專利名稱：槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是槳葉檢測(cè)中測(cè)量的模擬量數(shù)據(jù)的數(shù)字化處理方法及裝置。該方法及裝置可應(yīng)用于各種螺旋葉片的槳葉檢測(cè)設(shè)備中模擬量的數(shù)字化處理。屬于檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在槳葉制造過(guò)程中，槳葉的加工是一項(xiàng)非常復(fù)雜和重要的加工工藝，加工的質(zhì)量直接影響到槳葉成品的性能，加工過(guò)程中需要進(jìn)行槳葉數(shù)據(jù)的多次測(cè)量。槳葉數(shù)據(jù)的測(cè)量是由槳葉檢測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，在測(cè)量過(guò)程中需要人工連續(xù)讀取并記錄槳葉檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)的數(shù)據(jù)，檢測(cè)完成后需要對(duì)測(cè)得的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，處理結(jié)果用于指導(dǎo)槳葉的進(jìn)一步加工。我們知道人工讀取、記錄和分析數(shù)據(jù)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且可能帶來(lái)人為的錯(cuò)誤，所以有必要借助計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄、分析和處理功能。
現(xiàn)有的槳葉檢測(cè)設(shè)備測(cè)量精度較高，價(jià)格昂貴，但大部分沒(méi)有數(shù)字化接口，無(wú)法實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)的通訊功能，而最新的數(shù)字化槳葉檢測(cè)設(shè)備的價(jià)格又非常昂貴，所以有必要給現(xiàn)有的槳葉檢測(cè)設(shè)備提供數(shù)字化接口功能，從而可以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的控制管理功能，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提出了一種槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理方法并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的處理裝置，實(shí)現(xiàn)了槳葉檢測(cè)設(shè)備的數(shù)字化接口功能，槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)和分析處理。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理裝置，主要由槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀和計(jì)算機(jī)組成，槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀是關(guān)鍵，可以完成槳葉檢測(cè)設(shè)備中模擬量數(shù)據(jù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換功能。如何獲取槳葉檢測(cè)設(shè)備的測(cè)量值是本裝置的特征，槳葉檢測(cè)設(shè)備一般都是用數(shù)碼管來(lái)顯示測(cè)量值，我們只要能識(shí)別出每個(gè)數(shù)碼管的顯示值，就可以獲取槳葉測(cè)量設(shè)備的測(cè)量值。數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)掃描方法基本相同，大體分為靜態(tài)掃描和動(dòng)態(tài)掃描兩種方法，靜態(tài)掃描信號(hào)比較穩(wěn)定，相對(duì)比較容易分析出數(shù)碼管的顯示值，大部分掃描方法是動(dòng)態(tài)掃描方法，而動(dòng)態(tài)掃描信號(hào)非常復(fù)雜，即使數(shù)碼管顯示值不變化，動(dòng)態(tài)掃描信號(hào)也動(dòng)態(tài)變化，所以分析起來(lái)比較困難，這種信號(hào)不僅波形不規(guī)則，而且變化頻率快，干擾信號(hào)多，首先需要通過(guò)硬件和軟件的信號(hào)處理方法提取出有用的信號(hào)信息，再動(dòng)態(tài)跟蹤這種掃描信號(hào)分析出掃描的頻率和變化規(guī)律，這里槳葉檢測(cè)設(shè)備的數(shù)碼管使用的是動(dòng)態(tài)掃描方法，所以處理起來(lái)技術(shù)難度較大。
槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理裝置中槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀的輸入端接槳葉檢測(cè)設(shè)備的數(shù)碼管掃描信號(hào)輸出端，槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀對(duì)數(shù)碼管掃描信號(hào)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換，經(jīng)符號(hào)和數(shù)字識(shí)別即可得到數(shù)顯表顯示的數(shù)據(jù)，槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀的通訊信號(hào)輸出端接計(jì)算機(jī)的RS-232串行通訊口輸入端，實(shí)現(xiàn)槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換功能。
槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理方法分為四個(gè)步驟一、將槳葉檢測(cè)設(shè)備中數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)掃描信號(hào)引出給槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀的信號(hào)采集驅(qū)動(dòng)隔離子電路；槳葉檢測(cè)設(shè)備中共有三塊槳葉測(cè)量數(shù)顯表，這三塊槳葉測(cè)量數(shù)顯表分別用來(lái)測(cè)量槳葉各測(cè)量點(diǎn)的X(葉面半徑)、Y(螺距)、Z(角度)；每個(gè)槳葉測(cè)量數(shù)顯表有八個(gè)數(shù)碼管，這八個(gè)數(shù)碼管共有十六個(gè)動(dòng)態(tài)掃描信號(hào)，其中八個(gè)是數(shù)碼管位選信號(hào)D0-D7，另八個(gè)是數(shù)碼管段選信號(hào)A-H，動(dòng)態(tài)掃描原理是先輸出數(shù)碼管段碼信號(hào)，再通過(guò)位選信號(hào)依次選中某個(gè)數(shù)碼管進(jìn)行顯示，直至所有數(shù)碼管顯示完畢，再重復(fù)掃描；二、信號(hào)驅(qū)動(dòng)和光電隔離子電路模塊對(duì)采集的數(shù)碼管掃描信號(hào)進(jìn)行放大、光電隔離和濾波等預(yù)處理后，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TTL電平信號(hào)輸出給CPU主板子電路；三、CPU主板子電路模塊通過(guò)擴(kuò)展的并行輸入口輸入采樣的掃描信號(hào)；由CPU的計(jì)算處理，分析出槳葉檢測(cè)設(shè)備中數(shù)顯表的顯示值；四、再將這些值通過(guò)通訊驅(qū)動(dòng)子電路模塊變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的RS-232通訊信號(hào)傳送給上位機(jī)處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明中的槳葉測(cè)量數(shù)字化處理裝置可用來(lái)實(shí)現(xiàn)槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換和處理功能，并將讀取的測(cè)量值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊信號(hào)，傳送給上位計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀可以用于工廠貴重進(jìn)口儀表的數(shù)字化改造，因?yàn)檫@些進(jìn)口儀表雖然不帶通訊接口，但價(jià)格昂貴，性能優(yōu)越，通過(guò)槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀可以讓這些舊儀表發(fā)揮出現(xiàn)代進(jìn)口數(shù)字儀表的功能，進(jìn)而聯(lián)入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化。


附圖1是本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。
附圖2是槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀電原理圖。
附圖3是數(shù)碼管掃描信號(hào)采集驅(qū)動(dòng)隔離子電路圖。
附圖4是CPU主板子電路圖。附圖5是通訊驅(qū)動(dòng)子電路圖。
附圖6是按鍵輸入及狀態(tài)指示子電路圖。
具體實(shí)施例方式對(duì)照?qǐng)D1，槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理裝置，其結(jié)構(gòu)是由槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀和計(jì)算機(jī)(現(xiàn)有技術(shù))組成；其中槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀的輸入端接槳葉檢測(cè)設(shè)備的數(shù)碼管掃描信號(hào)輸出端，槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀的通訊信號(hào)輸出端接計(jì)算機(jī)的RS-232串口輸入端。在槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀和計(jì)算機(jī)間可串接信號(hào)驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。
槳葉檢測(cè)設(shè)備中的數(shù)顯表是用來(lái)測(cè)量槳葉各測(cè)量點(diǎn)葉面半徑、螺距、角度三種數(shù)據(jù)。它通過(guò)槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀，將槳葉各測(cè)量點(diǎn)葉面半徑、螺距、角度三種數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，經(jīng)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信號(hào)(或經(jīng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)器)輸出給計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，并以文件形式存儲(chǔ)。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，因傳輸距離等因素出現(xiàn)信號(hào)衰弱影響數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，采用信號(hào)驅(qū)動(dòng)器，信號(hào)驅(qū)動(dòng)器將普通RS-232串行通訊能力從十幾米提高到一、二公里。通過(guò)串行通訊軟件，經(jīng)槳葉測(cè)量數(shù)字化處理裝置儀處理的數(shù)據(jù)可傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)部，槳葉工藝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件可直接調(diào)用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行槳葉加工工藝處理。
槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀主要性能指標(biāo)如下電源5V線性直流穩(wěn)壓電源，數(shù)據(jù)最大傳輸速率9600位/s，
