專利名稱：一種便攜式應(yīng)變測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種便攜式應(yīng)變測量儀技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種便攜式應(yīng)變測量儀，屬于測量儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景[0002]應(yīng)變測量儀，具體是屬于基于應(yīng)變片原理的變形監(jiān)測顯示儀表，針對工程安全進(jìn)行自動化測量的儀器設(shè)備，廣泛應(yīng)用于橋梁、大壩等應(yīng)變安全監(jiān)控。[0003]現(xiàn)有的應(yīng)變測量儀，能夠滿足一定的工程應(yīng)用需求，但是存在以下幾個方面的不足[0004]1.現(xiàn)有的應(yīng)變測量儀多是置于大型機(jī)柜盒子中，不利于戶外便攜測量；[0005]2.現(xiàn)有的應(yīng)變測量儀都僅僅具有全橋測量設(shè)計(jì)，在測量非全橋應(yīng)變片如半橋、1/4 橋時，都需要外接一個補(bǔ)償橋盒，增加了便攜負(fù)擔(dān)；[0006]3.現(xiàn)有的應(yīng)變測量儀在測量、供電、數(shù)據(jù)傳輸方面使用了多個接口，通用性差，使用者的操作難度較大。發(fā)明內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有的應(yīng)變測量儀的不足，提出一種便攜式應(yīng)變測量儀，用于測量應(yīng)變片的應(yīng)變值。[0008]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。[0009]本實(shí)用新型的一種便攜式應(yīng)變測量儀，由應(yīng)變片、機(jī)殼、核心電路板、液晶顯示面板、按鍵鍵盤和電池組成，核心電路板又包含傳感器恒流源供電電路、放大電路、AD轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)存儲器和微處理器，核心電路板上帶有電源接口、液晶顯示接口、鍵盤接口、測量信號接口和RS232接口，其中電源接口、信號接口和RS232接口均為對外接口，而且三個接口共用一個DB9接口的9針插座；[0010]上述核心電路板、液晶顯示面板、按鍵鍵盤和電池均位于機(jī)殼內(nèi)；上述電池為核心電路板、液晶顯示面板提供電源；[0011 ] 上述恒流源位于核心電路板上，通過DB9接口的9針接口的BG_V+和AGND引腳為機(jī)殼外部待測的應(yīng)變片提供電源；[0012]應(yīng)變片產(chǎn)生的信號通過核心電路板的測量信號接口送入放大電路，經(jīng)放大電路放大后的信號送入AD轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換并將結(jié)果通過IIC總線送入微處理器，微處理器將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)存儲器，同時對AD轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定并將標(biāo)定后的結(jié)果通過液晶顯示接口送入液晶顯示面板進(jìn)行顯示；[0013]電池兩端的電壓信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換并將結(jié)果通過IIC總線送入微處理器，可以實(shí)現(xiàn)對電池電壓的監(jiān)測；[0014]微處理器通過核心電路板的鍵盤接口與按鍵鍵盤連接，用以接收按鍵鍵盤輸入的設(shè)定指令，用戶通過按鍵鍵盤設(shè)置待測的應(yīng)變片的橋型模式，橋型模式包括全橋、半橋和 1/4橋三種；[0015]微處理器通過RS232接口與外圍的上位機(jī)通信，將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果送入上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理；[0016]上述AD轉(zhuǎn)換芯片在微處理器的控制器工作于單次采集或者連續(xù)采集工作方式。[0017]有益效果[0018]本實(shí)用新型的一種便攜式應(yīng)變測量儀，體積小、成本低、操作簡單、使用方便、便于攜帶；集成了全橋、半橋和1/4橋切換功能，不需要外接補(bǔ)償橋盒的情況下可完成對不同橋型應(yīng)變片的測量；通過按鍵設(shè)置可以簡化測量工序，提高測量效率；采用單一低電源，增加了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性；將供電、通信和測量3種外部接口集成到了一組DB9接口上，減少了外部接口數(shù)量，增加了系統(tǒng)的集成度和可靠性，提高了設(shè)備的通用性。


