CN209342073U - 一种新型圆度测量仪 - Google Patents

Abstract

一种新型圆度测量仪，其特征在于：该测量仪包括电源电路、超声波测量电路、托盘旋转电机控制电路、托盘圈数反馈电路、按键输入电路和系统控制电路。本实用新型能够避免测量中产生的振动以及磨损误差，同时不受外界环境的影响，较好地减小了测量误差，提高了测量精度。

Description

一种新型圆度测量仪

技术领域

本实用新型涉及检测仪器领域，尤其是一种新型圆度测量仪。

背景技术

目前市面上销售的圆度测量仪大多数采用接触式传感器，由于在使用过程中与被测量件紧密接触，因而容易产生振动；此外，与被测量件长时间接触，使接触部位容易磨损，并产生一定的测量误差。

发明内容

为了解决和改善以上问题，本实用新型的目的在于提供一种非接触式的新型圆度测量仪，以避免检测过程中振荡情况的发生，从而提高检测精度。

本实用新型的技术方案为：一种圆度测量仪，包括电源电路、超声波测量电路、托盘旋转电机控制电路、托盘圈数反馈电路、按键输入电路和系统控制电路。

电源电路包括220V电源输入J1，变压器T1，稳压芯片L7805，IN4007二极管D1、D2、D3和D4，发光二极管LED2，电容C9、C10、C11和C12，电阻R9；托盘旋转电机控制电路包括电机驱动芯片TB6612FNG，直流电机M，电容C7和C8；托盘圈数反馈电路包括3144霍尔元件，电压比较器LM393，发光二极管LED1，电阻R4、R5、R6、R7、R8，电容C6；按键输入电路包括点动按键K1和K2，电阻R1和R2，电容C2和C3；系统控制电路包括单片机芯片STC12C5A60S2、HC-SR04超声波模块J3、UART串口输出接口J2，12MHz晶振X1，电容C1、C4和C5，电阻R3。

交流220V电源输入通过J1连接到变压器T1的1引脚和2引脚，T1的3引脚与二极管D4的阴极和D2的阳极连接，T1的4引脚与二极管D3的阴极和D1的阳极连接，二极管D1、D2的阴极以及电容C9的正极、电容C10的一端与稳压芯片L7805的1引脚连接，二极管D3、D4的阳极、电容C9和C11的负极、电容C10和C12的一端以及发光二极管LED2的阴极与稳压芯片L7805的2引脚连接，电容C11的正极、电容C12的另一端以及电阻R9的一端与稳压芯片的3引脚连接，发光二极管LED2的阳极与电阻R9的另一端连接，电机驱动芯片TB6612FNG的13、14、20和24引脚以及电容C7的正极、电容C8的一端连接到稳压芯片L7805的3引脚，电机驱动芯片TB6612FNG的3、4、9、10、18引脚和电容C7的负极、电容C8的另一端连接到稳压芯片L7805的2引脚，TB6612FNG的19、21、22和23引脚分别连接到单片机芯片STC12C5A60S2的37、36、35和34引脚，TB6612FNG的1、2引脚连接到直流电机M的1引脚，5、6引脚连接到直流电机M的2引脚，3144霍尔元件的1引脚分别与电阻R4、R5、R6和R7的一端、电容C6的一端、电压比较器LM393的8引脚连接，3144霍尔元件的2引脚分别与电阻R8、电压比较器LM393的4引脚、电容C6的另一端连接，3144霍尔元件的3引脚分别与电阻R6的另一端、电压比较器LM393的3引脚连接，电压比较器LM393的1引脚与发光二极管LED1的阴极、电阻R7的另一端以及单片机芯片STC12C5A60S2的33引脚连接，电压比较器LM393的2引脚与电阻R5和R8的另一端连接，单片机芯片STC12C5A60S2的40引脚、电阻R1、R2的一端、电容C1的一端、UART串口输出接口J2、HC-SR04超声波模块J3的4引脚连接到稳压芯片L7805的3引脚，单片机芯片STC12C5A60S2的10、11引脚分别连接到UART串口输出接口J2的3引脚和2引脚，12、13引脚分别连接到超声波模块J3的3引脚和2引脚，18引脚与晶振X1的1引脚以及电容C4的一端相连，19引脚与晶振X1的3引脚以及电容C5的一端相连，39引脚与按键K2的一端、电阻R2的一端以及电容C3的一端相连，38引脚与到按键K1的一端、电阻R1的一端以及电容C2的一端相连，按键K1、K2的另一端、电容C2、C3、C4、C5的另一端、电阻R3的另一端、UART串口输出接口J2以及超声波模块J3的1引脚与稳压芯片的2引脚连接，单片机芯片STC12C5A60S2的9引脚与电阻R3的另一端以及电容C1的另一端连接。

本实用新型的优点在于：使用该圆度测量仪能够避免接触式测量时产生的振动以及磨损误差，同时不受外界环境的影响，托盘的圈数反馈可以避免圆度测量时出现遗漏，并且可以通过多圈测量减小误差，使用时可以通过调整托盘旋转控制电机的转速来修改测量时间，并且可以通过调整超声波采集数据的频率修改测量精度。

附图说明

图1是新型圆度测量仪的结构示意图，图中1是仪器支架，2是待测圆柱体，3是旋转托盘，4是测量开始按键，5是测量停止按键，6是直流电机，7是电路板放置处，8是220V交流电源线，9是3144霍尔元件，10是磁铁，11是超声波模块，12是测量数据UART输出接口；

