CN214308585U - 一种气动式线性位移测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种气动式线性位移测量装置，属于距离检测器件领域，用于解决传统气动式线性测量装置检测不准确的问题，气动式线性位移测量装置包括：设置在壳体内的第一主板和第二主板，所述第二主板设置在第一主板上方；所述第一主板上设置有传感器单元；所述第二主板上设置有主控单元、显示单元、通讯单元和供能单元，所述主控单元分别与传感器单元、显示单元、通讯单元和供能单元电连接，所述通讯单元另一端与PLC终端连接用于传输数据。本实用新型的有益效果在于，第一主板和第二主板分开布板可以有效提高电路板抗干扰及电磁兼容能力，可以确保极高的测量精度与重复精度，主控单元、显示单元、通讯单元快速准确的读取位移量数据进行显示并传递给PLC终端。
Description
技术领域
本实用新型属于距离检测器件领域，具体涉及一种气动式线性位移测量装置。
背景技术
现有的线性位移测量工具，如卡尺、指标表等，大部份是用手动驱动测量杆的，这种手动驱动测量杆的测量方式缺点是由于人为因素，测量力度通常不均匀，特别是测量软体工件时，造成较大测量误差，并且手动驱动测量杆的测量方式已不能满足日益需求的在线自动测量。因此提出了采用气动辅助的线性位移测量工具，然而气动式线性测量装置由于其供气时测量杆移动速度快，释放气体时测量杆又被弹簧快速拉回，测量杆会有震颤，常规的传感器结构测量精度不足会导致检测结果不准确，同时也会容易产生乱数和初始位置计算不精准等问题，使其无法适应该应用场合，其推广和应用都受到局限。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种气动式线性位移测量装置。
本实用新型采用如下技术方案：
一种气动式线性位移测量装置，包括：
设置在壳体内的第一主板和第二主板，所述第二主板设置在第一主板上方；
所述第一主板上设置有传感器单元，所述传感器单元用于获取测量杆位移量数据；
所述第二主板上设置有主控单元、显示单元、通讯单元和供能单元，所述主控单元分别与传感器单元、显示单元、通讯单元和供能单元电连接，所述通讯单元另一端与PLC终端连接用于传输数据，所述传感器单元测量出测量杆位移量数据后传输给主控单元，主控单元将接收到的数据处理后传输到显示单元进行显示，同时将数据通过通讯单元传递给PLC终端，所述供能单元为各单元供电。
可选地，所述显示单元包括：LCD液晶显示模块和LED数据显示模块，所述LCD液晶显示模块和LED数据显示模块分别与主控单元的输出端连接，用于将数据进行显示。
可选地，所述供能单元包括：电源、电源防反接保护模块和LDO稳压模块，所述电源、电源防反接保护模块和LDO稳压模块顺次串联后与主控单元的输入端连接，为各单元供电。
可选地，所述电源防反接保护模块采用型号为NTZD3154N的双N通道MOS场效应管。
可选地，所述LDO稳压模块型号为TPS79730。
可选地，所述主控单元采用型号为MSP430F435的微控制器。
可选地，所述传感器单元采用容栅式直线位移传感器，用于检测测量杆位移量，并将检测到的数据传输给主控单元。
可选地，所述通讯单元包括：RS485模块和RS232模块，采用ModBus RTU协议进行通讯。
可选地，所述RS232模块型号为SP3232EEN，所述RS485模块型号为SP3485EEN。
可选地，所述RS485模块的A、B两引脚之间并联一个120Ω的匹配电阻。
本实用新型的有益效果在于，采用第一主板和第二主板分开布板的分体式结构，可以有效提高电路板抗干扰及电磁兼容能力，同时利于设备整体的小型化，使其易于安装在狭小空间内，可以确保极高的测量精度与重复精度，主控单元、显示单元、通讯单元可快速准确的读取位移量数据进行显示并传递给PLC终端，通过外壳的防护功能，可防尘、防强喷射(达到IP65防护标准)，可在恶劣的工作环境下使用。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型的主控单元示意图；
图3为本实用新型的RS232模块示意图；
图4为本实用新型的RS485模块示意图；
图5为本实用新型的电源防反接保护模块和LDO稳压模块的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种气动式线性位移测量装置，包括：
设置在壳体内的第一主板和第二主板，所述第二主板设置在第一主板上方；
所述第一主板上设置有传感器单元1，所述传感器单元1用于获取测量杆位移量数据；
所述第二主板上设置有主控单元2、显示单元3、通讯单元4和供能单元5，所述主控单元2分别与传感器单元1、显示单元3、通讯单元4和供能单元5电连接，所述通讯单元4另一端与PLC终端6连接用于传输数据，所述传感器单元1测量出测量杆位移量数据后传输给主控单元2，主控单元2将接收到的数据处理后传输到显示单元3进行显示，同时将数据通过通讯单元4传递给PLC终端6，所述供能单元5为各单元供电。
如图2所示，所述主控单元2采用型号为MSP430F435的微控制器，是一种高性能、超低功耗的16位微控制器，具有在线系统编程功能，方便工程应用调试。外围使用32K晶振的情况下，其波特率可设为4800 bit/s和9600 bit/s。所述主控单元2可记录测量杆的初始位移数据，测量杆发生移动后把读取到的新数据与初始位置数据相减计算得到位移量数据。
所述传感器单元1采用容栅式直线位移传感器，用于检测测量杆位移量，并将检测到的数据传输给主控单元2。当线性位移测量工具的定栅和动栅相对运动时，传感器单元1检测到脉冲数计数值，脉冲数计数值经过换算可以得到测量杆运动的位移量，即被测量工件的尺寸测量值。
如图1所示，所述显示单元3包括：LCD液晶显示模块31和LED数据显示模块32，所述LCD液晶显示模块31和LED数据显示模块32分别与主控单元2的输出端连接，用于将数据进行显示。
