CN203203560U - 晶体重量尺寸自动测量装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种晶体重量尺寸自动测量装置,包括检测模块、单片机、显示器、打印机和键盘,其特征在于所述的检测模块包括水平扫描装置、垂直扫描装置和电子天平,所述的显示器、打印机和键盘分别与单片机相连,所述的电子天平通过串行口与单片机相连,所述的水平扫描装置和垂直扫描装置通过接口电路与单片机相连。所述的检测模块设于一个测试台上,单片机安装于测试台内。本实用新型实现了晶体直径、弦长、高度和重量的一次性自动测量、显示和打印,方便快捷,计量准确。

Description

晶体重量尺寸自动测量装置
技术领域
本实用新型涉及晶体测量领域,具体地说是一种晶体重量尺寸自动测量装置。 
背景技术
在晶体生产加工企业,初加工的晶体(钽或铌材料)在进一步加工成品或直接出厂前要对其重量尺寸共4项参数进行测量。晶体形状为圆柱体形状,上下表面光滑,有一反光性较差的矩形截面。在生产车间,工作人员通常用金属测量工具(如游标卡尺等)直接对晶体的3项尺寸参数逐一测量,然后采用普通电子天平测量晶体重量,测量结束后手工进行登记。现有测量方式主要有以下弊端: 
1、测量过程繁琐,需要多次人工测量和登记。
2、人工操作方式不利于实现测量过程的自动化,测量的稳定性及精确性受主观因素影响较大。 
3、由于晶体材料硬而脆,采用传统接触式测量方式,操作过程中金属仪器易划伤晶体光滑的表面,对晶体造成不同程度的损坏,产生不必要经济损失。 
由于被测量对象的特殊性,在测量过程中希望完成其重量、直径、截面弦长和高度4项参数的一次性自动测量。市场上用于测量晶体单项参数的仪器仪表种类繁多,测量精度也较高,但没有合适的仪器设备完成晶体多项参数的一次性自动测量。 
本实用新型的目的是提供一种晶体重量尺寸自动测量装置。 
本实用新型要解决现有技术存在的测量过程繁琐,稳定性及精度不高,测量时易损坏晶体产生不必要的经济损失的问题。 
发明内容
本实用新型的技术方案是: 一种晶体重量尺寸自动测量装置, 包括检测模块、单片机、显示器、打印机和键盘,所述的检测模块包括水平扫描装置、垂直扫描装置和电子天平,所述的显示器、打印机和键盘分别与单片机相连,所述的电子天平通过串行口与单片机相连,所述的水平扫描装置和垂直扫描装置通过接口电路与单片机相连。所述的检测模块设于一个测试台上,单片机安装于测试台内。 
本实用新型的有益效果为:本实用新型有效简化了现有晶体测量操作过程、实现了晶体4项参数的一次性自动化测量,改善了企业产品质量从而提高了企业经济效益。 
附图说明
图1是本实用新型的系统实现框图。 
图2是本实用新型的扫描装置系统实现框图。 
图3是本实用新型的测试台俯视图 
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。 
如图所示,它包括检测模块、单片机6、显示器7、打印机8和键盘4,其特征在于所述的检测模块包括水平扫描装置(直径弦长扫描装置)1、垂直扫描装置(高度扫描装置)2和电子天平3,所述的显示器7、打印机8和键盘4分别与单片机6相连,所述的电子天平3通过串行口13与单片机6相连,所述的水平扫描装置1和垂直扫描装置2通过接口电路5与单片机6相连。所述的检测模块设于一个测试台21上,单片机6安装于测试台21内。 
本实施例中,检测模块依次检测三个代表晶体直径、弦长和高度的光栅尺脉冲信号,并将数据信号输送至单片机6。晶体的重量由电子天平3测量,通过串行口13将测量数据发送给单片机6。所述的单片机为51单片机,所述的51单片机为控制器,产生各种控制信号,协调控制各单元工作,使整机按“复位-测量-显示”的工作流程完成自动测量任务。具体包括:测量信号的处理;两个直线电机电机9(水平及垂直电机)的启停控制;系统的测量和打印控制;测量结果的显示;测量系统的复位等功能。 
本实施例中,所述的水平扫描装置1和垂直扫描装置2分别包括直线电机及控制电路9、光栅尺14、激光发射电路10、激光检测传感器11和比较、放大及整形电路12,水平扫描装置1内为第一激光发射电路15、第二激光发射电路18、第一激光检测传感器17和第二激光检测传感器19,垂直扫描装置2内为第三激光发射电路20和第三激光检测传感器16。所述的电子天平3设于测试台中间,所述的水平扫描装置1设于电子天平3的左侧,所述的垂直扫描装置2设于电子天平3的右侧。 
本实施例中,所述的激光发射电路10包括有半导体激光器,所述的激光检测传感器11包括小型3DU光电三极管, 所述的比较、放大及整形电路12包括三个运算放大器。 
放大器门限电压根据光的强度设定,水平扫描装置1和垂直扫描装置2分别附有光栅尺14,直线电机运动时相应的光栅尺14发出脉冲信号(每移动0.02mm发出一个脉冲,与电机转速无关)。 
本实施例中,晶体重量尺寸自动测量装置可测量晶体直径的范围为0~150mm,精度为0.05mm,;弦长的测量范围为0~50mm,精度为0.5mm;高度的测量范围为0~150mm,精度为0.05mm;重量的测量范围为0~8000g,精度为0.1g。 
本实施例中,测量系统的测量原理如下: 
直径和高度测量:采用穿透测量法。测量直径时,激光发射电路10所发出的激光束最初打在感光光电三极管上,三极管导通。在水平扫描装置1运行过程中,当激光束触到晶体的径向边缘时,由于激光束被晶体遮挡使光电三极管由导通变为截止,到激光束离开边缘时光电三极管又从截止恢复至导通。经比较、放大及整形电路的处理,得到一“低电平-高电平-低电平”的输出电压信号,高电平的宽度与直径的大小成正比。在高电平期间单片机计数器计算光栅尺14发出的脉冲信号个数,再转化为直径数值。光栅尺14的分辨率为0.02mm,即每个脉冲代表0.02mm位移。高度测量的原理相同。
弦长测量:在晶体截面不反光,激光束照上后不反射的条件下,根据靠近晶体的激光点影响光电三极管的通断特性进行检测,即靠近截面光电三极管导通,远离则关断。与直径和高度测量方法一样,在输出电压信号的高电平期间利用单片机计数器计算光栅尺14发出的脉冲信号个数,转化为弦长数值。 
重量测量:重量由电子天平3自动测量,将测得的数值发送给单片机6进行处理,显示,打印。  

