本發(fā)明涉及一種對黑色金屬平面厚度進行檢測的厚度測量儀，屬于金屬檢測儀器技術領域。

背景技術：

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在各種黑色金屬生產(chǎn)加工、應用等技術領域，需要經(jīng)常對金屬進行各種抽檢，以保證產(chǎn)品在各個環(huán)節(jié)的質量，使生產(chǎn)能夠持續(xù)有序地順利進行。但是在生產(chǎn)實際中，由于檢測設備體積大、檢測時間長、操作復雜等各種因素，使得隨時抽測會遇到取樣困難、檢測不準確、耽誤時間長等問題，影響了生產(chǎn)中檢測的實施。對黑色金屬的檢測是鋼鐵企業(yè)的日常工作，各種鋼材的生產(chǎn)過程中都離不開對鋼材的檢測，其中鋼材厚度檢測更是各種鋼板生產(chǎn)過程中必不可少的程序，需要隨著生產(chǎn)流程在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中多次不間斷地進行。目前檢測鋼板厚度的檢測儀器很多，可以對各種鋼板進行檢測，其中在目前生產(chǎn)現(xiàn)場使用的厚度檢測儀存在體積較大、操作不便的缺點，不能快速對鋼板厚度進行臨時檢測，特別是不能在手持使用的情況下，連續(xù)顯示出鋼板厚度的變化，不能滿足生產(chǎn)現(xiàn)場靈活檢測的需要，十分有必要進行改進。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種便攜式金屬厚度檢測儀，這種厚度檢測儀可以滿足各種臨時檢測的需求，攜帶方便，應用簡單，對使用環(huán)境要求寬泛，可以高度地靈活使用。

解決上述技術問題的技術方案是：

一種便攜式金屬厚度檢測儀，它包括箱體、厚度檢測傳感器、電路板、顯示器、電池，電路板、顯示器和電池安裝在箱體內(nèi)，厚度檢測傳感器位于箱體外，電路板由運算放大電路、比較整形電路組成，厚度檢測傳感器通過連接線與電路板的運算放大電路相連接，運算放大電路與比較整形電路相連接，比較整形電路與顯示器相連接，電池分別與厚度檢測傳感器、電路板、顯示器相連接，顯示器的顯示屏位于箱體壁上。

上述便攜式金屬厚度檢測儀，所述厚度檢測傳感器為霍爾傳感器，霍爾傳感器的電源端接電池，霍爾傳感器的輸出端接運算放大電路的輸入端，霍爾傳感器的接地端接地。

上述便攜式金屬厚度檢測儀，所述運算放大電路由運算放大器u1、晶體三極管t1、電阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、電容c1組成，運算放大器u1的反相輸入端通過電容c1、電阻r3與霍爾傳感器的信號輸出端相連接，運算放大器u1的同相輸入端通過電阻r2接地，運算放大器u1的輸出端通過電阻r5接晶體三極管ti的基極，電阻r4作為負反饋電阻接在運算放大器u1的輸出端和反相輸入端之間，晶體三極管ti的發(fā)射極接地，集電極作為運算放大電路的信號輸出端接比較整形電路。

上述便攜式金屬厚度檢測儀，所述比較整形電路包括74hc4046鎖相環(huán)芯片u2及其外圍電路的電阻r7、r8、r9、r10、r11、r12和電容c2、c3、c4、c5，74hc4046鎖相環(huán)芯片u2的信號輸入端與運算放大電路的輸出端相連接，74hc4046鎖相環(huán)芯片u2的信號輸出端與顯示器的指針m相連接，74hc4046鎖相環(huán)芯片u2的各個管腳分別連接電阻或電容。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用霍爾傳感器、運算放大電路、比較整形電路和顯示器組成檢測部分，霍爾傳感器貼在黑色金屬表面，橫向滑動，如果金屬厚度發(fā)生變化，其磁導會發(fā)生變化，這個變化數(shù)量由霍爾傳感器轉化為微電壓信號，該信號是線性的可變電壓信號，與被測量的厚度值同時變化，然后由運算放大電路、比較整形電路進行處理后通過顯示器的指針顯示出來。

