專利名稱：基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是檢測儀器，具體涉及的是通過單片機(jī)對線位移與角線位移傳 感器輸送來的檢測信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并實(shí)現(xiàn)測量值的數(shù)字顯示，檢測精度高，操作便捷的 基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀。
背景技術(shù)：
齒輪雙面嚙合綜合檢查儀，是按測量齒輪和被測量齒輪理論中心距調(diào)整好位置使 雙面嚙合，通過被測齒輪的轉(zhuǎn)動，實(shí)際中心距與理論中心距產(chǎn)生誤差定義為徑向綜合誤差， 該類儀器測量精度不夠，測量結(jié)果在千分表上讀取，由于指針飄忽不定，讀出的數(shù)值是估讀 值，不精確。該儀器的記錄方法落后，記錄的目的是根據(jù)記錄曲線得出一齒徑向綜合誤差， 出于該儀器存在以上種種不足，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀，應(yīng)用各種傳感 器與電測技術(shù)，可以提高徑向綜合誤差的測量精度，同時(shí)可以去除記錄裝置，實(shí)現(xiàn)一齒徑向 綜合誤差數(shù)字顯示。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種測量精度高、測量項(xiàng)目全面的基于單片機(jī)的徑向綜 合誤差測量儀。采用的技術(shù)方案是基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀，包括標(biāo)準(zhǔn)單元、檢測單元和信號處理單元，所 述標(biāo)準(zhǔn)單元包括浮動滑座，標(biāo)準(zhǔn)齒輪、線位移傳感器和刻線尺；所述的浮動滑座設(shè)置在底座 上頂面的一端，浮動滑座下部的前端與刻線尺連接，刻線尺固定裝設(shè)在底座的上邊緣；浮動 滑座的上端面設(shè)有立軸，立軸中部裝設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)齒輪；線位移傳感器通過平頭螺釘固定裝設(shè) 在浮動滑座上；上述檢測單元包括固定滑座和被測齒輪；底座上頂面的另一端設(shè)置有固定滑座， 固定滑座的下部固定裝設(shè)有一游標(biāo)尺；上述絲杠裝設(shè)在底座的上部內(nèi)，固定滑座的下端面 設(shè)有絲母，絲母與固定滑座固定連接，絲母與絲杠轉(zhuǎn)動連接，固定滑座通過絲杠在底座的上 面橫向滑動，固定滑座的上端面設(shè)有回轉(zhuǎn)軸，回轉(zhuǎn)軸中部裝設(shè)有被測齒輪；回轉(zhuǎn)軸的上端設(shè) 置有角度傳感器，角度傳感器與回轉(zhuǎn)軸同軸安裝；上述信號處理單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、鎖存器、單片機(jī)、角度傳感器和線位移傳感 器，角度傳感器和線位移傳感器通過導(dǎo)線分別與鎖存器和多路開關(guān)連接，多路開關(guān)通過導(dǎo) 線與采樣保持器相連接；采樣保持器通過導(dǎo)線與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出分 別通過導(dǎo)線與單片機(jī)和鎖存器的對應(yīng)端連接，單片機(jī)的相關(guān)端腳通過導(dǎo)線與鎖存器連接。上述標(biāo)準(zhǔn)齒輪與被測齒輪相嚙合。上述立軸和回轉(zhuǎn)軸的中部分別設(shè)有立軸卡臺和回轉(zhuǎn)軸卡臺，立軸卡臺和回轉(zhuǎn)軸卡 臺的上端面位于同一平面；標(biāo)準(zhǔn)齒輪和被測齒輪分別對應(yīng)位于立軸卡臺和回轉(zhuǎn)軸卡臺上。上述線位移傳感器和角度傳感器通過導(dǎo)線與單片機(jī)的相應(yīng)端腳連接。[0011]上述的角度傳感器和線位移傳感器為市售成品件。本實(shí)用新型的工作原理齒輪雙面嚙合綜合檢查儀，是按測量齒輪和被測量齒輪理論中心距調(diào)整好位置使 雙面嚙合，通過被測齒輪的轉(zhuǎn)動，實(shí)際中心距與理論中心距產(chǎn)生誤差定義為徑向綜合誤差。 現(xiàn)在安裝一個可測微小位移的傳感器與位于浮動滑座上的平頭螺釘連接；被測齒輪回轉(zhuǎn)軸 上安裝一個角線位移傳感器，儀器結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。線位移傳感器感受嚙合齒輪中心 距的變化量，角線位移傳感器感受被測 齒輪的轉(zhuǎn)角變化。