计算机进行处理，从而形成被测件的弹性函数曲线。另外，所述数显测力计还通过一 个滑块与数显卡尺的游标固定连接；所述游标连接有施力装置；所述施力装置包括底座和框 架，所述框架内设垂直的螺杆和驱动其转动的手轮；所述螺杆和游卡之间设有连杆，所述连 杆的一端与螺杆相啮合，另一端既可固定于数显卡尺的游卡，也可以于滑块连成一体。
经实际使用后，本申请人发现上述实用新型虽然有效克服了手工检测方式存在的工效低 及质量不稳定的缺陷和不足，但它在实际应用中仍然存在以下四个不足之处
1、测力计向下移动的速度不均匀该仪器是通过检测人员用手转动手轮来驱动测力计， 从而在对被测部件施加逐渐增大的作用力的同时测量被测部件的形变量，由于手在转动手轮 过程中不可能始终使力量保持均匀一致，因此使测得的测力计位移量(被测部件的形变量) 不均匀，从而影响了测量的精度；2、 被测部件的位移初始零点较难确定该仪器是用一数字显示的游标卡尺来测量被测部 件的形变量，理论上，当测力计在刚碰到被测件而没有加力时就是位移的零点，此时用户应 用肉眼观察并准确判断出这点的位置，然后用手按游标卡尺上的零点设定按钮。然而，在实 践中，由于受到人为因素和环境因素的影响，如操作者的经验、操作者眼力的好坏以及环境 光线的明亮程度等，都会给零点的设定带来误差；
3、 单次测量的时间较长该仪器在测量时要求使用者要慢慢地转动手轮，并同时要很仔 细地看着测力计的下行过程，准确地设定位移初始零点，这种方式增加了每次测量的时间， 不利于流水线生产；
4、 操作不方便由于测量的结果要由计算机作进一步的处理，所以在测量时，使用者一 方面要操作计算机，另一方面还要用手去转动手轮，从而使操作显得极不方便。 实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种测量精度高、位移初始位置易确定、单次测 试时间短以及操作更加简单、方便的扬声器定心支片及振膜弹性测试仪。
本实用新型的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的扬声器定心支片及振膜弹性测 试仪它包括由数据处理装置、施力装置以及相互固定连接的测力装置和测距装置；所述测 力装置和测距装置分别通过数据线与数据处理装置连接；所述施力装置包括底座、固定在底 座上的框架以及一个与单片机连接并由单片机产生的驱动脉冲信号控制的步进电机；所述步 进电机安装在框架上；所述步进电机的转轴与测距装置固定连接；所述数据处理装置与单片 机之间连接有一个电平转换芯片；所述单片机和步进电机均与电源驱动单元电连接。
采用以上结构后，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点
1、 由于步进电机是由脉冲信号驱动的，每一个脉冲可以驱动步进电机转一定的角度(例 如每一脉冲转0.09度)，而脉冲信号的频率是由单片机产生并发出的，这种脉冲信号的精度 可以做的非常高，因此本实用新型可以保证测力装置中的测力计向下移动时的速度非常均匀， 从而有效克服了现有技术因为靠手转动手轮而使测力计下移速度不均匀的缺陷，大大提高了 本实用新型的测量精度。
2、 与现有技术只能凭眼睛目测来判断测力计下的顶杆是否已碰到被测对象不同，由于本实用新型是通过单片机来控制步进电机的，因此测力装置上测力计的下移不但可以非常均匀， 而且也能达到足够的缓慢，因此在测力计刚碰到被测对象时，数据处理装置中的计算机程序 就可以对测距装置中的游标卡尺清零，从而不但使位移初始位置的确定变得比较容易，而且 也大大减少了人为误差和和环境误差，提高了本实用新型的测量精度；
3、 本实用新型不但取消了手轮，而且也无需检测人员通过目测去设定零点，因此单次测 量的时间大大縮短，从而提高了本实用新型的工作效率；
4、 采用步进电机后，检测人员只需要控制数据处理装置就行，至于机械部分的所有动作 则全部由数据处理装置来控制，因此本实用新型的操作比较现有技术更加方便、简单。
