CN210512995U - 一种磁栅数显表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁栅数显表，包括铝合金外壳，面膜、亚克力小盖板、液晶屏、主板PCB转接PCB、装配连接件、线扣、电池盒和塑胶紧固件，铝合金外壳由铝面板，铝中壳及铝后盖相互连接而成，装配连接件包括第一M2铜柱，M2螺丝，M3螺丝及M2.5螺丝，电池盒由盒体和盖组成，亚克力小面盖嵌于铝面板中，本实用新型的有益效果是：1：磁栅尺的精密测量，重复测量精度+‑0.01mm,最高分辨率0.01mm，2：准绝对式测量，外部电源关闭，后备电源仍然实时测量当前位置，3：锂电池供电，解决难买2号电池的烦恼，4：高亮度，宽视角的VA屏显示，5：可控制的在线料高测量。

Description

一种磁栅数显表

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，具体是一种磁栅数显表。

背景技术

利用霍尔传感器相对于磁栅(磁尺)线位移其磁通量变化而形成霍尔电压信号变化的原理由磁栅线位移传感器感受位移量，并用磁栅控制器测量及控制其值的长度测量控制系统。磁性位移控制器是通过霍尔传感器位移距离来测量控制长度的一种装置，是非接触式测量控制技术，它的优点是：非接触式测量，高抗污染能力，耐灰尘、耐磨损、耐冲击、抗振动、抗磁场干扰，使用寿命极长，适宜在水，油，粉尘等工业环境下工作，从而广泛应用于金属加工设备，建材机械，木工机械等领域。磁传感器的体积小，结构简单，容易安装，在材料加工的实际使用中，位移测量装置安装在数控机床上，测量材料的长度及高度，在测量过程中的突然断电，位移的数据将丢失，磁性位移数显测量仪的智能化操作，

鉴于磁栅的上述优点，实际在金属加工中有测量金属高度的应用，目前的设备只能单一测量金属的长度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种磁栅数显表，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种磁栅数显表，包括铝合金外壳，面膜、亚克力小盖板、液晶屏、主板PCB转接PCB、装配连接件、线扣、电池盒和塑胶紧固件，铝合金外壳由铝面板，铝中壳及铝后盖相互连接而成，装配连接件包括第一M2铜柱，M2螺丝，M3螺丝及M2.5螺丝，电池盒由盒体和盖组成，亚克力小面盖嵌于铝面板中，通过面膜粘贴固定于铝面板上，第一M2铜柱通过螺丝孔直接锁紧于铝面板上，主板PCB用第二M2铜柱固定于第一M2铜柱上，转接PCB由 M2螺丝锁紧于第二M2铜柱上，传感器接线穿过铝后盖孔由线扣卡紧于铝后盖上，电池盒由M2.5螺丝锁紧于铝后盖上，铝后盖由M3螺丝锁紧于铝中壳上，塑胶紧固件利用自身胶柱按入铝中壳的小孔中固定于铝中壳上。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述主板PCB包括控制IC、VI屏驱动模块、VI断码屏和运算放大器其特征在于，所述控制IC上分别连接有VI屏驱动模块、运算放大器和按键控制开关，运算放大器的输入端分别连接有两个霍尔传感器，两个霍尔传感器分别安装在长度轴和料高轴上，VI屏驱动模块还连接VI断码屏，控制IC还输出状态输出信号和摆角及测量料号输入状态信号。

作为本实用新型的进一步技术方案：还包括用于给各个模块供电的DC-DC电源管理模块，DC-DC电源管理模块的收入电压为24VDC输出的电压包括5VDC、2.7VDC和1.8VDC。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述VI屏驱动模块的型号为HT16C22。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述控制IC的型号为MSP430F538A。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述DC-DC电源管理模块内部设有锂电池充电管理芯片TP4067、锂电池和充电状态LED指示灯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1：磁栅尺的精密测量，重复测量精度+-0.01mm,最高分辨率0.01mm，2：准绝对式测量，外部电源关闭，后备电源仍然实时测量当前位置，3：锂电池供电，解决难买2号电池的烦恼，4：高亮度，宽视角的VA屏显示， 5：可控制的在线料高测量，6：摆角状态自动输入，自定义控制状态的输出。7：传感器航空插口接口，安装简易，便捷，安装允许误差大。

