一种手持式粗糙度仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种手持式粗糙度仪，包括主控制器，主控制器连接有温湿度监测单元，还包括与主控制器耦接的显示单元、通信单元、信号调理单元和压电传感器，信号调理电路包括电连接的电荷放大电路、反相放大器、二阶无源高通滤波器、二阶有源低通滤波器和电压跟随器；湿度漂移降低50%；测值重复性在5%以内；采用无线通信模块，用于无线打印和无线同步操控，无线打印实现结果的实时报告输出，不会对粗糙度仪和工件的接触状态造成影响。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种表面粗糙度测试装置，具体地说，涉及一种手持式粗糙度仪，属于质量控制

技术介绍
表面粗糙度是评价机械工件表面的加工质量、表面性能的重要指标。触针式粗糙度仪是现在应用最为普遍、技术最成熟的表面粗糙度仪，而触针式粗糙度仪根据换能器的不同又分为压电式粗糙度仪和电感式粗糙度仪。压电式粗糙仪的测试精度比电感式粗糙度仪要低，但由于其结构简单、成本较低(约为电感式粗糙度仪的一半)，得到广泛的应用。压电原理粗糙度检测仪的基本原理是:在电机驱动下，传感器的触针滑过工件表面，引起触针的上下起伏，通过杠杆引起压电晶体的形变、转变为电信号。这个电信号经过调理之后送入微处理器/微控制器进行数据处理，结果输出。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下不足，现有的压电式粗糙度仪的主要问题是:(1)受湿度影响比较大，湿度漂移较大；(2)显示内容少，亮度低，不便于识读；(3)测值重复性差，最大达到15%。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种手持式粗糙度仪，克服现有技术中粗糙度仪湿度漂移较大、不便于识读和测值重复性比较高的缺陷，采用该粗糙度仪，具有湿度漂移较小、清晰识读、测值重复性好的优点。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是:一种手持式粗糙度仪，包括主控制器，其特征在于，所述主控制器连接有温湿度监测单元。一种优化方案，所述温湿度监测单元包括湿度传感器U1，湿度传感器U1采用HTU21D。进一步地，所述温湿度监测单元还包括温度传感器U2，温度传感器U2采用DS18B20。进一步地，还包括与主控制器耦接的显示单元、通信单元、信号调理单元和压电传感器，主控制器采用MSP430F149IPM的微处理器。进一步地，通信单元位HC-05蓝牙模块，与打印机无线连接。进一步地，显示单元为有机发光显示器0LED。进一步地，信号调理电路包括电连接的电荷放大电路、反相放大器、二阶无源高通滤波器、二阶有源低通滤波器和电压跟随器。进一步地，电荷放大电路包括运算放大器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3，运算放大器U3的同相输入端接电阻R3的一端、压电传感器的输出端，运算放大器U3的反相输入端接运算放大器U3的输出端、电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电阻R3的另一端、电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，其功能是将压电传感器感应的电荷信号转化成为电压信号。进一步地，反相放大器包括运算放大器U4、电阻R4、电阻R5、可调电阻W，运算放大器U4的反相输入端接电阻R4的一端、可调电阻W的一端，电阻R4的另一端接运算放大器U4的输出端，可调电阻W的另一端接电荷放大电路的输出端，运算放大器U4的同相输入端经电阻R5接二阶无源高通滤波器，运算放大器U4的输出端接二阶无源高通滤波器、二阶有源低通滤波器。进一步地，二阶无源高通滤波器包括多路复用器U5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1和电容C2，多路复用器U5的型号为MAX4053，电容C1的一端接反相放大器的输出端，电容C1的另一端接电容C2的一端、电阻R6的一端、电阻R7的一端、电阻R8的一端，电容C2的另一端接电阻R9的一端、电阻R10的一端、电阻R11的一端、二阶有源低通滤波器电阻R6的另一端接多路复用器U5的12脚，电阻R7的另一端接多路复用器U5的13脚，电阻R8的另一端、电阻R9的另一端接多路复用器U5的4脚、14脚，电阻R10的另一端接多路复用器U5的3脚，电阻R11的另一端接多路复用器U5的5脚。