通訊方式RS-232串行通訊。
所述的信號(hào)驅(qū)動(dòng)器是對(duì)槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀輸出的串行通訊信號(hào)進(jìn)行放大，使能力得到大幅度提高。信號(hào)驅(qū)動(dòng)器系外購(gòu)部件，在信號(hào)驅(qū)動(dòng)器中，電源取自RS-232的腳4或腳20的高電平。RS-232的信號(hào)電平經(jīng)電壓-電流轉(zhuǎn)換成20mA左右的信號(hào)電流，光電隔離器件的信號(hào)傳遞上實(shí)質(zhì)上是靠電流環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因而信號(hào)傳送距離長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)。在信號(hào)驅(qū)動(dòng)器的另一端，電流-電壓轉(zhuǎn)換電路將接收到的20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合RS-232接口定義的電壓信號(hào)電平，經(jīng)光電隔離器RS-232的腳3輸送到計(jì)算機(jī)。信號(hào)驅(qū)動(dòng)器(現(xiàn)有技術(shù))的主要技術(shù)指標(biāo)如下通訊距離1～20km(傳輸速率為9600位/s時(shí)通訊距離是1～2km)。
隔離電壓脈沖不小于1500V(持續(xù)3min)，脈沖不小于700V(持續(xù)3min以上)。
接口DB25，RS-232C，其中2為TX，3為RX，7為GND，4-5相連，6-20相連。
傳輸線四根。
對(duì)照?qǐng)D2，是槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀電原理圖。其結(jié)構(gòu)是由數(shù)碼管掃描信號(hào)采集驅(qū)動(dòng)隔離子電路模塊，CPU主板子電路模塊，通訊驅(qū)動(dòng)子電路模塊，按鍵輸入及狀態(tài)指示子電路組成模塊，其中信號(hào)采集驅(qū)動(dòng)隔離子電路模塊的第一、第二、第三、第四、第五、第六輸出/輸入端對(duì)應(yīng)連接CPU主板子電路模塊的第一、第二、第三、第四、第五、第六輸入/輸出端；通訊驅(qū)動(dòng)子電路模塊的第一、第二輸入/輸出端對(duì)應(yīng)連接CPU主板子電路模塊的第七、第八輸出/輸入端；按鍵輸入及狀態(tài)指示子電路模塊的輸出/輸入端對(duì)應(yīng)連接CPU主板子電路的第九輸入/輸出端。
槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀通過(guò)信號(hào)采集驅(qū)動(dòng)隔離子電路模塊采集三塊數(shù)顯表的數(shù)碼管掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)，掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括數(shù)碼管的位選信號(hào)D0-D7，數(shù)碼管的段選信號(hào)A-H。然后通過(guò)信號(hào)驅(qū)動(dòng)和光電隔離將采集的掃描信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送給CPU主板子電路模塊。CPU主板子電路模塊通過(guò)并行輸入口采集采樣的信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，獲得測(cè)量表的顯示值，再將這些值通過(guò)通訊驅(qū)動(dòng)子電路模塊傳送給上位機(jī)處理。
對(duì)照?qǐng)D3，是信號(hào)采集驅(qū)動(dòng)隔離子電路模塊。圖中XD0-XD7、XA-XH為槳葉檢測(cè)設(shè)備中數(shù)顯表X的數(shù)碼管掃描信號(hào)的位選信號(hào)和段碼信號(hào)，YD0-YD7、YA-YH為槳葉檢測(cè)設(shè)備中數(shù)顯表Y的數(shù)碼管掃描信號(hào)的位選信號(hào)和段碼信號(hào)，ZD0-ZD7、ZA-ZH為槳葉檢測(cè)設(shè)備中數(shù)顯表Z的數(shù)碼管掃描信號(hào)的位選信號(hào)和段碼信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)芯片增大驅(qū)動(dòng)能力，然后送入光電隔離電路，減少外界干擾對(duì)槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀的影響，光電隔離后的信號(hào)送給CPU主板子電路模塊的并口輸入電路。鍵盤處理及信號(hào)顯示子電路模塊，用于讀表鍵信號(hào)的輸入，通訊狀態(tài)，系統(tǒng)狀態(tài)的輸出。
對(duì)照?qǐng)D4，是CPU主板子電路模塊。CPU子電路模塊是MCS-51系列單片機(jī)的最小系統(tǒng)，主要包括單片機(jī)芯片、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、并口擴(kuò)展電路，PLD地址譯碼電路，地址鎖存電路等組成，圖中D0-D7為單片機(jī)的8位數(shù)據(jù)總線，A0-A15為單片機(jī)的16位地址總線，PLD地址譯碼電路通過(guò)可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)地址譯碼功能產(chǎn)生8255芯片的片選信號(hào)，兩片8255芯片擴(kuò)展了單片機(jī)的并口數(shù)量，用于輸入前端采集的數(shù)碼管掃描信號(hào)。
程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于單片機(jī)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。
對(duì)照?qǐng)D5，是通訊驅(qū)動(dòng)子電路模塊。通訊驅(qū)動(dòng)子電路模塊通過(guò)RS-232驅(qū)動(dòng)芯片將單片機(jī)的串口輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-232電平信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位計(jì)算機(jī)之間的串行通訊。
