專利名稱：數(shù)顯推拉力計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測力儀表，具體涉及一種能夠數(shù)顯的推拉力計。
背景技術(shù)：
數(shù)顯推拉力計可以定量地向被測工件施加推力或拉力、并以數(shù)字的形式顯示施加推力或拉力的大小，廣泛地應(yīng)用于對推力或拉力有嚴(yán)格要求的行業(yè)和部門。數(shù)顯推拉力計目前正朝著智能化、高準(zhǔn)確度、使用方便等方面發(fā)展。例如，已申請中國專利、申請?zhí)枮?0225581.9的“微型數(shù)字拉力儀”，就是其中一種測量拉力儀表，它是應(yīng)用模擬放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)顯裝置將傳感器信號放大、顯示。這種拉力儀比較在此之前的同類儀表來說，檢測精度是得到了一定的提高，但是它的應(yīng)變機構(gòu)復(fù)雜、采樣速度慢、穩(wěn)定性差、智能化程度低等不足之處確實需要改進。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種以計算機采樣為配制的數(shù)顯推拉力計，它在應(yīng)變機構(gòu)和A/D轉(zhuǎn)換器上作了改進，這種改進的數(shù)顯推拉力計的技術(shù)方案如下所述數(shù)顯推拉力計是由測量頭、應(yīng)變機構(gòu)、橋式檢測電路、電子組件、開關(guān)面膜板和殼體組成。所述的應(yīng)變機構(gòu)是由連接軸2、連接座3、彈性體4、固定座5依次連接組成，形狀為“S”形；所述的彈性體4上采用了雙孔雙梁設(shè)計結(jié)構(gòu)，即在彈性體4的兩側(cè)銑有兩個對稱平面，平面上各貼有兩片電阻應(yīng)變計6；所述的A/D轉(zhuǎn)換器是由IC1-2、IC2-1運算放大器、V1三極管、IC4單片機的P3.1(I/O)口、P3.2(I/O)口、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10電阻器、C4、C5、電容器組成。
由于采用了上述“S”形應(yīng)變機構(gòu)，因而優(yōu)化了力的傳遞方向、提高了測量精度、縮小了測量組件的體積，并且提高了電阻應(yīng)變計6的測量精度，改善了電阻應(yīng)變計6輸出線性度。改進的A/D轉(zhuǎn)換器是一個特殊的雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器23，由于它無需傳統(tǒng)的雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器所需要的±VREF參考電壓，因而使系統(tǒng)電路變得簡單，同時也降低了推拉力計的成本。


圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的側(cè)面示意圖；圖3是圖1中“S”形應(yīng)變機構(gòu)測量組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型的的電路圖。
具體實施方式
如圖1-3所示，本實用新型所述的數(shù)顯推拉力計是由測量頭1、“S”形應(yīng)變機構(gòu)、橋式檢測電路35、電子組件9、開關(guān)面膜板17和殼體組成。測量頭附件1通過螺釘螺紋與連接軸2連接，并穿過防護墊護套15，連接軸2與通過螺母7與連接座3連接，連接座3通過螺釘12與彈性體4連接，彈性體4通過螺釘13與固定座5連接，固定座5通過螺釘14與其下殼體34連接。其中由連接軸2、連接座3、彈性體4、固定座5測量組件組成了所述的應(yīng)變機構(gòu)，其形狀為“S”形；在彈性體4的兩側(cè)銑有兩個對稱平面，平面上各貼有兩片電阻應(yīng)變計6，即形成所述的雙孔雙梁結(jié)構(gòu)；電阻應(yīng)變計6以橋式檢測電路8通過導(dǎo)線15與電子組件9連接，電子組件9通過導(dǎo)線12與電池10連接，電池10放在電池墊34上，下殼體18通過螺釘16與上殼體11連接，開關(guān)面膜板17通過導(dǎo)線18與電子組件9連接，電子組件9內(nèi)裝有電子線路組件19，電子線路組件19是由印刷線路板組件20、面板21組成。印刷線路板組件20包含有信號放大器22、模數(shù)轉(zhuǎn)換器23、微控制器(MCU)24、顯示電路25、預(yù)置報警電路26、設(shè)定(預(yù)置)電路27、欠壓報警電路28、單位轉(zhuǎn)換電路29、模式(測量)轉(zhuǎn)換電路30、自動清“零”電路31、電源變換及穩(wěn)壓電路32、打印接口電路33。
本實用新型應(yīng)用彎矩對推力或拉力的等效原理，通過電阻應(yīng)變計來采集彈性體彎矩值，通過計算機檢測、采樣、計算、顯示出推力或拉力值的大小，同時應(yīng)用鍵盤控制數(shù)顯推拉力計啟動、清零、單位自動轉(zhuǎn)換(N、Ibf、Kg)、示值跟蹤、峰值保持、報警設(shè)置、打印等功能來完成檢測全過程。
如圖4所示，A/D轉(zhuǎn)換器即模數(shù)轉(zhuǎn)換器23由IC1-2、IC2-1運算放大器、V1三極管、IC4單片機的P3.1(I/O)口、P3.2(I/O)口、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10電阻器、C4、C5、電容器組成。這是一個特殊的雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器23，由于它無需傳統(tǒng)的雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器，所需要的±VREF參考電壓，因而使系統(tǒng)電路變得簡單、成本降低。模數(shù)轉(zhuǎn)換器23把信號放大器22放大后的檢測信號變?yōu)閿?shù)字量后先送至微控制器(MCU)24進行數(shù)字處理及計算，再送顯示電路25顯示。