再把傳感器的輸出信號放大，經(jīng)數(shù) 模轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)。通過軟件程序計(jì)算處理，求得徑向綜合誤差和一齒徑向綜合誤差，由數(shù) 字顯示器直接顯示出來。本實(shí)用新型的特點(diǎn)基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀實(shí)現(xiàn)了徑向綜合誤差和一齒徑向綜合誤差的 電測與數(shù)顯，測量精度高。目前齒輪雙面嚙合綜合檢查儀是我國大多數(shù)企業(yè)，特別是中小企業(yè)的重要測量設(shè) 備，生產(chǎn)實(shí)際需要檢測設(shè)備更新?lián)Q代，提高測量效率和測量精度，大量購買新自動測量設(shè) 備，價(jià)格昂貴。而通過運(yùn)用本實(shí)用新型對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，既可以提高測量效率和測 量精度又可以降低成本節(jié)約資源。應(yīng)用這一實(shí)用新型可以為高校相關(guān)專業(yè)提供設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的環(huán)節(jié)、更能改進(jìn)或自制 測量設(shè)備，為高校引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型電路連接框圖。
具體實(shí)施方式
基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀，包括底座13、標(biāo)準(zhǔn)單元、檢測單元和信號處理 單元，所述標(biāo)準(zhǔn)單元包括絲杠1、固定滑座2、浮動滑座10、刻線16、游標(biāo)尺15和被測齒輪5。 上述絲杠1裝設(shè)在底座13的上部內(nèi)，底座13上頂面的一端設(shè)置有固定滑座2，固定滑座2 的下部固定裝設(shè)有一游標(biāo)尺15。固定滑座2的下端面設(shè)有絲母14，絲母14與固定滑座2 固定連接，絲母14與絲杠1轉(zhuǎn)動連接，固定滑座2通過絲杠1在底座13的上面橫向滑動， 固定滑座2的上端面設(shè)有回轉(zhuǎn)軸3，回轉(zhuǎn)軸3中部裝設(shè)有被測齒輪5，標(biāo)準(zhǔn)齒輪7與被測齒 輪5相嚙合，回轉(zhuǎn)軸3的上端設(shè)置有角度傳感器6，角度傳感器6與回轉(zhuǎn)軸3同軸安裝，保證 同步轉(zhuǎn)動。角度傳感器6感受被測齒輪的轉(zhuǎn)角變化。上述檢測單元包括浮動滑座10，標(biāo)準(zhǔn)齒輪7、線位移傳感器11 ；所述的浮動滑座10 設(shè)置在底座13上頂面的另一端，浮動滑座10與刻線尺連接，浮動滑座10的上端面設(shè)有立 軸8，立軸8中部裝設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)齒輪7，標(biāo)準(zhǔn)齒輪7與被測齒輪5相嚙合。線位移傳感器11固 定裝設(shè)在浮動滑座10上，與其上的平頭螺釘12連接，線位移傳感器11能感受到標(biāo)準(zhǔn)齒輪7 與被測齒輪5相嚙合的齒輪中心距的變化，便將變化的信號傳送到單片機(jī)。立軸8上設(shè)有 立軸卡臺9和回轉(zhuǎn)軸3上設(shè)有回轉(zhuǎn)軸卡臺4的上端面位于同一平面，標(biāo)準(zhǔn)齒輪7和被測齒 輪5分別對應(yīng)位于立軸卡臺9和回轉(zhuǎn)軸卡臺4上。[0022]上述信號處理單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、鎖存器、單片機(jī)、角度傳感器6和線位移傳 感器11，角度傳感器6和線位移傳感器11分別采用型號為JXW-1-12-C05E和差動傳感器 LVDT-1，角度傳感器6和線位移傳感器11通過導(dǎo)線分別對應(yīng)與鎖存器和多路開關(guān)連接，多 路開關(guān)通過導(dǎo)線與采樣保持器相連接；采樣保持器通過導(dǎo)線與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，模數(shù)轉(zhuǎn) 換器的輸出通過導(dǎo)線與單片機(jī)的對應(yīng)端連接，單片機(jī)的相關(guān)端腳通過導(dǎo)線與鎖存器連接， 顯示器、LED、打印機(jī)分別通過導(dǎo)線與單片機(jī)的輸出端腳連接。軟件部分包括零點(diǎn)校正、運(yùn)行測量、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)保存等 六個子程序。軟件編程采用MCS-51匯編語言。上述的角度傳感器和線位移傳感器為市售成品件。
