金屬薄板電導(dǎo)率智能測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及材料電導(dǎo)率測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及金屬薄板電導(dǎo)率智能 測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，建設(shè)與制造行業(yè)的不斷進(jìn)步，社會(huì)對(duì)于各種材料 物理性質(zhì)的要求也在不斷地提尚。材料導(dǎo)電效率的尚低在生廣制造業(yè)以及各種與電有關(guān) 的行業(yè)中是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，這就對(duì)材料的選擇和應(yīng)用提出了新的要求。目前的測(cè)量 金屬薄板電導(dǎo)率主要方法均是人工手動(dòng)對(duì)材料進(jìn)行測(cè)量，操作過(guò)程比較麻煩且測(cè)量結(jié)果誤 差大，精度低，這就不可避免的對(duì)測(cè)量結(jié)果造成人為的影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果因人而異。現(xiàn)在 并沒(méi)有專業(yè)測(cè)量金屬薄板電導(dǎo)率的裝置，少數(shù)自動(dòng)測(cè)量金屬電導(dǎo)率裝置的應(yīng)用并不十分廣 泛，大部分自動(dòng)化測(cè)量裝置，例如便攜式數(shù)字渦流電導(dǎo)率儀，測(cè)量金屬薄板需要對(duì)金屬薄板 進(jìn)行復(fù)雜的加工并且側(cè)測(cè)量范圍限定為非鐵磁性金屬。隨著電的進(jìn)一步應(yīng)用和普及，社會(huì) 對(duì)材料電導(dǎo)率測(cè)量裝置的精度要求不斷提高，并且希望設(shè)計(jì)一種測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化的裝置。 因此對(duì)金屬薄板電導(dǎo)率智能測(cè)量裝置有著迫切的需求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 針對(duì)現(xiàn)有裝置的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種金屬薄板電導(dǎo) 率智能測(cè)量系統(tǒng)。該測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行控制，使用靈活，可使四探針在滿足測(cè)量的條 件下在待測(cè)金屬薄板上任意移動(dòng)無(wú)死角，并且可通過(guò)多次測(cè)量法求平均值，提高測(cè)量精度， 減少測(cè)量誤差，實(shí)現(xiàn)智能準(zhǔn)確測(cè)量。
[0004] 本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種金屬薄板電導(dǎo)率智 能測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)包括探針機(jī)構(gòu)、紅外線測(cè)量機(jī)構(gòu)、電機(jī)控制機(jī)構(gòu)、外電路機(jī)構(gòu)、單片 機(jī)控制機(jī)構(gòu)和顯示機(jī)構(gòu)，所述的探針機(jī)構(gòu)分別與電機(jī)控制機(jī)構(gòu)、外電路機(jī)構(gòu)相連，電機(jī)控制 機(jī)構(gòu)控制探針機(jī)構(gòu)的位置，探針機(jī)構(gòu)垂直固定在紅外線測(cè)量機(jī)構(gòu)上方，外電路機(jī)構(gòu)與單片 機(jī)控制機(jī)構(gòu)相連，紅外線測(cè)量機(jī)構(gòu)與單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)相連，電機(jī)控制機(jī)構(gòu)與單片機(jī)控制機(jī) 構(gòu)相連，單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)又與顯示機(jī)構(gòu)相連；
[0005] 所述紅外線測(cè)量機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)紅外線接收裝置、兩個(gè)紅外線發(fā)生裝置和測(cè)量平 臺(tái)；其中測(cè)量平臺(tái)有四邊，紅外線接收裝置與紅外線發(fā)生裝置成對(duì)安裝在測(cè)量平臺(tái)的四邊， 且成對(duì)安裝的紅外線接收裝置與紅外線發(fā)生裝置始終以相同的速度同向移動(dòng)；
[0006] 所述探針機(jī)構(gòu)包括四個(gè)探針，四個(gè)探針?lè)謩e被電機(jī)控制機(jī)構(gòu)垂直固定在紅外線測(cè) 量機(jī)構(gòu)的測(cè)量平臺(tái)上方，四個(gè)探針同時(shí)通過(guò)導(dǎo)線分別與外電路機(jī)構(gòu)相連；
[0007] 所述電機(jī)控制機(jī)構(gòu)包括十二個(gè)電動(dòng)機(jī)、主軸、四個(gè)固定鎖和四個(gè)機(jī)械連接軸，四個(gè) 機(jī)械連接軸通過(guò)相應(yīng)的固定鎖自上至下依次固定在主軸上；每個(gè)機(jī)械連接軸均包括圓形 鎖、第一連接桿、第一蝸輪蝸桿、第二蝸輪蝸桿、第二連接桿和第三連接桿，所述第一連接桿 一端與固定鎖連接；第一連接桿的另一端通過(guò)圓形鎖與第二連接桿連接，通過(guò)第一蝸輪蝸 桿將第二連接桿和第三連接桿連接，通過(guò)第二蝸輪蝸桿將第三連接桿和探針連接，第一蝸 輪蝸桿、第二蝸輪蝸桿、第二連接桿和第三連接桿構(gòu)成機(jī)械連接手臂；每個(gè)機(jī)械連接軸的圓 形鎖、第一蝸輪蝸桿和第二蝸輪蝸桿處均安裝一個(gè)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)控制相應(yīng) 電動(dòng)機(jī)的開(kāi)關(guān)；