本實用新型工作過程為推力或拉力通過測量頭附件1、連接軸2、連接座3將力傳遞到彈性體4上，使其產(chǎn)生彎矩，從而使貼在彈性體4的電阻應(yīng)變計6被壓或被拉，使其阻值發(fā)生變化，四片電阻應(yīng)變計6組成的橋式檢測電路8檢測出電阻應(yīng)變計6阻值發(fā)生變化量，送入信號放大器22。放大器22由IC1-1運算放大器、W2電位器、R2、R3電阻器、C1、C2、C3電容器組成，它把橋式檢測電路8的微弱變形信號放大至模數(shù)轉(zhuǎn)換器23所需要的電壓值。
微控制器(MCU)24由IC4單片機、R17、R18、R19、R20、R21、R23電阻器、C10、C11、C12、C13電容器、C14晶體振蕩器、S1、S2、S3、S4、S5、S6薄膜開關(guān)組成，經(jīng)過編程后的IC4單片機控制整個電氣系統(tǒng)的工作。
顯示電路25由液晶顯示模塊、單片機的P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口、W3電位器組成，它顯示的數(shù)顯推拉力計的檢測值及工作模式。
預(yù)置報警電路26由V5三極管、LED發(fā)光二極管、B蜂嗚器、單片機的P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口、液晶顯示模塊的BZ、BZ\、電阻R24組成，當(dāng)檢測的扭矩值等于預(yù)置扭矩值時，聲光報警。
設(shè)定(預(yù)置)電路27由設(shè)定鍵(S1)、選擇鍵(S2)、單片機的P1.2(I/O)口、P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口、P3.7(I/O)口、液晶顯示模塊組成，在預(yù)置工作模式下和預(yù)置位提示下，按壓選擇鍵(S2)，先選擇預(yù)置位，再按壓設(shè)定鍵(S1)，使液晶顯示模塊的顯示值為所要檢測的扭矩值，即設(shè)定(預(yù)置)好要檢測的扭矩值。
欠壓報警電路28由IC1-1運算放大器、單片機的P1.5(I/O)口、V2三極管、R14、R15、R16、R*電阻組成，當(dāng)電池工作電壓低于3V時，為保證扭矩扳手檢測的準(zhǔn)確度，進行欠壓報警。
單位轉(zhuǎn)換電路29由單位鍵(S3)、液晶顯示模塊、單片機的P1.3(I/O)口、P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口組成，根據(jù)測量要求，按壓單位鍵(S3)，測量單位即可自動轉(zhuǎn)換(N.、Ibf、Kg等)。
模式(測量)轉(zhuǎn)換電路30由模式鍵(S4)、液晶顯示模塊、單片機的P1.4(I/O)口、P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口組成，按壓模式鍵(S4)，可選擇峰值保持、示值跟蹤、測量預(yù)置三種工作模式。
自動清“零”電路31由復(fù)位/開鍵(S5)、液晶顯示模塊、單片機的復(fù)位口(RES)、P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口組成，按壓復(fù)位/開鍵(S5)，可自動清“零”，消除測量誤差。
電源變換及穩(wěn)壓電路32由V3三極管、V4三極管、V6二極管、V2二極管、R24、R11、R12電阻器、C10電容器、單片機的P3.5(I/O)口組成，它把供電電壓由+4.8V～+6V變成穩(wěn)定的+4.6V供電路工作。
打印接口電路33由打印鍵(S6)與打印接口組成，可與計算機RS232接口連接，顯示、打印數(shù)顯推拉力計的檢測值及有關(guān)資料。
權(quán)利要求1.一種數(shù)顯推拉力計，它包括測量頭、橋式檢測電路、電子組件、開關(guān)面膜板和殼體，其特征在于與測量頭(1)連接的應(yīng)變機構(gòu)是由連接軸(2)、連接座(3)、彈性體(4)、固定座(5)、A/D轉(zhuǎn)換器(23)依次連接組成，形狀為“S”形。
2.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)顯推拉力計，其特征在于所述的彈性體(4)采用的是雙孔雙梁設(shè)計結(jié)構(gòu)，即在彈性體(4)的兩側(cè)銑有兩個對稱平面，平面上各貼有兩片電阻應(yīng)變計(6)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種數(shù)顯推拉力計，其特征在于所述的A/D轉(zhuǎn)換器是由IC1-2、IC2-1運算放大器、V1三極管、IC4單片機的P3.1(I/O)口、P3.2(I/O)口、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10電阻器、C4、C5、電容器組成。
專利摘要本實用新型數(shù)顯推拉力計，它涉及一種測力儀表，是由測量頭、應(yīng)變機構(gòu)、橋式檢測電路、電子組件、開關(guān)面膜板和殼體組成。所述的應(yīng)變機構(gòu)是由連接軸2、連接座3、彈性體4、固定座5依次連接組成，形狀為“S”形；所述的彈性體4采用的是雙孔雙梁設(shè)計結(jié)構(gòu)；所述的A/D轉(zhuǎn)換器為雙積分式。本實用新型體積小、系統(tǒng)電路變得簡單，而且測量精度高。
文檔編號G01L1/22GK2586148SQ0226203
公開日2003年11月12日 申請日期2002年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者葉明 , 王更生, 范衛(wèi)武, 牛樹人 申請人:國營東方儀器廠