二阶有源低通滤波器包括运算放大器U6、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C3和电容C4，电阻R12的一端接二阶无源高通滤波器的输出端，电阻R12的另一端接电阻R13的一端、电容C3的一端，电阻R13的另一端接电容C4的一端、运算放大器U6的同相输入端，电容C4的另一端接二阶无源高通滤波器和电阻R14的一端，电阻R14的另一端接电阻R15的一端、运算放大器U6的反相输入端，电阻R15的另一端接运算放大器U6的输出端、电容C3的另一端和电压跟随器的输入端。电压跟随器包括运算放大器U7、电阻R16和电容C5，电阻R16的一端接二阶有源低通滤波器的输出端，电阻R16的另一端接运算放大器U7的同相输入端、电容C5的一端，电容C5的另一端接地，运算放大器U7的反相输入端接输出端Signal_IN。本技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下优点:1、采用温湿度监控单元对结果进行补偿，湿度漂移降低50%。2、现有产品的测值重复性为15%，经过补偿之后的测值重复性在5%以内。3、采用有机发光显示器(0LED)作为显示部件，可以自发光，无论周围光线好坏，都能清晰识度。4、采用无线通信模块，用于无线打印和无线同步操控，无线打印实现结果的实时报告输出，由手机或者电脑向粗糙度仪发送键盘码，粗糙度仪响应这个键盘码，就如同按键一个效果；由于没有实际触碰仪器，不会对粗糙度仪和工件的接触状态造成影响。5、信号调理电路降低了信号源内阻，提高了信号的驱动能力。下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。【附图说明】附图1是本技术实施例中粗糙度仪的结构组成框图；附图2是本技术实施例中粗糙度仪的湿度补偿电路图；附图3是本技术实施例中粗糙度仪的温度补偿电路图；附图4是本技术实施例中调理电路的电路图。【具体实施方式】为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本技术的【具体实施方式】。实施例1，如图1、图2、图3所示，一种手持式粗糙度仪，包括主控制器和温湿度监测单元，温湿度监测单元包括湿度传感器U1和温度传感器U2，温度传感器U2采用Maxim公司的DS18B20，采用寄生电容供电，通信协议采用l_wire总线，湿度传感器U1采用数字化的HTU21D，这个芯片采用3.3V供电，SDA和SCL端子来自主控制器，主控制器和HTU21D之间采用I2C总线进行通信。主控制器采用MSP430F149IPM的微处理器。通过实验，记录温度和湿度常态下的曲线C1，以及温度升高5度、10度、15度、20度、25度、30度、40度时的曲线，以及湿度增加5%、10%、15%、20%、25%、35%,40%时的曲线，然后用这几条曲线计算压电传感器的温度变化系数kl和湿度变化系数k2o然后将kl和k2体现到粗糙度仪的表面粗糙度值的计算中即可将温度影响和湿度影响补偿掉。还包括与主控制器耦接的存储单元、显示单元、通信单元、转向单元、信号调理单元和压电传感器。存储单元采用SST25VF016B的存储器芯片。通信单元采用汇承公司的HC-05蓝牙模块，与打印机无线连接，用于无线打印和无线同步操控功能，无线打印实现结果的实时报告输出。显示单元采用有机发光显示器0LED，可以自发光，无论周围光线好坏，都能清晰识度。转向单元包括传动连接的微电机、丝杠、凸轮，推动压电传感器移动以对被测物进行测量，微电机米用FaulHarber的微电机+减速器。压电传感器位于仪器PC/ABS合金外壳的底部，平时不用的时候，传感器保护仓拨杆的位置在左侧，保护仓盖处于闭合状态。在测量之前，将保护仓拨杆向右拨动，打开仓盖，传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持式粗糙度仪，包括主控制器，其特征在于，所述主控制器耦接有温湿度监测单元、显示单元、通信单元、信号调理单元和压电传感器；通信单元位HC‑05蓝牙模块，可与打印机无线连接；显示单元为有机发光显示器OLED。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆德，尹建华，
申请(专利权)人：山东中科普锐检测技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37