CN207779380U - 一种粗糙度仪 - Google Patents
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Abstract
本申请实施方式公开了一种粗糙度仪，包括：电机、驱动电路、处理器和编码器；所述处理器的第一端与所述驱动电路的一端相连，所述驱动电路的另一端与所述电机的第一端相连，所述电机的第二端与所述驱动器相连，所述编码器的一端与所述电机的第三端相连，所述编码器的另一端与所述处理器的第二端相连；其中，所述驱动电路，用于在所述处理器产生的驱动信号的作用下产生驱动电压；所述电机，用于在所述驱动电压的作用下进行转动；所述编码器，用于检测所述电机的转速情况，将检测结果反馈至所述处理器；所述处理器，用于对所述驱动电路产生驱动信号，并根据反馈的检测结果对所述驱动信号进行调整，控制所述电机的转速。
Description
技术领域
本申请涉及物体表面粗糙度检测技术领域，特别涉及一种粗糙度仪。
背景技术
在实际中，粗糙度仪测量物体表面时，将传感器放在物体被测表面上，由驱动器带动传感器沿被测表面做匀速直线滑行，物体被测表面轮廓起伏引起传感器输出信号变化，该变化信号经过调制放大处理后产生与被测表面轮廓成一定比例的模拟信号，该信号经过电平转换之后被送到数据采集系统转换成一系列数据，处理器对这些数据进行数字滤波和参数计算，测量结果在仪器显示屏上输出。
如图1所示，为传统地粗糙度仪框图。粗糙度仪测量时，驱动器的速度取决于直流电机的转速。以往直流电机的转速采用线性放大器驱动，测量过程中直流电机的转速无调速控制系统。
传统的粗糙度仪测量速度校正采用标准样块进行校正，但在实际测量中测量速度受到被测表面、测量环境的温度、湿度的影响，测量速度会产生误差，导致测量参数产生误差。
实用新型内容
本申请实施方式的目的是提供一种粗糙度仪，解决传统地粗糙度仪测量时无调速控制的问题。
为实现上述目的，本申请实施方式提供一种粗糙度仪，包括：电机、驱动电路、处理器和编码器；所述处理器的第一端与所述驱动电路的一端相连，所述驱动电路的另一端与所述电机的第一端相连，所述电机的第二端与所述驱动器相连，所述编码器的一端与所述电机的第三端相连，所述编码器的另一端与所述处理器的第二端相连；其中，
所述驱动电路，用于在所述处理器产生的驱动信号的作用下产生驱动电压；
所述电机，用于在所述驱动电压的作用下进行转动；
所述编码器，用于检测所述电机的转速情况，将检测结果反馈至所述处理器；
所述处理器，用于对所述驱动电路产生驱动信号，并根据反馈的检测结果对所述驱动信号进行调整，控制所述电机的转速。
优选地，所述驱动电路采用开关驱动方式。
优选地，所述编码器为光电编码器。
优选地，所述处理器采用具有PWM输出的芯片。
由上可见，与现有技术相比较，本技术方案采用闭环电机控制系统，在闭环控制系统中，编码器对电机转速情况进行检测，将检测结果反馈至处理器，处理器根据检测情况通过脉宽调制PWM控制驱动电路输入至电机的驱动电压，在测量过程中实现电机转速的调整，提高了粗糙度仪的测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统地粗糙度仪框图；
图2为本申请实施例提出的一种新的粗糙度仪框图；
图3为本申请实施例提出的粗糙度仪中驱动电路的电路连接图；
图4为本申请实施例的PWM信号波形图；
图5为本申请实施例的驱动信号波形图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本申请保护的范围。
如图2所示，为本申请实施例提出的一种新的粗糙度仪框图。在传统地粗糙度仪的基础上增设编码器。所述处理器的第一端与所述驱动电路的一端相连，所述驱动电路的另一端与所述电机的第一端相连，所述电机的第二端与所述驱动器相连，所述编码器的一端与所述电机的第三端相连，所述编码器的另一端与所述处理器的第二端相连。电机、驱动电路、处理器和编码器构成闭环调速控制回路，解决传统地粗糙度仪测量时无调速控制系统。其中，