作为本实用新型的一种改进，所述步进电机设有上限位开关和下限位开关；所述单片机 的P16脚通过接口 J2与上限位开关相连；所述单片机的P17脚通过接口 J2与下限位开关相 连；所述接口 J2上的2端和2端同时接地；所述单片机的P17脚和P16脚还分别通过电阻 R3和R2与电源驱动单元上的+ 5V端相连。当测力计和游卡运行到最高处或最低处时，如果 步进电机仍然在脉冲信号驱动下转动，步进电机容易发热而损坏；另外，由于测力计是精密 仪器，如果滑块运行位置过低的话，测力计容易受到过大的作用力而损坏，而本实用新型的 这种改进就是为了解决以上两个问题，它通过上限位开关和下限位开关的闭合来改变单片机 P17脚和P16脚上的电平，而单片机内部程序采用的是定时检测的方式，当发现步进电机运 行到上限位开关或下限位开关时即单片机P17脚或P16脚上的电平改变时，单片机控制程序 产生外部中断，从而让单片机发出反向转动的信号，使步进电机换成另一方向转动，从而有 效防止测力计和游卡运行到最高处或最低处时步进电机仍然按照原方向转动的情况，避免步 进电机发热而损坏，并保护了测力计。
图1是本实用新型扬声器定心支片及振膜弹性测试仪的结构示意图。 图2是本实用新型中单片机和电平转换芯片的电路连接原理图。
图中所示1011、 1012、数据线，102、底座，103、数显测力计，104、框架，105、步 进电机，106、单片机，107、电平转换芯片，108、上限位开关，109、上限位开关，110、顶 柱，111、被测件，112、固定座，113、液晶显示屏，114、数显卡尺，115、计算机，116、滑块，117、游卡，118、丝杆，119、连杆，120、电源驱动单元。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明-
如图l所示，在本具体实施方式
中，本实用新型包括测力装置、测距装置、数据处理装
置以及施力装置。所述测力装置包括一个数显测力计103和顶柱110;所述顶柱110顶部固
定连接在数显测力计103底部，所述顶柱110的底部对应于被测件111;所述被测件111固 定在固定座112;所述数显测力计103上设有一个液晶显示屏113;所述数显测力计103通过 数据线1011与数据处理装置连接。所述测距装置包括数显卡尺114;所述数显卡尺114垂直 固定在底座102上；所述数显测力计103通过一个滑块116与数显卡尺114的游卡117固定 连接；所述数显卡尺114通过数据线1012与数据处理装置连接。所述施力装置包括底座102、 固定在底座102上的框架104以及步进电机105;所述步进电机105安装在框架104上，并 通过信号线连接在单片机106上，该步进电机105受单片机106产生的驱动脉冲信号的控制； 所述数据处理装置与单片机106之间连接有一个电平转换芯片107;所述单片机106和步进 电机105均与电源驱动单元120电连接。本具体实施方式
中，所述数据处理装置为计算机115。 所述步进电机105的转轴与测距装置连接，其连接方式为滚珠丝杠副连接方式，即滚珠丝杠 副上的丝杆118与步进电机105的转轴固定连接；所述滚珠丝杠副上的螺帽与连杆119固定 连接或做成一体；所述连杆119与游卡117固定连接。
如图2所示，所述单片机106的XI脚和X2脚之间连接有一个晶振器Yl，所述晶振器Yl 的两端分别串联电容C1和电容C2后与地连接，其作用是产生驱动步进电机105所需的时钟 脉冲。所述步进电机105与单片机106连接采用以下具体结构所述单片机106的P10脚通 过接口 Jl与步进电机105的移位脉冲输入端cp连接，从而为步进电机105提供位移脉冲信 号；所述单片机106的Pll脚通过接口 Jl与步进电机105的方向电平控制端dir,从而控制 步进电机105的转动方向。