對(duì)照?qǐng)D6，是按鍵輸入及狀態(tài)指示子電路模塊。按鍵輸入及狀態(tài)指示子電路模塊包括讀表鍵的信號(hào)輸入隔離電路和系統(tǒng)狀態(tài)顯示發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路。
權(quán)利要求
1.槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理裝置，其特征是由槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀和計(jì)算機(jī)組成；其中槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀的輸入端接槳葉檢測(cè)設(shè)備中數(shù)顯表的數(shù)碼管掃描信號(hào)輸出端，槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀的通訊信號(hào)輸出端接計(jì)算機(jī)的RS-232串口輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理裝置，其特征是在槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀和計(jì)算機(jī)間串接信號(hào)驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理裝置，其特征是所述的槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀由數(shù)碼管掃描信號(hào)采集驅(qū)動(dòng)隔離子電路，CPU主板子電路，通訊驅(qū)動(dòng)子電路，按鍵輸入及狀態(tài)指示子電路組成，其中信號(hào)采集驅(qū)動(dòng)隔離子電路的第一、第二、第三、第四、第五、第六輸出/入端對(duì)應(yīng)連接CPU主板子電路的第一、第二、第三、第四、第五、第六輸入/出端；通訊驅(qū)動(dòng)子電路的第一、第二輸入/出端對(duì)應(yīng)連接CPU主板子電路的第七、第八輸出/入端；按鍵輸入及狀態(tài)指示子電路的輸出/入端對(duì)應(yīng)連接CPU主板子電路的第九輸入/出端。
4.槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理方法，其特征是該方法步驟分為一、將槳葉檢測(cè)設(shè)備中數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)掃描信號(hào)引出給槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀的信號(hào)采集驅(qū)動(dòng)隔離子電路；槳葉檢測(cè)設(shè)備中共有三塊槳葉測(cè)量數(shù)顯表，這三塊槳葉測(cè)量數(shù)顯表分別用來(lái)測(cè)量槳葉各測(cè)量點(diǎn)的X(葉面半徑)、Y(螺距)、Z(角度)；每個(gè)槳葉測(cè)量數(shù)顯表有八個(gè)數(shù)碼管，這八個(gè)數(shù)碼管共有十六個(gè)動(dòng)態(tài)掃描信號(hào)，其中八個(gè)是數(shù)碼管位選信號(hào)D0-D7，另八個(gè)是數(shù)碼管段選信號(hào)A-H，動(dòng)態(tài)掃描原理是先輸出數(shù)碼管段碼信號(hào)，再通過(guò)位選信號(hào)依次選中某個(gè)數(shù)碼管進(jìn)行顯示，直至所有數(shù)碼管顯示完畢，再重復(fù)掃描；二、信號(hào)驅(qū)動(dòng)和光電隔離子電路模塊對(duì)采集的數(shù)碼管掃描信號(hào)進(jìn)行放大、光電隔離和濾波等預(yù)處理后，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TTL電平信號(hào)輸出給CPU主板子電路；三、CPU主板子電路模塊通過(guò)擴(kuò)展的并行輸入口輸入采樣的掃描信號(hào)；由CPU的計(jì)算處理，分析出槳葉檢測(cè)設(shè)備中數(shù)顯表的顯示值；四、再將這些值通過(guò)通訊驅(qū)動(dòng)子電路模塊變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的RS-232通訊信號(hào)傳送給上位機(jī)處理。
全文摘要
本發(fā)明是槳葉測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)字化處理方法及裝置，其結(jié)構(gòu)由槳葉測(cè)量數(shù)字化處理儀(簡(jiǎn)稱處理儀)和計(jì)算機(jī)組成；處理方法是用處理儀通過(guò)信號(hào)采集驅(qū)動(dòng)隔離子電路采集三塊螺距規(guī)數(shù)顯表的數(shù)碼管掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)；通過(guò)信號(hào)驅(qū)動(dòng)和光電隔離將采集的掃描信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送給CPU主板子電路；通過(guò)并行口采集采樣的信號(hào)；再將這些值通過(guò)通訊驅(qū)動(dòng)子電路傳送給上位機(jī)處理。優(yōu)點(diǎn)將處理儀讀取的測(cè)量顯示值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊信號(hào)，傳送給上位計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。處理儀可用于貴重進(jìn)口非數(shù)字化儀表的數(shù)字化改造，進(jìn)口非數(shù)字儀表雖不帶通訊接口，但性能優(yōu)越，處理儀讓舊儀表發(fā)揮現(xiàn)代進(jìn)口數(shù)字儀表功能，進(jìn)而聯(lián)入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化。
文檔編號(hào)G06F13/00GK101025855SQ200710020648
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者陸金桂, 王鑫國(guó), 胡平, 劉學(xué)軍 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)