附图说明

图1为本实用新型的整体原理图。

图2为霍尔传感器/长度轴的电路图。

图3为运算放大器的电路图。

图4为本实用新型的结构装配图。

图4中：1-面膜、2-亚克力小盖板、3-铝面板、4-液晶屏、5-主板PCB、6-第一M2铜柱、7-转接PCB、8-第二M2铜柱、9-M2螺丝、10-铝中壳、11-塑胶紧固件、12-M3螺丝、 13-线扣、14-铝后盖、15-电池盒、16-电池盒盖、17-M2.5螺丝。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：请参阅图1-4，包括铝合金外壳，面膜1、亚克力小盖板2、液晶屏4、主板PCB5转接PCB7、装配连接件、线扣13、电池盒15和塑胶紧固件11，铝合金外壳由铝面板3，铝中壳10及铝后盖14相互连接而成，装配连接件包括第一M2铜柱6，M2螺丝9， M3螺丝12及M2.5螺丝17，电池盒15由盒体和盖组成，其特征在于，亚克力小面盖2嵌于铝面板3中，通过面膜1粘贴固定于铝面板3上，第一M2铜柱6通过螺丝孔直接锁紧于铝面板3上，主板PCB5用第二M2铜柱8固定于第一M2铜柱6上，转接PCB7由M2螺丝9锁紧于第二M2铜柱8上，传感器接线穿过铝后盖14孔由线扣13卡紧于铝后盖14上，电池盒15由M2.5螺丝17锁紧于铝后盖14上，铝后盖14由M3螺丝12锁紧于铝中壳10 上，塑胶紧固件11利用自身胶柱按入铝中壳10的小孔中固定于铝中壳10上。

其中，主板PCB5包括控制IC、VI屏驱动模块、VI断码屏和运算放大器；所述控制 IC上分别连接有VI屏驱动模块、运算放大器和按键控制开关，运算放大器的输入端分别连接有两个霍尔传感器，两个霍尔传感器分别安装在长度轴和料高轴上，两个霍尔传感器分别采集长度轴和料高轴的移动数据信息，将其转换为对应的长度和高度数据，传输给控制IC，VI屏驱动模块还连接VI断码屏，VA断码屏的特点是宽容度和对比度都更高，画面中黑色和白色都更加纯净，且不会出现漏光等问题,显示当前的工作状态及数值，方便操作修改,由HT16C22驱动屏的显示，控制IC通过VI屏驱动模块在VI断码屏上进行数据显示，控制IC还输出状态输出信号和摆角及测量料号输入状态信号。

其中，霍尔效应原理，霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁感应强度。本设计所采用的磁栅尺(磁间距5m)(基尺是被均匀磁化的钢带。S和N极均匀间隔排列在钢带上)，霍尔传感器安装在磁栅尺上，当传感器处于磁栅和霍尔集成电路之间的气隙中时，移动传感器，磁场偏离集成片，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出传感器在磁栅的某一位置。

传感器高低电压产：电路图如图2所示，将磁头电压维持为0.03V。采用运放跟随器是保证传感器上的电压恒定，不受磁头电阻变化的影响。利用场效应管从1.5V的电池上为霍尔传感器提供电压。

由于磁栅尺的磁场强度比较弱，霍尔传感器输出的差分信号也是很微弱的电信号，这种信号需要采用仪表放大器，仪表放大器是一种精密差分电压放大器，具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益组件，仪表放大器把关键元件集成在放大器内部，其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点,使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。信号放大器如图3所示。

控制IC采用超低功耗微控制器:MSP430F5438A,是在便携式测量应用中实现延长电池寿命的最优选择,采用不间断扫描方式对传感器信号进行采样,AD值计算处理，智能的校验模式对信号放大器中的中点电压及传感器的行进校准,根据摆角状态(左摆角,右摆角,左右摆角,无摆角)输入的信号,自动计算长度值,料高的测量:处理器检测到有料高测量输入信号,料高轴图标开始动态滚动显示,同时输出控制料高压料的电磁阀开关,根据定时菜单 P06中所设值开始倒计时,倒计时结束,关闭输出信号,料高轴图标由滚动变为停止,此料高轴固定显示测量过程中所测得的最小值就是料高值。