驱动电路，用于在所述处理器产生的驱动信号的作用下产生驱动电压。在本实施例中，如图3所示，为本申请实施例提出的粗糙度仪中驱动电路的电路连接图。处理器输出的PWM信号经过R1、C1、R2、C2、U1滤波后输出直流电压，与电机正端连接，电机负端通过U2(模拟开关)可选择连接地或VDD，K1由处理器控制，用于U2(模拟开关)的切换。
当PWM信号为0，U2接地时，电机处于停止状态；
当PWM信号输入为脉冲信号，U2接地时，电机正向转动；
当PWM信号输入为脉冲信号，U2接VDD时，电机反向转动。
所述电机，用于在所述驱动电压的作用下进行转动。由于驱动电路产生的驱动电压发生变化，电机的转速也会发生变化。
所述编码器，用于检测所述电机的转速情况，将检测结果反馈至所述处理器。
在本实施例中，编码器采用光电编码器。光电编码器牢固地安装在电机轴上，当电机转动时，光电编码器中的LED发出的光透过光栅编码盘，接收器(光电管)把明暗交替的转化成相应的电子脉冲信号，并在电子控制电路中进行放大和处理，然后输入处理器，处理器对编码器输出的数据通过软件算法进行分析。
所述处理器，用于对所述驱动电路产生驱动信号，并根据反馈的检测结果对所述驱动信号进行调整，控制所述电机的转速。
在本实施例中，处理器采用具有PWM输出的芯片，芯片输出PWM信号，如图4所示，为PWM信号波形图。粗糙度仪进行测量时，处理器控制电机正向转动，同时分析编码器输入的数据，如果编码器输出的数据比设定的值大说明电机速度过快，这时处理器就要通过软件算法降低PWM信号的占空比，如果编码器输出的数据比设定的值小说明电机速度过慢，这时处理器就要通过软件算法加大PWM信号的占空比，占空比的调节采用定频调宽法。
在本实施例中，PWM信号发生变化，驱动电路在PWM信号作用，产生的驱动电压Uo，如图5所示，为驱动电压的波形图。其中，驱动电压Uo的表达式为：
Uo＝kUi
式中，k表示占空比，Uo表示驱动电路产生的驱动电压；Ui表示PWM信号幅值，T表示PWM信号周期，t表示PWM信号中高电平在一个周期内所占时间。
测量完成后，处理器控制电机反向转动，使传感器回到初始位置。
粗糙度仪的测量时，驱动器的速度取决于直流电机的转速。要实现驱动器匀速运动，首先要控制电机匀速转动。本技术方案采用闭环电机控制系统，在闭环控制系统中，编码器对电机转速情况进行检测，将检测结果反馈至处理器，处理器根据检测情况通过脉宽调制PWM控制驱动电路输入至电机的驱动电压，在测量过程中实现电机转速的调整，提高了粗糙度仪的测量精度。
虽然通过实施方式描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。
Claims (4)
1.一种粗糙度仪，其特征在于，包括：电机、驱动电路、处理器和编码器；所述处理器的第一端与所述驱动电路的一端相连，所述驱动电路的另一端与所述电机的第一端相连，所述电机的第二端与所述驱动器相连，所述编码器的一端与所述电机的第三端相连，所述编码器的另一端与所述处理器的第二端相连；其中，
所述驱动电路，用于在所述处理器产生的驱动信号的作用下产生驱动电压；
所述电机，用于在所述驱动电压的作用下进行转动；
所述编码器，用于检测所述电机的转速情况，将检测结果反馈至所述处理器；
所述处理器，用于对所述驱动电路产生驱动信号，并根据反馈的检测结果对所述驱动信号进行调整，控制所述电机的转速。
2.如权利要求1所述的粗糙度仪，其特征在于，所述驱动电路采用开关驱动方式。
3.如权利要求1所述的粗糙度仪，其特征在于，所述编码器为光电编码器。
4.如权利要求1所述的粗糙度仪，其特征在于，所述处理器采用具有PWM输出的芯片。
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2018
- 2018-01-31 CN CN201820163188.5U patent/CN207779380U/zh active Active
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