本發(fā)明能夠完成黑色金屬厚度測量，可以滿足各種臨時檢測的需求，特別是可以在手持使用的情況下連續(xù)顯示出鋼板厚度的變化狀態(tài)。本發(fā)明性能穩(wěn)定，可以隨身手持便于攜帶，應用簡單，對使用環(huán)境要求寬泛，對黑色金屬平面厚度分布是否均勻一目了然，可以滿足不同領域和環(huán)境檢測人員隨時對金屬平面的檢測需要，可以高度地靈活使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的電原理結構框圖；

圖3是本發(fā)明的電路原理圖；

圖4是μa741運算放大器芯片的管腳圖；

圖5是74hc4046鎖相環(huán)芯片的管腳圖。

圖中標記如下：箱體1、厚度檢測傳感器2、連接線3、顯示器4、電源開關5、使用開關6、霍爾傳感器h1、運算放大器u1、晶體三極管t1、74hc4046鎖相環(huán)芯片u2、電阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12、電容c1、c2、c3、c4、c5、指針m。

具體實施方式

隨著集成電路，工業(yè)傳感器的迅速發(fā)展，用集成電路和高精密傳感器構成檢測設備是檢測設備的發(fā)展趨勢。本發(fā)明用集成電路實現(xiàn)的便攜式黑色金屬厚度檢測儀可以滿足各種臨時檢測的需求，特別是可以在手持使用的情況下連續(xù)顯示出鋼板厚度的變化狀態(tài)，對使用環(huán)境要求寬泛，對黑色金屬平面厚度分布是否均勻一目了然，可以滿足不同領域和環(huán)境檢測人員隨時對金屬平面的檢測需要，可以高度地靈活使用。

圖1顯示，本發(fā)明包括箱體1、厚度檢測傳感器2、電路板、顯示器4、電池。電路板、顯示器和電池安裝在箱體1內(nèi)，厚度檢測傳感器2位于箱體1外，厚度檢測傳感器2通過連接線3與電路板相連接，電池分別與厚度檢測傳感器2、電路板、顯示器4相連接，顯示器4的顯示屏位于箱體1壁上。電池為±15v，可用普通電池即可。

圖2顯示，本發(fā)明的檢測電路由厚度檢測傳感器2、運算放大電路、比較整形電路、顯示器4組成，運算放大電路與比較整形電路相連接，比較整形電路與顯示器4相連接，顯示器4是以指針表的形式，用指針將檢測信號通過數(shù)值方式顯示出來。

圖3顯示，厚度檢測傳感器2為霍爾傳感器h1，霍爾傳感器h1的電源端接電池，霍爾傳感器h1的輸出端接運算放大電路的輸入端，霍爾傳感器h1的接地端接地。

霍爾傳感器h1采用hal495a系列傳感器，hal495a為高靈敏度的集成霍爾線性元件，輸出與電源電壓成比率變化關系，并與磁場強度成正比。該霍爾電路提供增強的溫度穩(wěn)定性和靈敏度。電阻修正技術提供高精度和溫度補償以減小零點和增益的溫漂。正方形的霍爾傳感器把影響輸出的機械和熱應力效應減少到最小程度，正的靈敏度溫度系數(shù)（0.02%/?c典型值）有助于補償?shù)统杀敬配撠摰臏囟认禂?shù)。輸出性能可提供更有效的信號以達到高的精度。工作溫度范圍可以在-40℃到+150℃，電源電壓工作范圍從4.5v到10.5v。輸出電壓范圍最大值0.4~(vcc-0.4)v。

hal495a系列傳感器的主要參數(shù)為：供電電壓（vcc）4.5~10.5；供電電流（icc）最大值8.7ma；輸出類型（電流沉源）比例輸出型典型電流源/沉vcc>4.5v1.5ma；最小電流源vcc>4.5v1.1ma最小電流沉vcc>4.5v0.6ma；零點電壓（b=0gas）2.500±0.075v；敏度（mv/g）3.125±0.125，v/g；線性誤差（%量程）最大值-1.50%作，vt輸出端便可接計數(shù)器進行計數(shù)，并由顯示器顯示檢測數(shù)值。