实施例2，在实施例1的基础上，还包括用于给各个模块供电的DC-DC电源管理模块， DC-DC电源管理模块的收入电压为24VDC输出的电压包括5VDC、2.7VDC和1.8VDC。DC24V经LM2576降压型开关稳压器，具有非常小的电压调整率和电流调整率，具有3A的负载驱动能力，能够输出5V固定电压(主要为数码管的供电电压)，应用时比较简单且外围元件较少，内置频率补偿电路和固定频率振荡器。系列产品的开关频率为52KHz，所以应用时可以使用小尺寸的滤波元件，在规定的输入电压和输出负载的条件下，输出电压的误差范围为±4％；振荡器的振荡频率误差范围为±10％；典型的待机电流为50μA，芯片内置过流保护电路和过热保护电路，DC5V经AMS117三端线性稳压器，转为DC1.8V输出，DC1.8V 经AS1323升压至2.7V，当无外部电源时，电池电压经AS1323升压至2.7.供 MCU(MSP430F5438A)及放大器用，智能锂电池充电管理IC:TP4067,充电时LED为红色，充满电时LED为绿色，无电池状态是LED绿色常亮，红色LED闪烁。由5V充电。有外部电源供电时，电池只充电，无外部电源时系统由电池供电，不间断扫描，处理传感器信号。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种磁栅数显表，包括铝合金外壳，面膜(1)、亚克力小盖板(2)、液晶屏(4)、主板PCB(5)转接PCB(7)、装配连接件、线扣(13)、电池盒(15)和塑胶紧固件(11)，铝合金外壳由铝面板(3)，铝中壳(10)及铝后盖(14)相互连接而成，装配连接件包括第一M2铜柱(6)，M2螺丝(9)，M3螺丝(12)及M2.5螺丝(17)，电池盒(15)由盒体和盖组成，其特征在于，亚克力小盖板(2)嵌于铝面板(3)中，通过面膜(1)粘贴固定于铝面板(3)上，第一M2铜柱(6)通过螺丝孔直接锁紧于铝面板(3)上，主板PCB(5)用第二M2铜柱(8)固定于第一M2铜柱(6)上，转接PCB(7)由M2螺丝(9)锁紧于第二M2铜柱(8)上，传感器接线穿过铝后盖(14)孔由线扣(13)卡紧于铝后盖(14)上，电池盒(15)由M2.5螺丝(17)锁紧于铝后盖(14)上，铝后盖(14)由M3螺丝(12)锁紧于铝中壳(10)上，塑胶紧固件(11)利用自身胶柱按入铝中壳(10)的小孔中固定于铝中壳(10)上。

2.根据权利要求1所述的一种磁栅数显表，其特征在于，所述主板PCB(5)包括控制IC、VI屏驱动模块、VI断码屏和运算放大器；所述控制IC上分别连接有VI屏驱动模块、运算放大器和按键控制开关，运算放大器的输入端分别连接有两个霍尔传感器，两个霍尔传感器分别安装在长度轴和料高轴上，VI屏驱动模块还连接VI断码屏，控制IC还输出状态输出信号和摆角及测量料号输入状态信号。

3.根据权利要求2所述的一种磁栅数显表，其特征在于，还包括用于给各个模块供电的DC-DC电源管理模块，DC-DC电源管理模块的收入电压为24VDC输出的电压包括5VDC、2.7VDC和1.8VDC。

4.根据权利要求2所述的一种磁栅数显表，其特征在于，所述VI屏驱动模块的型号为HT16C22。

5.根据权利要求3所述的一种磁栅数显表，其特征在于，所述控制IC的型号为MSP430F538A。

6.根据权利要求3所述的一种磁栅数显表，其特征在于，所述DC-DC电源管理模块内部设有锂电池充电管理芯片TP4067、锂电池和充电状态LED指示灯。

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