专利名称：带触摸屏的可视化开关测量系统的制作方法
技术领域：
:本实用新型涉及仪器仪表设计的技术领域，尤其是一种可应用于生产线上按键开关良品和不良品的检测的带触摸屏的可视化开关测量系统。
技术背景:按键开关的需求量非常大，批量生产按键开关的过程中，质量检测这个环节相当重要，传统的检测采用“按键开关荷重位移曲线仪”进行样品抽测，它是二纬坐标以X轴为行程，以Y轴为感应力的大小变化形成的曲线测试仪器，专门来测量各种开关，按键，弹片及一些带有弹性的东西。“按键开关荷重位移曲线仪”的功能强大，整个受力过程通过曲线来表示，非常直观，能同时测出23个参数，最小显示行程已经可以达到0.001mm，最小显示荷重达到0.01克精度，且所有资料皆可储存(试验条件、荷重曲线图、测试结果、检查报表等)，测量曲线图由电脑记忆，可随时放大、缩小。但是针对于按键开关的专业生产的厂家，不需要同时测量几十种参数，只需要测量出OF、OD和CK值，依据开关动作的荷重曲线，就可以用于生产线上检测全部开关的良品和不良品，不需要在生产线上使用价格较为昂贵的“按键开关荷重位移曲线仪”。
发明内容:针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种带触摸屏的可视化开关测量系统。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:带触摸屏的可视化开关测量系统，包括微处理器、机械按键动作装置、信号采集电路、放大电路、A/D转换电路、串口电路、存储模块、多组继电器开关，还包括触摸屏控制电路和触摸显示屏，所述存储模块、多组继电器开关均与微处理器相连，机械按键动作装置经过信号采集电路输出模拟电信号，然后经过放大电路放大信号，最后通过A/D转换电路转换为数字信号后和微处理器相连接，触摸显示屏通过触摸屏控制电路和微处理器相连，微处理器通过串口电路和PC机连接。作为优选，信号采集电路为S型拉压力传感器。作为优选，存储模块为I2C总线的数据存储器EEPR0M。与现有技术相比，本实用新型的优点在于:测量系统性能稳定，工作可靠，测量精度高，示值稳定性好，同时系统采用触摸显示屏实现人机交互，可以更方便的设定开关的预设参数，可广泛推广。
:图1为本实用新型所述带触摸屏的可视化开关测量系统的结构示意图；图2为本实用新型所述信号采集电路和放大电路；图3为本实用新型所述A/D转换电路；图4为本实用新型所述的触摸屏控制电路；[0012]图5为本实用新型所述的串口电路；图6为本实用新型所述的多组继电器开关电路中的一组电路。
具体实施方式
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以下结合附图对本实用新型进一步说明。作为本实用新型的一种实施方式，参阅图1，本实用新型包括微处理器、机械按键动作装置、信号采集电路、放大电路、A/D转换电路、串口电路、存储模块、多组继电器开关，还包括触摸屏控制电路和触摸显示屏，所述存储模块、多组继电器开关均与微处理器相连，机械按键动作装置经过信号采集电路输出模拟电信号，然后经过放大电路放大信号，最后通过A/D转换电路转换为数字信号后和微处理器相连接，触摸显示屏通过触摸屏控制电路和微处理器相连，微处理器通过串口电路和PC机连接。信号采集电路为S型拉压力传感器。存储模块为I2C总线的数据存储器EEPR0M。优选的是，所述机械按键动作装置主要作用是模拟按键开关的动作过程，使按键按下去的速度和受力都均匀，主电机采用电容分相可逆爪极永磁同步电机，所述微处理器选用ATmega32单片机，所述存储模块选用AT24C02存储芯片，所述信号采集电路为高灵敏度合金钢S型拉压力传感器，所述放大电路选用精密仪表放大器INA126，所述A/D转换电路选用ADS7816串行口模/数转换芯片，所述串口电路选用PL2303芯片，触摸屏控制电路选用触摸屏专用芯片ADS7843E。本实用新型带触摸屏的可视化开关测量系统的工作原理:首先通过触摸显示屏设置开关参数OF、CK、OD的上、下限报警值，然后触发系统的外部中断，同时对触摸显示屏进行清屏，此时打开机械按键动作装置的开关按钮，机械按键动作装置的连杆压臂以均匀的速度往下压开关，完成一个开关动作以后，机械按键动作装置会自动恢复原始位置，信号采集电路输出毫伏级的模拟电信号，经过放大电路放大后，送入A/D转换电路输出数字信号，微处理器处理数字信号，并存储数据于EEPROM数据存储器，处理的结果同时在触摸显示屏上显示，并根据结果使相应的多组继电器开关中的继电器闭合或断开，同时也通过串口电路往PC机上发送相关指令，至此，一个按键开关的测量过程完毕。