[0008] 所述外電路機(jī)構(gòu)包括電壓源、電流表、滑動(dòng)變阻器、電阻器、電壓表和兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn) 換器；電阻器、電流表、滑動(dòng)變阻器與電壓源串聯(lián)，電壓表與其中的兩個(gè)探針連接，剩下的兩 個(gè)探針串聯(lián)接入滑動(dòng)變阻器組成的電路中；一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與電阻器并聯(lián)，用以將電流量 引出轉(zhuǎn)換成數(shù)字量存入單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)；另一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與電壓表并聯(lián)，用于將電壓量 引出轉(zhuǎn)換成數(shù)字量與單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)連接。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有的人工手動(dòng)操作測(cè)量的誤差大和精度低 的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了智能化自動(dòng)測(cè)量，具有顯著的進(jìn)步性，具體體現(xiàn)在以下方面：
[0010] (1)紅外線測(cè)量機(jī)構(gòu)檢測(cè)探針位置完全自動(dòng)控制，紅外線接收裝置和紅外線發(fā)生 裝置同向同時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)的計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，當(dāng)紅外線接收裝置接 收不到紅外線信號(hào)時(shí)，單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)計(jì)時(shí)器停止，由此可以準(zhǔn)確得到探針在測(cè)量平臺(tái)上 的位置，測(cè)量精度高。
[0011] (2)電機(jī)控制機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)控制使四個(gè)探針在測(cè)量條件允許時(shí)在待測(cè)金屬薄板上 任意移動(dòng)無(wú)死角，并且單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)可以自動(dòng)檢測(cè)探針位置是否滿足測(cè)量條件，減少出 錯(cuò)概率，提高測(cè)量精度。
[0012] (3)顯示機(jī)構(gòu)采用數(shù)碼管可直觀顯示待測(cè)金屬薄板的電導(dǎo)率。
[0013] (4)本實(shí)用新型不僅可以測(cè)量金屬薄板電導(dǎo)率，而且可以測(cè)量各種平行四邊形薄 板導(dǎo)體以及半導(dǎo)體電導(dǎo)率。
[0014] (5)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)試過(guò)程方便，成本較低，所用的元器件均可輕易得到， 且在測(cè)量過(guò)程中不會(huì)對(duì)金屬薄板造成任何損壞。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型金屬薄板電導(dǎo)率智能測(cè)量系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0016] 圖2為本實(shí)用新型金屬薄板電導(dǎo)率智能測(cè)量系統(tǒng)的電機(jī)控制機(jī)構(gòu)和紅外線測(cè)量 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型金屬薄板電導(dǎo)率智能測(cè)量系統(tǒng)電機(jī)控制機(jī)構(gòu)的主軸、機(jī)械連接 軸的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型金屬薄板電導(dǎo)率智能測(cè)量系統(tǒng)的外電路機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖中，1-探針機(jī)構(gòu)、2-紅外線測(cè)量機(jī)構(gòu)、3-電機(jī)控制機(jī)構(gòu)、4-外電路機(jī)構(gòu)、5-單片 機(jī)控制機(jī)構(gòu)、6-顯示機(jī)構(gòu)、11-探針、21-紅外線接收裝置、22-紅外線發(fā)生裝置、23-測(cè)量平 臺(tái)、31-主軸、32-固定鎖、33-機(jī)械連接軸、331-圓形鎖、332-第一蝸輪蝸桿、333-第二蝸輪 蝸桿、334-第一連接桿、335-第二連接桿、336-第三連接桿。