一种智能扭矩扳手检定系统的制作方法_2

文档序号:9994021阅读:来源:国知局
另外,上位机可以采用VC++6. 0程序开发设计语言提供的ActiveX控件一MSComm 实现数据收发,并开发基于Access 2003数据库的扭矩扳手检定数据处理平台,对最终数 据进行分析处理,具体可以是:对最终数据进行实时显示与存储、对最终数据的单节点数据 进行动态曲线显示、历史数据查询以及检定证书打印等。
[0037] 本实用新型实施例提供的一种智能扭矩扳手检定系统中,第二微处理器与上位机 之间的数据交换可以通过RS-232C串行通信接口、以太网接口、红外传输、USB接口等方式。 其中,根据所用的第二微处理器包含的通信单元及开发难度综合考虑,选用RS-232C串行 通信接口完成第二微处理器与上位机之间的通讯任务。而综合考虑数据处理速度、功能扩 展、性价比及升级维护等多方面因素,选用IAP15L2K61S2芯片单片机作为第一微处理器和 第二微处理器。
[0038] 当第二微处理器采用IAP15L2K61S2芯片单片机,且第二微处理器与上位机之间 的数据交换通过RS-232C串行通信接口时,由于上位机的串口采用RS-232C电平标准,而 第二微处理器的串口采用TTL/CMOS电平标准,二者不兼容,因而两串口间必须进行电平转 换,即第二微处理器与上位机之间通过电平转换器进行通信。采用MAX3232电平转换芯片 作为电平转换器实现3. 3V单片机TTL电平与上位机串口 RS-232C电平之间双向转换。当 第二微处理器与上位机采用的电平标准不同时,可在第二微处理与上位机之间设置电平转 换器以保证第二微处理与上位机之间的正常通信。
[0039] 请参阅图2,其示出了本申请实施例提供的一种智能扭矩扳手检定系统中 IAP15L2K61S2芯片单片机与MAX3232电平转换芯片的电路设置示意图。
[0040] 本实用新型实施例提供的一种智能扭矩扳手检定系统中,为了增强无线发送功率 和接收信号灵敏度,提高无线数据传输可靠性和有效距离,可以使第一无线数据收发器包 括对发送的射频信号进行功率放大调理的第一射频功率放大电路,第二无线数据收发器包 括对接收的射频信号进行功率放大调理的第二射频功率放大电路。
[0041] 需要说明的是,为进行射频信号的发送和接收,本实施例提供的一种智能扭矩扳 手检定系统的第一无线数据收发器和第二无线数据收发器包括天线,由此,发送射频信号 时射频信号先后经过第一射频功率放大电路和天线,接收射频信号时射频信号先后经过天 线和第二射频功率放大电路。另外,第一射频功率放大电路和第二射频功率放大电路均可 基于CC2591芯片,CC2591芯片内部集成2. 4GHz射频前端功率放大电路和RF匹配网络等, 功耗低,工作电压范围宽,可将输出功率提高+22dBm,接收机灵敏度提高+6dB,从而大幅度 提高无线数据传输抗干扰能力和有效距离。
[0042] 具体来说,CC2591芯片应用电路示意图如图3所示。其中,RF_P与RF_N为射频 信号收发接口;RXTX为数据收/发选择引脚,当该引脚为高电平时表示发送,该引脚为低 电平时表示接收;HGM、EN、PAEN引脚与与之对应的微处理器相连,当HGM为高电平时表示 CC2591芯片处于高增益接收模式,HGM为低电平时表示CC2591芯片处于低增益接收模式; EN和PAEN引脚置为高电平时CC2591芯片正常工作,EN和PAEN引脚置为低电平时CC2591 芯片进入低功耗工作模式。
[0043] 当CC2591芯片电路作为接收链路时,射频信号自ANT端口进入,经过低噪声放大 后,单端信号变成差分信号RF_P和RF_N送入与之对应的无线数据收发器的差分射频端口。
[0044] 当CC2591芯片电路作为发射链路时,从与之对应的无线数据收发器送来的差分 射频信号,经过端口 RF_P和RF_N送入内部转换为单端射频信号后,再经PA单元放大,最后 由天线福射出去。
