[發明專利]一種高精度測厚儀

無效

• 申請號: 201110300752.6
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN102506687A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 鄭恩讓;李明勇;張玲;靳亞麗
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于輕工業制造領域，涉及一種測厚儀，尤其是一種適用于輕工行業皮革、塑料、紙張等厚度測量的高精度測厚儀。

背景技術

近年來，隨著輕工行業生產技術和手段的不斷提高，對皮革、玻璃、紙張、塑料等在生產中有關參數(比如厚度)的測量提出了更高的要求。目前我國輕工行業對于厚度的測量仍然采用的是傳統的指針式測厚儀，然而這種測厚儀采用指針式表頭，通過測量感應電動勢的大小，來反映被測物的厚度，這種裝置測量精度不高、人工誤差較大等缺點十分突出，雖然市面上也出現了一些數字式厚度測定儀，但是這些厚度測定儀也存在位移傳感器采用不合理、精度不高、只能測量單一物品等缺點。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種高精度測厚儀，這種測厚儀采用微處理器為處理核心，配合壓力傳感器，通過結構上的優化，使其不但具有測量精度高、使用方便等優點，而且能夠適合測量多種物品厚度。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

這種高精度測厚儀，包括微處理器以及連接于微處理器上的顯示模塊和鍵盤，還包括有差動變壓器式位移傳感器、步進電機和壓力傳感器，所述差動變壓器式位移傳感器的差動變壓器副邊依次通過采樣電路、放大電路和A/D轉換電路連接到微處理器上，所述步進電機的控制端與微處理器連接，步進電機的輸出軸通過嚙合裝置與差動變壓器式位移傳感器的鐵芯的上端連接，所述壓力傳感器設于鐵芯的下端，壓力傳感器通過A/D轉換電路與微處理器連接；所述的控制信號采樣端子連接到微處理器上。

上述鐵芯的下端設有一倒扣的凹字形連接器，所述壓力傳感器設于連接器內，壓力傳感器的感壓觸頭向下伸出一連接桿，所述連接桿的下端設有一水平接觸面，水平接觸面的正下方還有一水平設置的側厚臺。

上述微處理器采用Atmegal6單片機。

本發明具有以下有益效果：

本發明采用高精度差動變壓器式位移傳感器(精度可達1μm，普通數字式測厚儀僅為10-100μm)，可以通過鍵盤按照國家標準設定被測物體單位面積的受力大小，適用于不同物品的測量。微處理器通過檢測壓力傳感器和和鍵盤設定值之間的差值，通過PID控制算法計算出相應的控制量，控制步進電機帶動鐵芯運動，而實現了從單一測量到復合測量、低精度測量到高精度測量、豎直測量到任意位置測量的跨越。

附圖說明

圖1是本發明的工作原理結構框圖；

圖2是本發明的測量部分機械圖；

圖3是本發明的傳感器受力圖；

圖4是差動式位移傳感器的結構等效圖；

圖5是差動變壓器的輸出特性曲線。

其中：1為步進電機；2為嚙合裝置；3為差動變壓器式位移傳感器；4為壓力傳感器；5為連接桿；6為側厚臺；7為水平接觸面；8為連接器；9為引導桿。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作進一步詳細說明。

參見圖1，本發明的高精度測厚儀，主要包含有微處理器、顯示模塊、鍵盤、差動變壓器式位移傳感器3、步進電機1和壓力傳感器4。它們之間的連接關系是：差動變壓器式位移傳感器3的差動變壓器副邊依次通過采樣電路、放大電路和A/D轉換電路連接到微處理器上，步進電機1的控制端與微處理器連接。如圖2，步進電機1的輸出軸通過嚙合裝置2與差動變壓器式位移傳感器3的鐵芯a的上端連接，嚙合裝置2可以由齒輪和齒條實現，嚙合裝置2具體包括一齒輪和一引導桿9，齒輪設于步進電機1的輸出軸上，其與引導桿9上設置的條形齒嚙合，引導桿9下端與鐵芯a的上端固定連接，步進電機1轉動從而驅動引導桿9上下垂直移動，從而使鐵芯a在線圈內上下移動。壓力傳感器4設于鐵芯a的下端，壓力傳感器4的信號輸出端通過A/D轉換電路與微處理器連接，所述采樣電路的驅動信號端還連接到微處理器上。

參見圖2，鐵芯a的下端設有一倒扣的凹字形連接器8，壓力傳感器4設于連接器8內，壓力傳感器4的感壓觸頭向下伸出一連接桿5，該連接桿5的下端設有一水平接觸面7，其正下方還有一水平設置的側厚臺6。

在本發明的最優方案中，微處理器(以下統稱MCU)采用Atmegal6單片機來實現。

以下詳細介紹本發明的主要部件-差動變壓器式位移傳感器3的工作原理：