手持式测试仪制造技术

一种手持式测试仪，包括通过数据线和信号线依次连接的电源电路、光控电路、光纤传感器、放大电路、滤波电路、采样保持电路、A/D转换电路、及单片机，当用户通过键盘选择需要测试的待测物体的表面粗糙度参数后，光纤传感器将测得的表面粗糙度值转换成模拟电信号，电信号经过放大和滤波电路，然后将模拟电信号转换成数字信号送入到单片机。单片机对输入的数字信号进行处理计算，得到待测物体的表面粗糙度值，并将计算结果通过LED显示器显示出来。该手持测试仪可手持拿到加工现场边充电边对工件进行单个或批次的检测计量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及测试仪，特别是一种手持式测试仪。
技术介绍
表面粗糙度是由切削过程中刀具在工件表面上留下的刀痕而产生的。它是机械零件的一个主要几何精度指标，对零件的性能会产生重要的影响。零件表面粗糙度直接影响零件的配合性质、疲劳强度、耐磨性、抗腐蚀性以及密封性等。传统的测量方法有比较法、针描法、光切法、干涉法和印模法等多种，主要是使用样板、电动轮廓仪、光切显微镜、干涉显微镜等多种工具和计量仪器。除样板比较法外，其它各种测量方法都需在计量室内由专业人员进行测量操作，这很不利于工件加工过程中的现场实时检测和操作。因此现在还只能留用在原来的样板评定方式，当有争议发生时，再通过计量部门的专业计量来判定表面粗糙度的具体数值，因此，给实际工作带来诸多不便。
技术实现思路
鉴于以上内容，本技术提出一种手持式测试仪，采用单片机和光纤传感器相结合的方式实现零件表面粗糙度的测试，并采用锂电池供电，可手持测试仪拿到加工现场边充电边对工件进行单个或批次的检测计量。所述手持式测试仪包括电源电路、光控电路、光纤传感器、放大电路、滤波电路、采样保持电路、A/D转换电路、及单片机，所述电源电路的输出端与光控电路的输入端连接，所述光控电路的输出端与光纤传感器的输入端连接，所述光纤传感器的输出端与放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与采样保持电路的输入端连接，所述采样保持电路的输出端与A/D转换电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输出端与单片机连接；所述光纤传感器包括光源、发送光纤、探头、接收光纤、及光探测器，所述光源的第一端与光控电路连接、第二端与发送光纤的第一端连接，所述发送光纤的第二端与探头连接，所述接收光纤的第一端与探头连接、第二端与光探测器的第一端连接，所述光探测器的第二端与放大电路连接。进一步地，所述电源电路用于提供电源电压至所述光控电路，所述光纤传感器的光源在所述光控电路的控制下发出光，所述发送光纤用于将光源发出的光通过探头射向待测物体的表面，所述接收光纤用于通过探头收集待测物体表面的反射光，并将收集的反射光传送到光探测器，所述光探测器用于将该反射光转换成电信号输出至所述放大电路；所述放大电路用于对该电信号进行放大处理后，将放大处理后的电信号传输至所述滤波电路进行滤波处理，所述滤波电路用于将滤波处理后的电信号传输至采样保持电路进行采样，所述采样保持电路用于将采样后的电信号进行保持并传输至所述A/D转换电路进行处理，所述A/D转换电路用于将采样后的电信号转换成数字信号并传输至所述单片机；所述单片机根据预先选择的表面粗糙度参数对应的数据处理模块对该数字信号进行处理，获取待测物体的表面粗糙度值，并将该待测物体的表面粗糙度值显示在与单片机连接的显示器上。进一步地，所述单片机根据预先设定的光纤传感器的输出信号与表面粗糙度值之间的函数关系式，获取待测物体的表面粗糙度值。进一步地，所述光纤传感器用于获取探头位移与光探测器输出信号之间的关系曲线，所述关系曲线的最大值作为光纤传感器的输出信号。进一步地，所述表面粗糙度参数包括微观不平度、轮廓最大高度、及轮廓算术平均偏差。进一步地，所述单片机还用于当多次测试结束后，计算出待测物体表面粗糙度的算术平均偏差值。进一步地，所述单片机还连接有存储器，该存储器用于存储待测物体的表面粗糙度值。进一步地，所述单片机还连接有键盘，所述键盘用于输入待测物体的表面粗糙度参数和加工表面。进一步地，所述单片机还连接有打印机和USB接口，所述打印机用于打印待测物体的表面粗糙度值，所述USB接口用于当批量测试结束后，将单片机的计算结果导入到计算机中。进一步地，所述光纤传感器采用半导体发光二极管作为光源，并采用脉冲频率调制驱动电路。相较于现有技术，本技术设计的手持式测试仪，采用单片机和光纤传感器相结合的方式实现零件表面粗糙度的测试，并采用锂电池供电，可手持测试仪拿到加工现场边充电边对工件进行单个或批次的检测计量。本技术实现了零件表面粗糙度测试仪的便携式，并且结构简单，便于携带，测量精度高，操作方便直观，可在加工现场对工件进行单个或批次的检测计量。附图说明图1是本技术中的手持式测试仪的结构框图；图2A是图1中所示光纤传感器的工作原理图；图2B是图1中所示光纤传感器的探头位移与光纤传感器的光探测器输出的电信号之间的关系曲线图；图3是图1中所示光纤传感器的光源驱动电路图；图4是图1中所示光纤传感器的光探测器的电路图；图5是图1中所示单片机的外围扩展电路图；图6是本技术手持式零件表面粗糙度测试系统的模块图。