所述步进电机105上设有上限位开关108和下限位开关109;所述单片机106的P16脚 通过接口 J2与上限位开关8相连；所述单片机106的P17脚通过接口 J2与下限位开关109 相连；所述接口 J2上的2端和3端同时接地；所述单片机106的P17脚和P16脚还分别通过电阻r3和r2与电源驱动单元120上的+5v端相连。
所述数据处理装置与单片机106之间连接有一个电平转换芯片107，其型号采用为 MAX232，它的作用是实现TTL电平与RS232—C电平的相互转换，所述RS232-C电平为计算机 可用的电平，所述ttl电平是单片机106可用的电平。在本具体实施方式
中，所述单片机106 的rxd脚与电平转换芯片107的r20ut脚相连;所述单片机106的txd脚与电平转换芯片107 的t2in脚相连；所述电平转换芯片107的r2in脚通过接口 j3与数据处理装置中的数据接受 端in相连；所述电平转换芯片107的t20ut脚通过接口 j3与数据处理装置中的数据发送端 out相连；所述电平转换芯片107的2脚和6脚之间连接有电解电容c5;所述电平转换芯片 107的6脚和15脚之间连接有电解电容C7;所述电平转换芯片107的Cl+脚和Cl-脚之间连 接有电解电容c4;所述电平转换芯片107的c2+脚和c2-脚之间连接有电解电容c6。本实用 新型中所述单片机106的型号可采用at89c52或at89s52，在本具体实施方式
中，所述单片 机106的型号采用为at89c52。
另外，在本具体实施方式
中，所述单片机106的p13脚与地之间串联有发光二极管d1和 电阻Rl，从而起到指示单片机106工作与否的作用。所述单片机106的RESET脚与地之间串 联有电阻R4的同时，还通过电解电容c3与电源驱动单元120的+5v端连接，这个结构的作 用是促使单片机106在上电后进行一个复位操作，从而使程序执行初始化工作。所述电源驱 动单元120的+5v端还与单片机106的p12脚和步进电机105的阳端opto相连，从而提供 +5v工作电源给单片机106和步进电机105内的细分器，由于所述电源驱动单元120是一种 现有技术中的稳压电路，故不在此赘述。
本实用新型的工作原理是
所述单片机106的工作状态受数据处理装置即计算机发出的指令的控制，单片机106根 据接收到的特定的命令字节来执行指定的程序段，从而单片机106的P10脚和Pll脚分别输 出对应的脉冲信号和反转电平，进而控制步进电机105的工作状态；所述步进电机105所需 的驱动脉冲信号由单片机106的内部时钟产生。当所述单片机106上电后，首先进行复位操 作，从而使程序执行初始化部分，初始化结束后程序进入空闲模式等待计算机115发来的指 令。在本实用新型中，步进电机105的不同工作状态对应不同的脉冲频率和方向电平，且每个频率均由单片机程序控制产生。
根据上述工作原理，本实用新型扬声器定心支片及振膜弹性测试仪的工作过程是 首先由计算机115通过电平转换芯片107向单片机106发出命令，接着单片机106向步 进电机105发出脉冲信号使步进电机105均匀转动，进而带动丝杆118匀速转动，丝杆118 的运动带动滑块116向下移动，同时带动游卡117和数显测力计103向下运动；当数显测力 计103底部的顶柱110刚碰到被测件111时，计算机程序将自动把游标卡尺的读数清零，从 而确定被测件111的位移初始零点。与此同时，计算机115开始通过数据线1011、 1012开始 采集数显测力计103和数显卡尺114上的读数即作用力和位移值。在一次测量完成后，使用 者通过计算机115向单片机106发出停止测试的命令，单片机106向步进电机105发出反向 运行的脉冲信号，在此信号作用下，步进电机105反向转动，丝杆118也反向转动，从而带 动滑块16、游卡117、数显测力计103向上运行。当测力计底部的顶柱110脱离被测件111 后，计算机程序向单片机106发出命令，单片机106向步进电机105发出停止信号，步进电 机105停止转动，这样一次测量完成，计算机115完成对测量结果进行的处理后，进入等待 状态，准备进行第下一次测量。
