CN2586148Y

CN2586148Y - 数显推拉力计

Info

Publication number: CN2586148Y
Application number: CN 02262033
Authority: CN
Inventors: 叶明�; 王更生; 范卫武; 牛树人
Original assignee: DONGFANG INSTRUMENT FACTORY
Current assignee: DONGFANG INSTRUMENT FACTORY
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2003-11-12
Anticipated expiration: 2012-09-27

Abstract

本实用新型数显推拉力计，它涉及一种测力仪表，是由测量头、应变机构、桥式检测电路、电子组件、开关面膜板和壳体组成。所述的应变机构是由连接轴2、连接座3、弹性体4、固定座5依次连接组成，形状为“S”形；所述的弹性体4采用的是双孔双梁设计结构；所述的A/D转换器为双积分式。本实用新型体积小、系统电路变得简单，而且测量精度高。

Description

数显推拉力计

技术领域：本实用新型涉及一种测力仪表，具体涉及一种能够数显的推拉力计。

背景技术：数显推拉力计可以定量地向被测工件施加推力或拉力、并以数字的形式显示施加推力或拉力的大小，广泛地应用于对推力或拉力有严格要求的行业和部门。数显推拉力计目前正朝着智能化、高准确度、使用方便等方面发展。例如，已申请中国专利、申请号为90225581.9的“微型数字拉力仪”，就是其中一种测量拉力仪表，它是应用模拟放大器、A/D转换器、数显装置将传感器信号放大、显示。这种拉力仪比较在此之前的同类仪表来说，检测精度是得到了一定的提高，但是它的应变机构复杂、采样速度慢、稳定性差、智能化程度低等不足之处确实需要改进。

发明内容：本实用新型的目的是提供一种以计算机采样为配制的数显推拉力计，它在应变机构和A/D转换器上作了改进，这种改进的数显推拉力计的技术方案如下所述：数显推拉力计是由测量头、应变机构、桥式检测电路、电子组件、开关面膜板和壳体组成。所述的应变机构是由连接轴2、连接座3、弹性体4、固定座5依次连接组成，形状为“S”形；所述的弹性体4上采用了双孔双梁设计结构，即在弹性体4的两侧铣有两个对称平面，平面上各贴有两片电阻应变计6；所述的A/D转换器是由IC1-2、IC2-1运算放大器、V1三极管、IC4单片机的P3.1(I/O)口、P3.2(I/O)口、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10电阻器、C4、C5、电容器组成。

由于采用了上述“S”形应变机构，因而优化了力的传递方向、提高了测量精度、缩小了测量组件的体积，并且提高了电阻应变计6的测量精度，改善了电阻应变计6输出线性度。改进的A/D转换器是一个特殊的双积分式A/D转换器23，由于它无需传统的双积分式A/D转换器所需要的±VREF参考电压，因而使系统电路变得简单，同时也降低了推拉力计的成本。

附图说明：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1的侧面示意图；

图3是图1中“S”形应变机构测量组件结构示意图；

图4是本实用新型的的电路图。

具体实施方式：如图1-3所示，本实用新型所述的数显推拉力计是由测量头1、“S”形应变机构、桥式检测电路35、电子组件9、开关面膜板17和壳体组成。测量头附件1通过螺钉螺纹与连接轴2连接，并穿过防护垫护套15，连接轴2与通过螺母7与连接座3连接，连接座3通过螺钉12与弹性体4连接，弹性体4通过螺钉13与固定座5连接，固定座5通过螺钉14与其下壳体34连接。其中由连接轴2、连接座3、弹性体4、固定座5测量组件组成了所述的应变机构，其形状为“S”形；在弹性体4的两侧铣有两个对称平面，平面上各贴有两片电阻应变计6，即形成所述的双孔双梁结构；电阻应变计6以桥式检测电路8通过导线15与电子组件9连接，电子组件9通过导线12与电池10连接，电池10放在电池垫34上，下壳体18通过螺钉16与上壳体11连接，开关面膜板17通过导线18与电子组件9连接，电子组件9内装有电子线路组件19，电子线路组件19是由印刷线路板组件20、面板21组成。印刷线路板组件20包含有信号放大器22、模数转换器23、微控制器(MCU)24、显示电路25、预置报警电路26、设定(预置)电路27、欠压报警电路28、单位转换电路29、模式(测量)转换电路30、自动清“零”电路31、电源变换及稳压电路32、打印接口电路33。

