[發明專利]一種用于里氏硬度計探頭識別和信號放大的電路

有效

• 申請號: 201410506623.6
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104280303B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 楊慶德;尹建華;孫學赟
• 申請（專利權）人: 山東中科普銳檢測技術有限公司
• 主分類號: G01N3/52
• 分類號: G01N3/52;H03F3/45;G05B19/042
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司37205
• 代理人: 李江

技術領域

本發明涉及機械電子電路領域，尤其涉及一種用于里氏硬度計探頭識別和信號放大的電路。

背景技術

隨著單片機技術的發展，1978?年瑞士人Leeb博士首次提出了一種全新的測量硬度方法，它的基本原理是具有一定質量的沖擊體在一定的試驗力作用下沖擊試樣表面，測量沖擊體距試樣表面1mm處的沖擊速度與回跳速度，里氏硬度值以沖擊體回跳速度與沖擊速度之比來表示，較硬的材料產生的反彈速度大于較軟者，

計算公式：HL=1000×(Vb/Va)

式中：?HL—里氏硬度值?????Vb—沖擊體回跳速度???????Va—沖擊體沖擊速度

對于里氏硬度計的傳感器（也叫沖擊裝置），利用電磁原理讓線圈感應出與速度成正比的電壓，只要測出感應電壓之比就能算出回跳速度與沖擊速度之比，也可得到里氏硬度值。

沖擊裝置有D，C，DL，DC，G等多種型號，為了區分不同的沖擊裝置，行業內約定，在沖擊裝置的內部加上一個識別電阻，其中D探頭的識別電阻是0?，DL探頭的識別電阻是無窮大，也就是開路，現在市面上存在的里氏硬度計，多數是對里氏硬度計沖擊裝置（探頭）輸出的電信號進行單端放大，單端放大的特點信號容易受到干擾，而在探頭識別的過程中也無法確認DL探頭插入和無探頭插入兩種狀態,這樣的話，里氏硬度計主機需要一直處于數據采集熱備狀態，即使在探頭未插入時也需要不斷地進行數據采集，這就增加了儀器的功耗。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術所存在的不足之處，提供一種用于里氏硬度計探頭識別和信號放大的電路，該電路將單端放大變為雙端放大，提高了電路的抗干擾能力，提升的抗干擾能力至6dB，測量精度高，誤差限在4HLD以下，能夠識別探頭插入和未插入的狀態，減小了儀器的待機功耗，每次使用功耗在6mA一下，可持續使用兩年。

本發明的技術解決方案是，提供如下一種用于里氏硬度計探頭識別和信號放大的電路，其特征是：包括儀表放大器U1A、電阻R1、電阻R2、傳感器SENSOR1、電容C3、電阻R3、儀表放大器U3、電容C6、電容C5、電阻R4、儀表放大器U2A、電容C1、電容C2、電阻R5、存儲器U4以及連接導線。

作為優選，一種用于里氏硬度計探頭識別和信號放大的電路，包括Signal端，所述Signal端后接有儀表放大器U1B的輸出端，所述儀表放大器U1B的輸出端通過導線與儀表放大器U1B的反向輸入端相連接，所述儀表放大器U1B的電源負極接地，所述儀表放大器U1B的電源正極接有電源AVcc。

作為優選，電源AVcc上還接有電容C1，電容C1后接地，電源AVcc上還接有電容C2，電容C2為有極性電容，電容C2的正極與電源AVcc相連接，電容C2后接地。

作為優選，儀表放大器U1B的同向輸入端接有型號為AD623BR的儀表放大器U3，并與儀表放大器U3的輸出端相連接，儀表放大器U3的電源負極接地。

作為優選，儀表放大器U3的電源正極接有AVcc電源，AVcc電源上還接有電容C5，電容C5后接地，電容C5上還并聯接有電容C6，電容C6為有極性電容，電容C6的正極與電源AVcc相連接，儀表放大器U3的1號腳和8號腳為儀表放大器的增益控制端，二者之間跨接一個增益控制電阻R4，5腳是輸出參考端。

作為優選，儀表放大器U3的同向輸入端和反向輸入端之間通過電容C3相連接，儀表放大器U3的反向輸入端上還接有電阻R3，電阻R3后接地，儀表放大器U3的同向輸入端為VREF端，VREF端后接有電阻R5，電阻R5后接有AVcc電源。

作為優選，VREF端后還接有型號為LM4041AIM3-1.2存儲器U4，并與存儲器U4的1號接線腳連接，存儲器U4的2號接線腳接地，存儲器U4的3號接線腳空置。

作為優選，傳感器SENSOR1上設有三個接線腳，其中傳感器SENSOR1上的3號接線腳與存儲器U4的1號接線腳相連接，傳感器SENSOR1上的2號接線腳與儀表放大器U3的反向輸入端相連接，傳感器SENSOR1上的1號接線腳上接有電阻R2，電阻R2后接地，傳感器SENSOR1上的1號接線腳上還接有儀表放大器U1A，并與儀表放大器U1A的同向輸入端相連接。

作為優選，儀表放大器U1A的電源正極和儀表放大器U1A的電源負極空置，儀表放大器U1A的反向輸入端上接有電阻R1，電阻R1后與儀表放大器U1A的輸出端相連接，儀表放大器U1A的輸出端為Detect_insert端。