如图1、5所示，所述供能单元5包括：电源51、电源防反接保护模块52和LDO稳压模块53，所述电源51、电源防反接保护模块52和LDO稳压模块53顺次串联后与主控单元2的输入端连接，为各单元供电。所述电源51采用5v直流电源51供能，经过LDO稳压模块53输出稳定的3V电压对于其他单元供能。所述电源防反接保护模块52和LDO稳压模块53主控单元2和各模块有很好的保护和驱动能力。所述电源防反接保护模块52采用双N通道MOS场效应管NTZD3154N，当电源51电压反接时，场效应管不导通、截止，寄生二极管反接，电路是断开的，从而保护后级电路的安全，可以有效保护反接电压达到24V，有效避免用户使用过程中因正负极接反而烧坏主要元件，减少损失。所述LDO稳压模块53采用的是10mA低压差线性（LDO）稳压器TPS79730，具有超低功耗和良好的输出功率，输出稳定的3V电压，用于驱动微控制器以及各功能模块。
如图1、3、4所示，所述通讯单元4用于与PLC终端6连接实现数据的双向传输，所述通讯单元4包括：RS485模块41和RS232模块42，可采用ModBus RTU协议进行通讯，数据传输均采用8位数据位、1-2位停止位、无奇偶校验。通讯信息帧的格式为：地址码、功能码、数据区和错误校验码的组合。PLC终端6根据通讯协议返回相应的数据包以完成通讯过程。用户可通过PC终端对测量装置进行地址码、波特率、预置数、设置零位等操作。
所述RS232模块42型号为SP3232EEN，所述RS485模块41型号为SP3485EEN，所述RS485模块41的A、B两引脚之间并联一个120Ω的匹配电阻，进行阻值匹配，消除线路上产生的信号反射。
本实用新型的气动式线性位移测量装置可以与各种气动测量头装置配套使用，可以实现高度差、平行度、垂直度、同轴度、跳动、厚度等形位公差的准确检测。
本实用新型的有益效果在于，采用第一主板和第二主板分开布板的分体式结构，可以有效提高电路板抗干扰及电磁兼容能力，同时利于设备整体的小型化，使其易于安装在狭小空间内，可以确保极高的测量精度与重复精度，主控单元、显示单元、通讯单元可快速准确的读取位移量数据进行显示并传递给PLC终端，通过外壳的防护功能，可防尘、防强喷射(达到IP65防护标准)，可在恶劣的工作环境下使用。
Claims (10)
1.一种气动式线性位移测量装置，包括：
设置在壳体内的第一主板和第二主板，所述第二主板设置在第一主板上方；
所述第一主板上设置有传感器单元(1)，所述传感器单元(1)用于获取测量杆位移量数据；
所述第二主板上设置有主控单元(2)、显示单元(3)、通讯单元(4)和供能单元(5)，所述主控单元(2)分别与传感器单元(1)、显示单元(3)、通讯单元(4)和供能单元(5)电连接，所述通讯单元(4)另一端与PLC终端(6)连接用于传输数据，所述传感器单元(1)测量出测量杆位移量数据后传输给主控单元(2)，主控单元(2)将接收到的数据处理后传输到显示单元(3)进行显示，同时将数据通过通讯单元(4)传递给PLC终端(6)，所述供能单元(5)为各单元供电。
2.根据权利要求1所述的气动式线性位移测量装置，其特征在于，所述显示单元(3)包括：LCD液晶显示模块(31)和LED数据显示模块(32)，所述LCD液晶显示模块(31)和LED数据显示模块(32)分别与主控单元(2)的输出端连接，用于将数据进行显示。
3.根据权利要求1所述的气动式线性位移测量装置，其特征在于，所述供能单元(5)包括：电源(51)、电源防反接保护模块(52)和LDO稳压模块(53)，所述电源(51)、电源防反接保护模块(52)和LDO稳压模块(53)顺次串联后与主控单元(2)的输入端连接，为各单元供电。
4.根据权利要求3所述的气动式线性位移测量装置，其特征在于，所述电源防反接保护模块(52)采用型号为NTZD3154N的双N通道MOS场效应管。
5.根据权利要求3所述的气动式线性位移测量装置，其特征在于，所述LDO稳压模块(53)型号为TPS79730。
6.根据权利要求1所述的气动式线性位移测量装置，其特征在于，所述主控单元(2)采用型号为MSP430F435的微控制器。
7.根据权利要求1所述的气动式线性位移测量装置，其特征在于，所述传感器单元(1)采用容栅式直线位移传感器，用于检测测量杆位移量，并将检测到的数据传输给主控单元(2)。
8.根据权利要求1所述的气动式线性位移测量装置，其特征在于，所述通讯单元(4)包括：RS485模块(41)和RS232模块(42)，采用ModBus RTU协议进行通讯。
9.根据权利要求8所述的气动式线性位移测量装置，其特征在于，所述RS232模块(42)型号为SP3232EEN，所述RS485模块(41)型号为SP3485EEN。
10.根据权利要求9所述的气动式线性位移测量装置，其特征在于，所述RS485模块(41)的A、B两引脚之间并联一个120Ω的匹配电阻。
Priority Applications (1)
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| CN202120557464.8U CN214308585U (zh) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | 一种气动式线性位移测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN202120557464.8U Active CN214308585U (zh) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | 一种气动式线性位移测量装置 |
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2021
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