CN102062591B - 基于单片机的径向综合误差测量仪 - Google Patents
基于单片机的径向综合误差测量仪 Download PDFInfo
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Abstract
基于单片机的径向综合误差测量仪，浮动滑座设置在底座上顶面的一端，浮动滑座的上端面设有立轴，立轴中部装有标准齿轮；线位移传感器固定装在浮动滑座上；底座上顶面的另一端设置有固定滑座，丝杠装在底座上部内，固定滑座的下端面设有丝母，丝母与丝杠相配合，固定滑座的上端面设有回转轴，回转轴中部装有被测齿轮；回转轴上端设有角度传感器；标准齿轮与被测齿轮相啮合。角度传感器和线位移传感器分别与锁存器和多路开关连接，多路开关与采样保持器相连接；采样保持器与模数转换器相连接，模数转换器的输出分别与单片机和锁存器的对应端连接，单片机的相关端脚与锁存器连接。
Description
技术领域
本发明涉及的是检测仪器，具体涉及的是通过单片机对线位移与角线位移传感器输送来的检测信号进行数据处理，并实现测量值的数字显示，检测精度高，操作便捷的基于单片机的径向综合误差测量仪。
背景技术
齿轮双面啮合综合检查仪，是按测量齿轮和被测量齿轮理论中心距调整好位置使双面啮合，通过被测齿轮的转动，实际中心距与理论中心距产生误差定义为径向综合误差，该类仪器测量精度不够，测量结果在千分表上读取，由于指针飘忽不定，读出的数值是估读值，不精确。该仪器的记录方法落后，记录的目的是根据记录曲线得出一齿径向综合误差，出于该仪器存在以上种种不足，设计了基于单片机的径向综合误差测量仪，应用各种传感器与电测技术，可以提高径向综合误差的测量精度，同时可以去除记录装置，实现一齿径向综合误差数字显示。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量精度高、测量项目全面的基于单片机的径向综合误差测量仪。
采用的技术方案是：
基于单片机的径向综合误差测量仪，包括标准单元、检测单元和信号处理单元，所述标准单元包括浮动滑座，标准齿轮、线位移传感器和刻线尺；所述的浮动滑座设置在底座上顶面的一端，浮动滑座下部的前端与刻线尺连接，刻线尺固定装设在底座的上边缘；浮动滑座的上端面设有立轴，立轴中部装设有标准齿轮；线位移传感器通过平头螺钉固定装设在浮动滑座上；
上述检测单元包括固定滑座和被测齿轮；底座上顶面的另一端设置有固定滑座，固定滑座的下部固定装设有一游标尺；上述丝杠装设在底座的上部内，固定滑座的下端面设有丝母，丝母与固定滑座固定连接，丝母与丝杠转动连接，固定滑座通过丝杠在底座的上面横向滑动，固定滑座的上端面设有回转轴，回转轴中部装设有被测齿轮；回转轴的上端设置有角度传感器，角度传感器与回转轴同轴安装；
上述信号处理单元包括模数转换器、锁存器、单片机、角度传感器和线位移传感器，角度传感器和线位移传感器通过导线分别与锁存器和多路开关连接，多路开关通过导线与采样保持器相连接；采样保持器通过导线与模数转换器相连接，模数转换器的输出分别通过导线与单片机和锁存器的对应端连接，单片机的相关端脚通过导线与锁存器连接。
上述标准齿轮与被测齿轮相啮合。
上述立轴和回转轴的中部分别设有立轴卡台和回转轴卡台，立轴卡台和回转轴卡台的上端面位于同一平面；标准齿轮和被测齿轮分别对应位于立轴卡台和回转轴卡台上。
上述线位移传感器和角度传感器通过导线与单片机的相应端脚连接。
上述的角度传感器和线位移传感器为市售成品件。
本发明的工作原理：
齿轮双面啮合综合检查仪，是按测量齿轮和被测量齿轮理论中心距调整好位置使双面啮合，通过被测齿轮的转动，实际中心距与理论中心距产生误差定义为径向综合误差。现在安装一个可测微小位移的传感器与位于浮动滑座上的平头螺钉连接；被测齿轮回转轴上安装一个角线位移传感器，仪器结构简图如图1所示。线位移传感器感受啮合齿轮中心距的变化量，角线位移传感器感受被测齿轮的转角变化。再把传感器的输出信号放大，经数模转换送入单片机。通过软件程序计算处理，求得径向综合误差和一齿径向综合误差，由数字显示器直接显示出来。
本发明的特点：
基于单片机的径向综合误差测量仪实现了径向综合误差和一齿径向综合误差的电测与数显，测量精度高。
目前齿轮双面啮合综合检查仪是我国大多数企业，特别是中小企业的重要测量设备，生产实际需要检测设备更新换代，提高测量效率和测量精度，大量购买新自动测量设备，价格昂贵。而通过运用本发明对现有设备进行技术改造，既可以提高测量效率和测量精度又可以降低成本节约资源。
应用这一发明可以为高校相关专业提供设计与创新的环节、更能改进或自制测量设备，为高校引进先进的设备和技术。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明电路连接框图。