Claims (4)

1.一种晶体重量尺寸自动测量装置, 包括检测模块、单片机、显示器、打印机和键盘,其特征在于所述的检测模块包括水平扫描装置、垂直扫描装置和电子天平,所述的显示器、打印机和键盘分别与单片机相连,所述的电子天平通过串行口与单片机相连,所述的水平扫描装置和垂直扫描装置通过接口电路与单片机相连,所述的检测模块设于一个测试台上,单片机安装于测试台内。
2.根据权利要求1所述的晶体重量尺寸自动测量装置,其特征在于所述的水平扫描装置和垂直扫描装置分别包括直线电机及控制电路、光栅尺、激光发射电路、激光检测传感器和比较、放大及整形电路,水平扫描装置内为第一激光发射电路、第二激光发射电路、第一激光检测传感器和第二激光检测传感器,垂直扫描装置内为第三激光发射电路和第三激光检测传感器,所述的电子天平设于测试台中间,所述的水平扫描装置设于电子天平的左侧,所述的垂直扫描装置设于电子天平的右侧。
3.根据权利要求2所述的晶体重量尺寸自动测量装置,其特征在于所述的激光发射电路包括有半导体激光器,所述的激光检测传感器包括光电三极管, 所述的比较、放大及整形电路包括三个运算放大器。
4.根据权利要求1所述的晶体重量尺寸自动测量装置,其特征在于晶体重量尺寸自动测量装置可测量晶体直径的范围为0~150mm,精度为0.05mm,;弦长的测量范围为0~50mm,精度为0.5mm;高度的测量范围为0~150mm,精度为0.05mm;重量的测量范围为0~8000g,精度为0.1g。
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