圖3顯示，運算放大電路由運算放大器u1、晶體三極管t1、電阻r1、r2、r3、r4、r5、r6、電容c1組成，運算放大器u1的反相輸入端通過電容c1、電阻r3與霍爾傳感器的信號輸出端相連接，運算放大器u1的同相輸入端通過電阻r2接地，運算放大器u1的輸出端通過電阻r5接晶體三極管ti的基極，電阻r4作為負反饋電阻接在運算放大器u1的輸出端和反相輸入端之間，晶體三極管ti的發(fā)射極接地，集電極作為運算放大電路的信號輸出端接比較整形電路。

圖3顯示，比較整形電路包括74hc4046鎖相環(huán)芯片u2及其外圍電路的電阻r7、r8、r9、r10、r11、r12和電容c2、c3、c4、c5，74hc4046鎖相環(huán)芯片u2的信號輸入端與運算放大電路的輸出端相連接，74hc4046鎖相環(huán)芯片u2的信號輸出端與顯示器的指針m相連接，74hc4046鎖相環(huán)芯片u2的各個管腳分別連接電阻或電容。

圖3、4顯示，本發(fā)明的運算放大器u1采用μa741運算放大器芯片，它有8個管腳，管腳1、5與外接調零電位器相連接，管腳2、3分別是運算放大器的負相輸入端和正相輸入端，管腳6是輸出端，管腳7接電源，管腳8空置。

μa741運算放大器芯片是高增益運算放大器，可用于軍事，工業(yè)和商業(yè)應用.這類單片硅集成電路器件提供輸出短路保護和閉鎖自由運作，還具有廣泛的共同模式，差模信號范圍和低失調電壓調零能力與使用適當?shù)碾娢?。輸入失調電壓：uio≤1.0mv；輸入失調電流：iio≤20na；輸入基極電流：iib≤80na；最大輸出電壓幅度：uopp=±14v；共模抑制比：cmrr=90db；差模開環(huán)電壓增益：aod=106d；輸入共模電壓范圍：≤±13v；差模輸入阻抗：rid=2.0mω；電源電壓：±15v。

圖3、5顯示，74hc4046鎖相環(huán)芯片u2的管腳功能為：1腳相位輸出端，環(huán)路人鎖時為高電平，環(huán)路失鎖時為低電平；2腳相位比較器ⅰ的輸出端；3腳比較信號輸入端；4腳壓控振蕩器輸出端；5腳禁止端，高電平時禁止，低電平時允許壓控振蕩器工作；6、7腳外接振蕩電容；8、16腳電源的負端和正端；9腳壓控振蕩器的控制端；10腳解調輸出端，用于fm解調；11、12腳外接振蕩電阻；13腳相位比較器ⅱ的輸出端；14腳信號輸入端；15腳內(nèi)部獨立的齊納穩(wěn)壓管負極。

本發(fā)明在使用時，操作者手持霍爾傳感器，并讓霍爾傳感器貼在黑色金屬表面，橫向滑動，如果金屬厚度發(fā)生變化，其磁導會發(fā)生變化，這個變化數(shù)量由霍爾傳感器轉換為電信號，通過后續(xù)電路由指針表顯示出來。本發(fā)明的電源系統(tǒng)使用干電池，由開關控制供給電路。為了便于操作霍爾傳感器和測量電路之間的連接應用帶屏蔽的djvvp軟導線，該導線耐惡略環(huán)境能力強。