晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表的制作方法

本实用新型涉及晶体冶炼炉设备高精度位移检测技术。

背景技术：

蓝宝石生长系统中，在采用提拉法进行生长晶体时，对提拉的距离要求很高，提拉距离精准关系到晶体的生长好坏。提拉过程是一个相当慢且匀速的，这需要一个高精度的显示位移量的仪表来给晶体生长的操作人员提供一个可靠的位移数据，确保晶体的生长稳定。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决在蓝宝石提拉法生长晶体时，晶体冶炼炉对提拉距离的高精度检测需求，从而提供一种晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表。

晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表，它包括微处理器1、A/D变换器2、显示/报警电路3、外设按键4和RS485电路5；

A/D变换器2的模拟信号输入端用于接收来自电阻型电子尺位移传感器的位移信号；所述A/D变换器2的数字信号输出端与微处理器1的位移数字信号输入端连接；所述显示/报警电路3的显示/报警信号输入端与微处理器1的显示/报警信号输出端连接；所述外设按键4的键盘信号输出端与微处理器1的键盘信号输入端连接；微处理器1通过RS485电路5与上位机控制系统进行数据交互。

本实用新型提供了一种晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表，其检测精度高(精度可达±0.2％F.S)、设备针对性强、体积小、数据稳定可靠，并采用了标准的MODBUS-RTU协议及时与上位机控制器进行通讯和数据交换，及时掌握晶体生长时位移的距离以便控制器进行精确的自动化控制。

附图说明

图1是本实用新型的一种晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表的结构示意图；

图2是外部电阻型电子尺位移传感器供电示意图；

具体实施方式

具体实施方式一、晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表，它包括微处理器1、A/D变换器2、显示/报警电路3、外设按键4和RS485电路5；

A/D变换器2的模拟信号输入端用于接收来自电阻型电子尺位移传感器的位移信号；所述A/D变换器2的数字信号输出端与微处理器1的位移数字信号输入端连接；所述显示/报警电路3的显示/报警信号输入端与微处理器1的显示/报警信号输出端连接；所述外设按键4的键盘信号输出端与微处理器1的键盘信号输入端连接；微处理器1通过RS485电路5与上位机控制系统进行数据交互。

具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表的区别在于，A/D变换器2为16位高精度AD变换器。

工作原理：本实施方式的晶体冶炼炉高精度位移仪表通过仪表给外接的电阻型电子尺位移传感器进行供电，将电阻型电子尺的位移数据经过16位高精度AD的数据采集，通过外设按键设定其量程和仪表校准后，采集回的位移数据经过微处理器MCU，经计算处理后显示或通过RS485电路传输给上位机控制器。当电阻型电子尺出现异常或位移数据异常时进行报警指示。

具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一或二所述的晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表的区别在于，外设按键4包括拨码开关和控制按键，拨码开关用于选择量程值或设定模式，拨码开关和控制按键组合产生的信号输出给微处理器，用以实现在设定模式下进行零点及满量程的校正。

本实施方式中，外设按键它包括拨码开关和控制按键两部分，拨码开关拥有选择量程值及设定模式选择的功能。通过和控制按键的组合可在设定模式下可进行零点及满量程的校正。

具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式四所述的晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表的区别在于，它还包括电压基准芯片6、电压跟随器和精密电阻；

所述电压基准芯片6的电压信号输出端与电阻型电子尺位移传感器的电压信号输入端连接；

电阻型电子尺位移传感器的电压信号输出端和电压跟随器的电压信号输入端连接；所述电压跟随器的电压信号输出端经精密电阻后与A/D变换器2的电压信号输入端连接。

如图2所示，晶体冶炼炉高精度位移仪表可对电阻型电子尺的传感器进行供电。使用电压基准芯片产生的电压对传感器进行供电。传感器供电后，经过电压跟随器后，再经精密电阻分压得到合适的电压后进入外部AD采样模块，由微处理器进行实时读取采样结果，进行处理后送至显示报警电路或RS485电路将数据传输到上位机。

具体实施方式五、本具体实施方式与具体实施方式四所述的晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表的区别在于，使用单片机供电电源对传感器供电，通过0Ω电阻进行短接选择此方式。

传感器供电后，经过电压跟随器后，再经精密电阻分压得到合适的电压后进入外部AD采样模块，由微处理器进行实时读取采样结果，进行处理后送至显示报警电路或RS485电路将数据传输到上位机。

具体实施方式六、本具体实施方式与具体实施方式四所述的晶体冶炼炉设备高精度位移检测仪表的区别在于，上电前通过拨码开关选择所对应传感器的量值。传感器上的电阻变化后，进入跟随器的电压(传感器输出的信号)发生改变，跟随器为接收电阻型电子尺信号的运放，经地精密电阻分压，经过跟随器出来的电压又进过精密电阻，此时在精密电阻上产生了一个电压信号后，其电压精密电阻的电压信号也会随之改变，这样采集到不同的电压值也就代表着不同的位移量值。经过零点和满量程标定后，电压与位移的关系呈现出线性的关系。由此单片机通过平均得到一个稳定的位移量值，这个量值一方面作为显示，另一方面作为通讯数据。