權(quán)利要求基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀，包括標(biāo)準(zhǔn)單元、檢測單元和信號處理單元，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)單元包括浮動滑座(10)，標(biāo)準(zhǔn)齒輪(7)、線位移傳感器(11)和刻線尺(16)；上述的浮動滑座(10)設(shè)置在底座(13)上頂面的一端，浮動滑座(10)下部的前端與刻線尺(16)連接，刻線尺(16)固定在底座(13)的上邊緣；浮動滑座(10)的上端面設(shè)有立軸(8)，立軸(8)中部裝設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)齒輪(7)；線位移傳感器(11)通過平頭螺釘(12)固定裝設(shè)在浮動滑座(10)上；上述檢測單元包括固定滑座(2)和被測齒輪(5)；底座(13)上頂面的另一端設(shè)置有固定滑座(2)，固定滑座(2)的下部固定裝設(shè)有一游標(biāo)尺(15)；上述絲杠(1)裝設(shè)在底座(13)的上部內(nèi)，固定滑座(2)的下端面設(shè)有絲母(14)，絲母(14)與固定滑座(2)固定連接，絲母(14)與絲杠(1)轉(zhuǎn)動連接，固定滑座(2)通過絲杠(1)在底座(13)的上面橫向滑動，固定滑座(2)的上端面設(shè)有回轉(zhuǎn)軸(3)，回轉(zhuǎn)軸(3)中部裝設(shè)有被測齒輪(5)；回轉(zhuǎn)軸(3)的上端設(shè)置有角度傳感器(6)，角度傳感器(6)與回轉(zhuǎn)軸(3)同軸安裝；上述信號處理單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、鎖存器、單片機(jī)、角度傳感器(6)和線位移傳感器(11)，角度傳感器(6)和線位移傳感器(11)通過導(dǎo)線分別與鎖存器和多路開關(guān)連接，多路開關(guān)通過導(dǎo)線與采樣保持器相連接；采樣保持器通過導(dǎo)線與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出分別通過導(dǎo)線與單片機(jī)和鎖存器的對應(yīng)端連接，單片機(jī)的相關(guān)端腳通過導(dǎo)線與鎖存器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀，其特征在于上述標(biāo)準(zhǔn) 齒輪(7)與被測齒輪(5)相嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀，其特征在于上述立軸 (8)和回轉(zhuǎn)軸(3)的中部分別設(shè)有立軸卡臺(9)和回轉(zhuǎn)軸卡臺(4)，立軸卡臺(9)和回轉(zhuǎn)軸 卡臺(4)的上端面位于同一平面；標(biāo)準(zhǔn)齒輪(7)和被測齒輪(5)分別對應(yīng)位于立軸卡臺(9) 和回轉(zhuǎn)軸卡臺(4)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀，其特征在于上述線位 移傳感器(11)和角度傳感器(6)通過導(dǎo)線與單片機(jī)的相應(yīng)端腳連接。
專利摘要基于單片機(jī)的徑向綜合誤差測量儀，浮動滑座設(shè)置在底座上頂面的一端，浮動滑座的上端面設(shè)有立軸，立軸中部裝有標(biāo)準(zhǔn)齒輪；線位移傳感器固定裝在浮動滑座上；底座上頂面的另一端設(shè)置有固定滑座，絲杠裝在底座上部內(nèi)，固定滑座的下端面設(shè)有絲母，絲母與絲杠相配合，固定滑座的上端面設(shè)有回轉(zhuǎn)軸，回轉(zhuǎn)軸中部裝有被測齒輪；回轉(zhuǎn)軸上端設(shè)有角度傳感器；標(biāo)準(zhǔn)齒輪與被測齒輪相嚙合。角度傳感器和線位移傳感器分別與鎖存器和多路開關(guān)連接，多路開關(guān)與采樣保持器相連接；采樣保持器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出分別與單片機(jī)和鎖存器的對應(yīng)端連接，單片機(jī)的相關(guān)端腳與鎖存器連接。
文檔編號G01B21/02GK201569422SQ200920248000
公開日2010年9月1日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者劉玉梅, 張雪粉 申請人:沈陽理工大學(xué)