具体实施方式参阅图1所示，是本技术手持式测试仪的结构框图。在本实施方式中，所述手持式测试仪2包括，但不限于，通过数据线和信号线依次连接的电源电路21、光控电路22、光纤传感器23、放大电路24、滤波电路25、采样保持电路26、A/D（Analog/Digital，模拟/数字）转换电路27、及单片机28。其中，所述电源电路21的输出端与光控电路22的输入端连接，所述光控电路22的输出端与光纤传感器23的输入端连接，所述光纤传感器23的输出端与放大电路24的输入端连接，所述放大电路24的输出端与滤波电路25的输入端连接，所述滤波电路25的输出端与采样保持电路26的输入端连接，所述采样保持电路26的输出端与A/D转换电路27的输入端连接，所述A/D转换电路27的输出端与单片机28连接。进一步地，所述单片机28与多个外部设备和外部接口连接，所述外部设备和外部接口包括，但不限于，显示器、存储器（如静态随机存储器）、键盘、打印机、和USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口等。例如，所述键盘用于选择需要测试的表面粗糙度参数。所述表面粗糙度参数包括，但不限于，微观不平度Rz，轮廓最大高度Ry，轮廓算术平均偏差Rα等。在本实施方式中，所述光纤传感器23为光纤位移传感器，所述光纤传感器23包括，但不限于，光源231、发送光纤232、探头233、接收光纤234、及光探测器235。其中，所述光源231的第一端与光控电路22连接、第二端与发送光纤232的第一端连接，所述发送光纤232的第二端与探头233连接，所述接收光纤234的第一端与探头233连接、第二端与光探测器235的第一端连接，所述光探测器235的第二端与放大电路24连接。以下结合图2A至图6进一步对上述各电路和元件进行具体描述。所述电源电路21为各电路和模块提供电压，例如，所述电源电路21为光控电路22提供电压。所述光纤传感器23的光源231在光控电路22的控制下发出光，光源231发出的光经发送光纤232和探头233射向待测物体4的表面(反射面)，接收光纤234通过探头233收集待测物体4表面的反射光，并将收集的反射光传送到光探测器235，光探测器235将该反射光转换成电信号输出至放大电路24。所述放大电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持式测试仪，其特征在于，该手持式测试仪包括电源电路、光控电路、光纤传感器、放大电路、滤波电路、采样保持电路、A/D转换电路、及单片机，所述电源电路的输出端与光控电路的输入端连接，所述光控电路的输出端与光纤传感器的输入端连接，所述光纤传感器的输出端与放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与采样保持电路的输入端连接，所述采样保持电路的输出端与A/D转换电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输出端与单片机连接；及 所述光纤传感器包括光源、发送光纤、探头、接收光纤、及光探测器，所述光源的第一端与光控电路连接、第二端与发送光纤的第一端连接，所述发送光纤的第二端与探头连接，所述接收光纤的第一端与探头连接、第二端与光探测器的第一端连接，所述光探测器的第二端与放大电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种手持式测试仪，其特征在于，该手持式测试仪包括电源电路、光控电路、光纤传感器、放大电路、滤波电路、采样保持电路、A/D转换电路、及单片机，所述电源电路的输出端与光控电路的输入端连接，所述光控电路的输出端与光纤传感器的输入端连接，所述光纤传感器的输出端与放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与采样保持电路的输入端连接，所述采样保持电路的输出端与A/D转换电路的输入端连接，所述A/D转换电路的输出端与单片机连接；及 
所述光纤传感器包括光源、发送光纤、探头、接收光纤、及光探测器，所述光源的第一端与光控电路连接、第二端与发送光纤的第一端连接，所述发送光纤的第二端与探头连接，所述接收光纤的第一端与探头连接、第二端与光探测器的第一端连接，所述光探测器的第二端与放大电路连接。 
2.根据权利要求1所述的手持式测试仪，其特征在于： 
所述电源电路用于提供电源电压至所述光控电路，所述光纤传感器的光源在所述光控电路的控制下发出光，所述发送光纤用于将光源发出的光通过探头射向待测物体的表面，所述接收光纤用于通过探头收集待测物体表面的反射光，并将收集的反射光传送到光探测器，所述光探测器用于将该反射光转换成电信号输出至所述放大电路； 

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，罗永华，
申请(专利权)人：深圳怡化电脑股份有限公司，深圳市怡化时代科技有限公司，深圳市怡化金融智能研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44