本实用新型应用弯矩对推力或拉力的等效原理，通过电阻应变计来采集弹性体弯矩值，通过计算机检测、采样、计算、显示出推力或拉力值的大小，同时应用键盘控制数显推拉力计启动、清零、单位自动转换(N、Ibf、Kg)、示值跟踪、峰值保持、报警设置、打印等功能来完成检测全过程。

如图4所示，A/D转换器即模数转换器23由IC1-2、IC2-1运算放大器、V1三极管、IC4单片机的P3.1(I/O)口、P3.2(I/O)口、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10电阻器、C4、C5、电容器组成。这是一个特殊的双积分式A/D转换器23，由于它无需传统的双积分式A/D转换器，所需要的±VREF参考电压，因而使系统电路变得简单、成本降低。模数转换器23把信号放大器22放大后的检测信号变为数字量后先送至微控制器(MCU)24进行数字处理及计算，再送显示电路25显示。

本实用新型工作过程为：推力或拉力通过测量头附件1、连接轴2、连接座3将力传递到弹性体4上，使其产生弯矩，从而使贴在弹性体4的电阻应变计6被压或被拉，使其阻值发生变化，四片电阻应变计6组成的桥式检测电路8检测出电阻应变计6阻值发生变化量，送入信号放大器22。放大器22由IC1-1运算放大器、W2电位器、R2、R3电阻器、C1、C2、C3电容器组成，它把桥式检测电路8的微弱变形信号放大至模数转换器23所需要的电压值。

微控制器(MCU)24由IC4单片机、R17、R18、R19、R20、R21、R23电阻器、C10、C11、C12、C13电容器、C14晶体振荡器、S1、S2、S3、S4、S5、S6薄膜开关组成，经过编程后的IC4单片机控制整个电气系统的工作。

显示电路25由液晶显示模块、单片机的P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口、W3电位器组成，它显示的数显推拉力计的检测值及工作模式。

预置报警电路26由V5三极管、LED发光二极管、B蜂呜器、单片机的P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口、液晶显示模块的BZ、BZ\、电阻R24组成，当检测的扭矩值等于预置扭矩值时，声光报警。

设定(预置)电路27由设定键(S1)、选择键(S2)、单片机的P1.2(I/O)口、P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口、P3.7(I/O)口、液晶显示模块组成，在预置工作模式下和预置位提示下，按压选择键(S2)，先选择预置位，再按压设定键(S1)，使液晶显示模块的显示值为所要检测的扭矩值，即设定(预置)好要检测的扭矩值。

欠压报警电路28由IC1-1运算放大器、单片机的P1.5(I/O)口、V2三极管、R14、R15、R16、R^*电阻组成，当电池工作电压低于3V时，为保证扭矩扳手检测的准确度，进行欠压报警。

单位转换电路29由单位键(S3)、液晶显示模块、单片机的P1.3(I/O)口、P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口组成，根据测量要求，按压单位键(S3)，测量单位即可自动转换(N.、Ibf、Kg等)。

模式(测量)转换电路30由模式键(S4)、液晶显示模块、单片机的P1.4(I/O)口、P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口组成，按压模式键(S4)，可选择峰值保持、示值跟踪、测量预置三种工作模式。

自动清“零”电路31由复位/开键(S5)、液晶显示模块、单片机的复位口(RES)、P1.5(I/O)口、P1.6(I/O)口、P1.7(I/O)口组成，按压复位/开键(S5)，可自动清“零”，消除测量误差。

电源变换及稳压电路32由V3三极管、V4三极管、V6二极管、V2二极管、R24、R11、R12电阻器、C10电容器、单片机的P3.5(I/O)口组成，它把供电电压由+4.8V～+6V变成稳定的+4.6V供电路工作。

打印接口电路33由打印键(S6)与打印接口组成，可与计算机RS232接口连接，显示、打印数显推拉力计的检测值及有关资料。

Claims

1.一种数显推拉力计，它包括测量头、桥式检测电路、电子组件、开关面膜板和壳体，其特征在于：与测量头(1)连接的应变机构是由连接轴(2)、连接座(3)、弹性体(4)、固定座(5)、A/D转换器(23)依次连接组成，形状为“S”形。

2.如权利要求1所述的一种数显推拉力计，其特征在于：所述的弹性体(4)采用的是双孔双梁设计结构，即在弹性体(4)的两侧铣有两个对称平面，平面上各贴有两片电阻应变计(6)。

3.如权利要求1或2所述的一种数显推拉力计，其特征在于：所述的A/D转换器是由IC1-2、IC2-1运算放大器、V1三极管、IC4单片机的P3.1(I/O)口、P3.2(I/O)口、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10电阻器、C4、C5、电容器组成。