具体实施方式
基于单片机的径向综合误差测量仪，包括底座13、标准单元、检测单元和信号处理单元，所述标准单元包括丝杠1、固定滑座2、浮动滑座10、刻线16、游标尺15和被测齿轮5。上述丝杠1装设在底座13的上部内，底座13上顶面的一端设置有固定滑座2，固定滑座2的下部固定装设有一游标尺15。固定滑座2的下端面设有丝母14，丝母14与固定滑座2固定连接，丝母14与丝杠1转动连接，固定滑座2通过丝杠1在底座13的上面横向滑动，固定滑座2的上端面设有回转轴3，回转轴3中部装设有被测齿轮5，标准齿轮7与被测齿轮5相啮合，回转轴3的上端设置有角度传感器6，角度传感器6与回转轴3同轴安装，保证同步转动。角度传感器6感受被测齿轮的转角变化。
上述检测单元包括浮动滑座10，标准齿轮7、线位移传感器11；所述的浮动滑座10设置在底座13上顶面的另一端，浮动滑座10与刻线尺连接，浮动滑座10的上端面设有立轴8，立轴8中部装设有标准齿轮7，标准齿轮7与被测齿轮5相啮合。线位移传感器11固定装设在浮动滑座10上，与其上的平头螺钉12连接，线位移传感器11能感受到标准齿轮7与被测齿轮5相啮合的齿轮中心距的变化，便将变化的信号传送到单片机。立轴8上设有立轴卡台9和回转轴3上设有回转轴卡台4的上端面位于同一平面，标准齿轮7和被测齿轮5分别对应位于立轴卡台9和回转轴卡台4上。
上述信号处理单元包括模数转换器、锁存器、单片机、角度传感器6和线位移传感器11，角度传感器6和线位移传感器11分别采用型号为JXW-1-12-C05E和差动传感器LVDT-1，角度传感器6和线位移传感器11通过导线分别对应与锁存器和多路开关连接，多路开关通过导线与采样保持器相连接；采样保持器通过导线与模数转换器相连接，模数转换器的输出通过导线与单片机的对应端连接，单片机的相关端脚通过导线与锁存器连接，显示器、LED、打印机分别通过导线与单片机的输出端脚连接。
软件部分包括零点校正、运行测量、数据显示、数据处理、数据转换和数据保存等六个子程序。
软件编程采用MCS-51汇编语言。
上述的角度传感器和线位移传感器为市售成品件。
Claims (4)
1.基于单片机的径向综合误差测量仪，包括标准单元、检测单元和信号处理单元，其特征在于：
所述标准单元包括浮动滑座(10)，标准齿轮(7)、线位移传感器(11)和刻线尺(16)；上述的浮动滑座(10)设置在底座(13)上顶面的一端，浮动滑座(10)下部的前端与刻线尺(16)连接，刻线尺(16)固定在底座(13)的上边缘；浮动滑座(10)的上端面设有立轴(8)，立轴(8)中部装设有标准齿轮(7)；线位移传感器(11)通过平头螺钉(12)固定装设在浮动滑座(10)上；
上述检测单元包括固定滑座(2)和被测齿轮(5)；底座(13)上顶面的另一端设置有固定滑座(2)，固定滑座(2)的下部固定装设有一游标尺(15)；底座(13)的上部内装设有丝杠(1)，固定滑座(2)的下端面设有丝母(14)，丝母(14)与固定滑座(2)固定连接，丝母(14)与丝杠(1)转动连接，固定滑座(2)通过丝杠(1)在底座(13)的上面横向滑动，固定滑座(2)的上端面设有回转轴(3)，回转轴(3)中部装设有被测齿轮(5)；回转轴(3)的上端设置有角度传感器(6)，角度传感器(6)与回转轴(3)同轴安装；
上述信号处理单元包括模数转换器、锁存器、单片机、角度传感器(6)和线位移传感器(11)，角度传感器(6)和线位移传感器(11)通过导线分别与锁存器和多路开关连接，多路开关通过导线与采样保持器相连接；采样保持器通过导线与模数转换器相连接，模数转换器的输出分别通过导线与单片机和锁存器的对应端连接，单片机的相关端脚通过导线与锁存器连接。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的径向综合误差测量仪，其特征在于：上述标准齿轮(7)与被测齿轮(5)相啮合。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的径向综合误差测量仪，其特征在于：上述立轴(8)和回转轴(3)的中部分别设有立轴卡台(9)和回转轴卡台(4)，立轴卡台(9)和回转轴卡台(4)的上端面位于同一平面；标准齿轮(7)和被测齿轮(5)分别对应位于立轴卡台(9)和回转轴卡台(4)上。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的径向综合误差测量仪，其特征在于：上述线位移传感器(11)和角度传感器(6)通过导线与单片机的相应端脚连接。
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