图2是新型圆度测量仪的电源部分电路图；

图3是新型圆度测量仪的测量部分电路图。

具体实施方式

通过220V交流电源线给仪器供电，220V交流电源通过变压器降为9V交流电源，4个IN4007二极管构成的整流电路将9V交流电源转换为9V直流电源，最后通过稳压芯片L7805输出稳定的直流5V电源，上电后电源指示灯LED2亮，超声波模块安装在仪器臂上，测量方向正对待测圆柱体，霍尔元件3144安装在托盘下方，正对位置安装一枚磁铁，直流电机安装在托盘下方且在正中心位置带动托盘旋转，当按下开始按键K1时，单片机芯片STC12C5A60S2检测到38引脚由高电平变为低电平，系统开始运行，通过单片机芯片STC12C5A60S2的37引脚输出高电平将电机驱动芯片TB6612FNG的19引脚设置为高电平，使能电机驱动芯片输出，同时通过单片机芯片36引脚输出高电平、35引脚输出低电平将TB6612FNG的21引脚设置为高电平、22脚设置为低电平，由此TB6612FNG的1引脚和2引脚将输出高电平、5引脚和6引脚将输出低电平，以此控制电机正转运行，单片机芯片STC12C5A60S2通过34引脚PWM输出到TB6612FNG的23引脚，TB6612FNG的1引脚将按照PWM同样的占空比输出高电平给直流电机，控制直流电机匀速旋转，当霍尔元件3144检测到磁铁时，电压比较器LM393的3引脚的电平要高于2引脚的电平，由此1引脚输出低电平，同时LED1灯亮，单片机芯片STC12C5A60S2检测到LM393的1引脚由高电平转为低电平时，通过12引脚和13引脚按照默认采集频率（1秒20次）获取超声波模块测量数据，并通过10引脚和11引脚将测量数据通过UART串口输出，当霍尔元件3144下一次检查到磁铁时，电压比较器LM393的1引脚输出低电平，单片机芯片STC12C5A60S2检测到LM393的1引脚由高电平转为低电平或者中途按下停止按键K2，单片机芯片STC12C5A60S2检测到39引脚由高电平转为低电平时，系统停止运行，通过37引脚将电机驱动芯片TB6612FNG的19引脚设置为低电平，停止电机驱动芯片输出，同时停止34引脚的PWM输出，12引脚和13引脚停止采集超声波测量数据，并且10引脚和11引脚的UART串口停止发送数据。

若需要进行多次（N次）测量时，只需要按下N次开始按键，系统开始工作如上所述，霍尔元件3144第1次检测到磁铁时开始工作，直到第N+1次检测到磁铁时停止工作，若需要调整测量精度可以通过单片机芯片STC12C5A60S2修改12引脚和13引脚采集超声波模块数据的频率，若需要调整测量时间可以通过单片机芯片STC12C5A60S2修改34引脚输出不同占空比的PWM波形到TB6612FNG的23引脚，即调整直流电机转速实现。

Claims (1)

1.一种新型圆度测量仪，主要包括电源电路、超声波测量电路、托盘旋转电机控制电路、托盘圈数反馈电路、按键输入电路和系统控制电路，其特征在于：交流220V电源输入通过J1连接到变压器T1的1引脚和2引脚，T1的3引脚与二极管D4的阴极和D2的阳极连接，T1的4引脚与二极管D3的阴极和D1的阳极连接，二极管D1、D2的阴极以及电容C9的正极、电容C10的一端与稳压芯片L7805的1引脚连接，二极管D3、D4的阳极、电容C9和C11的负极、电容C10和C12的一端以及发光二极管LED2的阴极与稳压芯片L7805的2引脚连接，电容C11的正极、电容C12的另一端以及电阻R9的一端与稳压芯片的3引脚连接，发光二极管LED2的阳极与电阻R9的另一端连接，电机驱动芯片TB6612FNG的13、14、20和24引脚以及电容C7的正极、电容C8的一端连接到稳压芯片L7805的3引脚，电机驱动芯片TB6612FNG的3、4、9、10、18引脚和电容C7的负极、电容C8的另一端连接到稳压芯片L7805的2引脚，TB6612FNG的19、21、22和23引脚分别连接到单片机芯片STC12C5A60S2的37、36、35和34引脚，TB6612FNG的1、2引脚连接到直流电机M的1引脚，5、6引脚连接到直流电机M的2引脚，3144霍尔元件的1引脚分别与电阻R4、R5、R6和R7的一端、电容C6的一端、电压比较器LM393的8引脚连接，3144霍尔元件的2引脚分别与电阻R8、电压比较器LM393的4引脚、电容C6的另一端连接，3144霍尔元件的3引脚分别与电阻R6的另一端、电压比较器LM393的3引脚连接，电压比较器LM393的1引脚与发光二极管LED1的阴极、电阻R7的另一端以及单片机芯片STC12C5A60S2的33引脚连接，电压比较器LM393的2引脚与电阻R5和R8的另一端连接，单片机芯片STC12C5A60S2的40引脚、电阻R1、R2的一端、电容C1的一端、UART串口输出接口J2、HC-SR04超声波模块J3的4引脚连接到稳压芯片L7805的3引脚，单片机芯片STC12C5A60S2的10、11引脚分别连接到UART串口输出接口J2的3引脚和2引脚，12、13引脚分别连接到超声波模块J3的3引脚和2引脚，18引脚与晶振X1的1引脚以及电容C4的一端相连，19引脚与晶振X1的3引脚以及电容C5的一端相连，39引脚与按键K2的一端、电阻R2的一端以及电容C3的一端相连，38引脚与到按键K1的一端、电阻R1的一端以及电容C2的一端相连，按键K1、K2的另一端、电容C2、C3、C4、C5的另一端、电阻R3的另一端、UART串口输出接口J2以及超声波模块J3的1引脚与稳压芯片的2引脚连接，单片机芯片STC12C5A60S2的9引脚与电阻R3的另一端以及电容C1的另一端连接。