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021] 本實(shí)用新型金屬薄板電導(dǎo)率智能測(cè)量系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱測(cè)量系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1)包括探 針機(jī)構(gòu)1、紅外線測(cè)量機(jī)構(gòu)2、電機(jī)控制機(jī)構(gòu)3、外電路機(jī)構(gòu)4、單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)5和顯示機(jī)構(gòu) 6,所述的探針機(jī)構(gòu)1分別與電機(jī)控制機(jī)構(gòu)3、外電路機(jī)構(gòu)4相連，電機(jī)控制機(jī)構(gòu)3控制探針 機(jī)構(gòu)1的位置，探針機(jī)構(gòu)1垂直固定在紅外線測(cè)量機(jī)構(gòu)2上方，外電路機(jī)構(gòu)4與單片機(jī)控制 機(jī)構(gòu)5相連，紅外線測(cè)量機(jī)構(gòu)2與單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)5相連，電機(jī)控制機(jī)構(gòu)3與單片機(jī)控制機(jī) 構(gòu)5相連，單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)5又與顯示機(jī)構(gòu)6相連；
[0022] 所述紅外線測(cè)量機(jī)構(gòu)2包括兩個(gè)紅外線接收裝置21、兩個(gè)紅外線發(fā)生裝置22和測(cè) 量平臺(tái)23 ;其中測(cè)量平臺(tái)23有四邊，紅外線接收裝置21與紅外線發(fā)生裝置22成對(duì)安裝在 測(cè)量平臺(tái)的四邊，且成對(duì)安裝的紅外線接收裝置21與紅外線發(fā)生裝置22始終以相同的速 度同向移動(dòng)；
[0023] 所述探針機(jī)構(gòu)1包括四個(gè)探針11，四個(gè)探針?lè)謩e被電機(jī)控制機(jī)構(gòu)3垂直固定在紅 外線測(cè)量機(jī)構(gòu)2的測(cè)量平臺(tái)上方，四個(gè)探針同時(shí)通過(guò)導(dǎo)線分別與外電路機(jī)構(gòu)4相連；
[0024] 所述電機(jī)控制機(jī)構(gòu)3包括十二個(gè)電動(dòng)機(jī)（圖中未標(biāo)出）、主軸31、四個(gè)固定鎖32 和四個(gè)機(jī)械連接軸33,四個(gè)機(jī)械連接軸33通過(guò)相應(yīng)的固定鎖32自上至下依次固定在主軸 31上；每個(gè)機(jī)械連接軸33均包括圓形鎖331、第一連接桿334、第一蝸輪蝸桿332、第二蝸輪 蝸桿333、第二連接桿335和第三連接桿336,所述第一連接桿334 -端與固定鎖32連接； 第一連接桿334的另一端通過(guò)圓形鎖331與第二連接桿335連接，通過(guò)第一蝸輪蝸桿332 將第二連接桿335和第三連接桿336連接，通過(guò)第二蝸輪蝸桿333將第三連接桿336和探 針11連接，第一蝸輪蝸桿332、第二蝸輪蝸桿333、第二連接桿335和第三連接桿336構(gòu)成 機(jī)械連接手臂；每個(gè)機(jī)械連接軸的圓形鎖331、第一蝸輪蝸桿332和第二蝸輪蝸桿333處均 安裝一個(gè)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)5控制相應(yīng)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)關(guān)；
[0025] 所述外電路機(jī)構(gòu)包括電壓源U、電流表、滑動(dòng)變阻器、電阻器、電壓表和兩個(gè)模數(shù) 轉(zhuǎn)換器；電阻器、電流表、滑動(dòng)變阻器與電壓源U串聯(lián)，電壓表與其中的兩個(gè)探針連接，剩下 的兩個(gè)探針串聯(lián)接入滑動(dòng)變阻器組成的電路中；一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與外電路機(jī)構(gòu)的電阻器并 聯(lián)，用以將電流量引出轉(zhuǎn)換成數(shù)字量存入單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)；另一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器與電壓表并 聯(lián)，用于將電壓量引出轉(zhuǎn)換成數(shù)字量與單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)連接。
[0026] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征在于所述顯示機(jī)構(gòu)6采用數(shù)碼管。
[0027] 本實(shí)用新型金屬薄板電導(dǎo)率智能測(cè)量系統(tǒng)的具體工作流程及原理是：待測(cè)金屬薄 板放置在測(cè)量平臺(tái)23上，測(cè)量系統(tǒng)初始化時(shí)探針11距待測(cè)金屬薄板有一定距離，以免探針 11移動(dòng)滑損金屬薄板。測(cè)量平臺(tái)23上兩對(duì)紅外線接收裝置21與紅外線發(fā)生裝置22在起 點(diǎn)處準(zhǔn)備運(yùn)行。
[0028] 紅外線發(fā)生裝置22與紅外線接收裝置21從測(cè)量平臺(tái)23對(duì)邊的始端開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng) 沒(méi)有檢測(cè)到探針時(shí)，紅外線接收裝置21可以接收到紅外線發(fā)生裝置22的紅外信號(hào)，直到檢 測(cè)到探針，紅外線接收裝置21接收不到紅外線發(fā)生裝置22的紅外信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)控制機(jī) 構(gòu)5記錄紅外線發(fā)生裝置22或者紅外線接收裝置21走過(guò)的距離；兩對(duì)紅外線接收裝置21 與紅外線發(fā)生裝置22繼續(xù)移動(dòng)直到測(cè)量平臺(tái)23的邊緣。測(cè)量平臺(tái)的另外兩邊采用同樣的 方法檢測(cè)到探針11位置，從而定位探針11在測(cè)量平臺(tái)23上的位置。