权利要求1、一种扬声器定心支片及振膜弹性测试仪，包括由数据处理装置、施力装置以及相互固定连接的测力装置和测距装置；所述测力装置和测距装置分别通过数据线(1011、1012)与数据处理装置连接；所述施力装置包括底座(102)和固定在底座(102)上的框架(104)，其特征在于所述施力装置还包括一个与单片机(106)连接并由单片机(106)产生的驱动脉冲信号控制的步进电机(105)；所述步进电机(105)安装在框架(104)上；所述步进电机(105)转轴与测距装置固定连接；所述数据处理装置与单片机(106)之间连接有一个电平转换芯片(107)；所述单片机(106)和步进电机(105)均与电源驱动单元(120)电连接。
2、 根据权利要求1所述的扬声器定心支片及振膜弹性测试仪，其特征在于所述驱动脉 冲信号由单片机(106)产生指，所述单片机(106)的XI脚和X2脚之间连接有一个晶振器 Yl;所述晶振器Yl的两端分别串联电容CI和电容C2后与地连接。
3、 根据权利要求1所述的扬声器定心支片及振膜弹性测试仪，其特征在于所述步进电 机(105)与单片机(106)连接指，所述单片机(106)的P10脚通过接口 Jl与步进电机(105) 的移位脉冲输入端cp连接；所述单片机(106)的P11脚通过接口 Jl与步进电机(105)的 方向电平控制端dir连接。
4、 根据权利要求1或3所述的扬声器定心支片及振膜弹性测试仪，其特征在于所述步 进电机(105)设有上限位开关(108)和下限位开关(109);所述单片机(106)的P16脚通 过接口 J2与上限位开关(108)相连；所述单片机(106)的P17脚通过接口 J2与下限位开 关(109)相连；所述接口 J2上的2端和3端同时接地；所述单片机(106)的P17脚和P16 脚还分别通过电阻R3和R2与电源驱动单元(120)上的+ 5V端相连。
5、 根据权利要求1所述的扬声器定心支片及振膜弹性测试仪，其特征在于所述数据处 理装置与单片机(106)之间连接有一个电平转换芯片(107)指，所述单片机(106)的RXD 脚与电平转换芯片(107)的R20UT脚相连；所述单片机(106)的TXD脚与电平转换芯片(107) 的T2IN脚相连；所述电平转换芯片(107)的R2IN脚通过接口 J3与数据处理装置中的数据 接受端IN相连；所述电平转换芯片(107)的T20UT脚通过接口 J3与数据处理装置中的数据发送端0UT相连。
6、 根据权利要求1或5所述的扬声器定心支片及振膜弹性测试仪，其特征在于所述电 平转换芯片(107)的型号为MAX232。
7、 根据权利要求1或2或3或5所述的扬声器定心支片及振膜弹性测试仪，其特征在于-所述单片机(106)的型号为AT89C52或AT89S52。
专利摘要本实用新型公开了一种扬声器定心支片及振膜弹性测试仪，包括由数据处理装置、施力装置以及相互固定连接并分别通过数据线(1011、1012)与数据处理装置连接的测力装置和测距装置；施力装置包括底座(102)、固定在底座(102)上的框架(104)以及一个与单片机(106)连接并由单片机(106)产生的驱动脉冲信号控制的步进电机(105)；步进电机(105)安装在框架(104)上；步进电机(105)转轴与测距装置固定连接；数据处理装置与单片机(106)之间连接有一个电平转换芯片(107)；单片机(106)和步进电机(105)均与电源驱动单元(120)电连接。本实用新型的优点是不但测量精度高、位移初始位置易确定，而且单次测试时间短，操作更加简单、方便。
文档编号H04R29/00GK201150131SQ20072030329
公开日2008年11月12日 申请日期2007年12月25日 优先权日2007年12月25日
发明者阎秉耀 申请人:宁波东威电子有限公司