[0045] 本实用新型实施例提供的一种智能扭矩扳手检定系统中,模数转换器可采用 ADS1258芯片,该芯片是16通道24位模数转换器,拥有23. 7ksps的业界最高通道周期率 以及42 μ s的最低时延。本实用新型实施例提供的一种智能扭矩扳手检定系统要求电压测 量精度较高、实时性较强,且最好可满足一定功能扩展需求,在比较同类型产品性能的基础 上,经过综合考虑可选用该芯片实现对放大调理后输出电压信号的数据采集。
[0046] 具体来说,本实用新型实施例提供的一种智能扭矩扳手检定系统选择模数转换器 时,根据扭矩传感器产生的模拟电信号的电压范围(〇~5V)和该信号的信号分辨率来确 定所用模数转换器的位数,根据待测模拟电信号的个数及未来系统扩展需求确定模数转换 器的输入通道数,根据扭矩的数据采集显示最短时间要求确定模数转换器单个通道的转换 速率等。与此同时,为了提高系统数据处理的实时性和滤波效果,在保证测量精度的前提 下,应该可将所用模数转换器配置在较高转换速率下运行。综合上述模数转换器的选取要 素和实际应用需求,本实用新型实施例提供的一种智能扭矩扳手检定系统可选用高性能24 位模数转换器一 ADS1258芯片,该器件主要由模拟多路开关、可编程数字滤波器、时钟发生 器、通用输入输出端口和SPI (Serial Peripheral Interface,串行外设接口)串行接口等 组成。16路输入通道可配置为8路差分输入或16路单端输入形式;可编程数字滤波器可使 用户在转换精度和数据速率之间进行最优选择;时钟发生器产生模数转换基准时钟;SPI 接口用于ADS1258芯片与外部处理器之间进行串行通信。
[0047] 请参阅图4,其示出了本申请实施例提供的一种智能扭矩扳手检定系统中 ADS1258芯片与第一微处理器(第一微处理器采用IAP15L2K61S2芯片)之间的具体接口电 路。模拟电信号接到模数转换器的AINO输入通道,16MHz有源晶振为ADS1258芯片提供稳 定的转换时钟信号,利用IAP15L2K61S2芯片的PO. 3~PO. 7引脚提供ADS1258芯片完成模 数转换所需的复位信号、启动转换信号以及SPI通信中的时钟信号和数据输入输出引脚。 IAP15L2K61S2芯片单片机与ADS1258芯片之间采用三线制SPI通信方式,ADS1258芯片工 作于SPI通信模式下,且始终处于被选中状态(片选信号接地)。
[0048] 另外,同其他高精度模数转换器一样,为了获取最佳的转换结果,ADS1258芯片在 实际应用时,也要特别注意其外围电路和印刷电路板的设计。通常需要在模拟电源和数字 电源的输入端并联一个容量较小的陶瓷电容和一个容量较大的钽电容,且电容尽量靠近输 入端。且,ADS1258芯片的转换参考电压应由高精度、低噪声、低漂移的基准电压源提供,且 输入线越短越好,外部时钟输入信号应尽量靠近ADS1258芯片的时钟输入输出引脚CLKIO ; 若采用无源晶振,当时钟信号幅值较小时,可以通过减小晶振两端的电容值来增大。
[0049] 本实用新型实施例提供的一种智能扭矩扳手检定系统中,供电装置可以包括: 220V交流电源;对220V交流电进行降压处理的电源变压器;将降压处理后的220V交流电 转换成直流电压的整流电路;滤除直流电压中的纹波的滤波电路;保持滤除纹波后的直流 电压的稳定性的稳压电路。
[0050] 其中,采用220V市电作为电源,通过电源变压器将220V交流电进行降压得到所需 要的电压值;然后通过整流电路将交流电压变成脉动的直流电压;由于此脉动的直流电压 中含有较大的纹波,必须通过滤波电路加以滤除,从而得到平滑的直流电压;另外,滤波电 路输出端还需接稳压电路,以抑制电网电压波动、负载和温度变化等影响,维持输出直流电 压稳定,保证智能扭矩扳手检定系统的正常工作。
[0051] 当模数转换器采用ADS1258芯片,且第一微处理器及第二微处理器采用 IAP15L2K61S2芯片时,本实用新型实施例提供的一种智能扭矩扳手检定系统需要+12V、 +5V、+3. 3V等直流稳压电源以及+5V基准稳压电源
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