所述的信号采集电路和放大电路如图2所示。高灵敏合金钢S型拉压力传感器，其具有较强的抗扭、抗侧和抗偏载能力，响应速度小于2ms，测量精度高、稳定性能好、温度漂移小、输出对称性好、结构紧凑等特点。S型拉压力传感器采用四线制输出，绿色线为信号线的正极，黄色线为电源负极，橙色线为信号线的负极，红色线为电源线的正极，信号线接到皿126的差分输入,压力传感器的供电电压为10V,压力传感器的输出信号非常小,最大输出只有IlmV左右，采用具有很低的输入失调、输入漂移和极好的共模抑制比的精密仪表放大器INA126把放大倍数调到约1000倍，其I脚、8脚之间跨接增益电阻Rl，其增益G可由G = 5+80kQ/Rl确定，输出电压为GX (VIN+-VIN-)。为了降低噪声，在电源输入端4脚、7脚与地接入0.1 μ F的去耦电容，输出参考端REF与负载共地，以提高共模抑制能力。所述的A/D转换电路如图3所示。采用低功耗的12位串行口模/数转换芯片ADS7816，在参考电压Vref稳定时，LSB = Vref/4096, MSB = Vref，根据这个关系，可以将输出的电压转换成数据量与控制端进行相比较，从而达到实时监控的目的。转换芯片在前2个时钟周期对反馈信号进行采样，然后随后的12个时钟周期将转换数据依次按照从高到低的顺序从OUT送到单片机对应的口线中。VCC通过8Ω电阻接到V+，起到限流保护的作用，Vref与V+接在一起，IN-接地，IN+同相输入端接模拟信号输入。所述的触摸屏控制电路如图4所示。设计采用四线电阻触摸屏专用芯片ADS7843E，ADS7843E是一个内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片，供电电压+2.7 +5V，转换电压的输入范围为O Vkef，最高转换速率为125kHz。其控制口分别接在微处理器的PBO PB5 口，当触摸屏按下时，8位控制数据将写入控制寄存器中，DOUT开始输出12位转换数据，完成X坐标和Y坐标读数。所述的串口电路如图5所示。采用高度集成的RS232-USB接口转换器PL2303，可提供一个RS232全双工异步串行通信装置，完全符合USB2.0规范，内置USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART，外接几只电容就可实现USB信号与RS232信号的转换，电路无需外加电源，直接由USB供电，当DP与DM端口出现数据时，芯片将自动握手连接，实现下位机与PC机的数据传输。所述的多组继电器开关电路中的一组电路如图6所示，其余各组电路结构相同。多组继电开关电路分别对应着0F、CK、0D的上、下限报警值，一旦高于最高值或者低于最低值继电器都会闭合，同时指示灯会亮，表示该路继电器闭合。以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
权利要求1.带触摸屏的可视化开关测量系统，包括微处理器、机械按键动作装置、信号采集电路、放大电路、A/D转换电路、串口电路、存储模块、多组继电器开关，还包括触摸屏控制电路和触摸显示屏，所述存储模块、多组继电器开关均与微处理器相连，所述机械按键动作装置经过信号采集电路输出模拟电信号，然后经过放大电路放大信号，最后通过A/D转换电路转换为数字信号后和微处理器相连接，所述触摸显示屏通过触摸屏控制电路和微处理器相连，微处理器通过串口电路和PC机连接。
2.根据权利要求1所述的带触摸屏的可视化开关测量系统，其特征在于:所述信号采集电路为S型拉压力传感器。
3.根据权利要求1所述的带触摸屏的可视化开关测量系统，其特征在于:所述存储模块为I2C总线的数据存储器EEPROM。
专利摘要本实用新型涉及一种带触摸屏的可视化开关测量系统，包括微处理器、机械按键动作装置、信号采集电路、放大电路、A/D转换电路、串口电路、存储模块、多组继电器开关，还包括触摸屏控制电路和触摸显示屏，所述存储模块、多组继电器开关均与微处理器相连，机械按键动作装置经过信号采集电路输出模拟电信号，然后经过放大电路放大信号，最后通过A/D转换电路转换为数字信号后和微处理器相连接，触摸显示屏通过触摸屏控制电路和微处理器相连，微处理器通过串口电路和PC机连接。本实用新型测量系统性能稳定，工作可靠，测量精度高，示值稳定性好，同时系统采用触摸显示屏实现人机交互，可以更方便的设定开关的预设参数，可广泛推广。
文档编号G01R31/327GK203054196SQ201320052490
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者卢超 申请人:陕西理工学院