[0019]圖1為便攜式應(yīng)變測量儀的外觀示意圖；[0020]圖1中，1為機(jī)殼，2為按鍵鍵盤，3為9針插座，4為液晶顯示面板；[0021]圖2為便攜式應(yīng)變測量儀的9針插座接線示意圖；[0022]圖3為實(shí)施例1中測量儀用于全橋測量時的接線方式；[0023]圖4為實(shí)施例2中測量儀用于半橋測量時的接線方式；[0024]圖5為實(shí)施例3中測量儀用于1/4橋測量時的接線方式。
具體實(shí)施方式
[0025]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。[0026]一種便攜式應(yīng)變測量儀，其外形如圖1所示，由應(yīng)變片、機(jī)殼、核心電路板、液晶顯示面板、按鍵鍵盤和電池組成，核心電路板又包含放大電路、AD轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)存儲器和微處理器，核心電路板上帶有電源接口、液晶顯示接口、鍵盤接口、測量信號接口和RS232接口，其中電源接口、信號接口和RS232接口共用一個DB9接口的9針插座，插座的接線示意圖如圖2所示，圖2中，1為BG_V+信號，用于傳感器供電；2為PC_T)(D信號，3為PC_RXD信號，2和3均用于串口通信；4為AAGND信號，用于接應(yīng)變片傳感器屏蔽線；5為AGND信號， 用于應(yīng)變片傳感器負(fù)極供電和串口通信；6為BG_S+信號，9為BG_S-信號，6和9均用于應(yīng)變片傳感器數(shù)據(jù)測量；7為BAT信號，8為PGND信號，7和8均用于外接電源充電；[0027]上述應(yīng)變測量儀采用單一 3. 3V供電，其所用電池供電電壓為3. 7V ；[0028]上述AD轉(zhuǎn)換芯片為16位芯片；[0029]核心電路板、液晶顯示面板、按鍵鍵盤和電池均固定安裝與機(jī)殼內(nèi)，應(yīng)變片位于機(jī)殼外部且其信號通過核心電路板的測量信號接口送入放大電路；[0030]機(jī)殼大小為 162 X 84 X 36mm。[0031]實(shí)施例1[0032]將上述便攜式應(yīng)變測量儀用于全橋測量，其接線方式如圖3所示，先通過按鍵將應(yīng)變儀設(shè)置為全橋工作模式，通過傳感器配線，將應(yīng)變片傳感器的A、C引線端接至9針插座的1、5腳，B、D引線端接至6、9腳，便攜式應(yīng)變測量儀向傳感器的A、C供電，B、D將應(yīng)變引起的電阻值變化反應(yīng)出的電壓值送入核心電路板，經(jīng)過放大、AD轉(zhuǎn)換、顯示處理后將數(shù)值在液晶面板上顯示出來。[0033]實(shí)施例2[0034]將上述便攜式應(yīng)變測量儀用于半橋測量時，其接線方式如圖4所示，先通過按鍵將應(yīng)變儀置于半橋工作模式，通過傳感器配線，將應(yīng)變片傳感器的A、C引線端接至9針插座的1、5腳，B接至6腳，便攜式應(yīng)變測量儀向傳感器的A、C供電，B和便攜式應(yīng)變測量儀內(nèi)部補(bǔ)償電路中的D’將應(yīng)變引起的電阻值變化反應(yīng)出的電壓值送入核心電路板，經(jīng)過放大、 AD轉(zhuǎn)換、顯示處理后將數(shù)值在液晶面板上顯示出來。[0035]實(shí)施例3[0036]將上述便攜式應(yīng)變測量儀用于1/4橋測量時，其接線方式如圖4所示，虛線框內(nèi)作為內(nèi)部補(bǔ)償部分，先通過按鍵將應(yīng)變儀置于1/4橋工作模式，通過傳感器配線，將應(yīng)變片傳感器的A引線端接至9針接頭的1腳，B接至6腳，便攜式應(yīng)變測量儀向A和便攜式應(yīng)變測量儀內(nèi)部補(bǔ)償電路中的C’供電，B和便攜式應(yīng)變測量儀內(nèi)部補(bǔ)償電路中的D’將應(yīng)變引起的電阻值變化反應(yīng)出的電壓值送入核心電路板，系統(tǒng)經(jīng)過放大、AD轉(zhuǎn)換、顯示處理后將數(shù)值在液晶面板上顯示出來。[0037]本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等效的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，其專利保護(hù)范圍是由本申請權(quán)利要求書所限定的。
權(quán)利要求1.一種便攜式應(yīng)變測量儀，其特征在于由應(yīng)變片、機(jī)殼、核心電路板、液晶顯示面板、按鍵鍵盤和電池組成，核心電路板又包含放大電路、AD轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)存儲器和微處理器，核心電路板上帶有電源接口、液晶顯示接口、鍵盤接口、測量信號接口和RS232接口 ；上述核心電路板、液晶顯示面板、按鍵鍵盤和電池均位于機(jī)殼內(nèi)，應(yīng)變片位于機(jī)殼外部；上述電池為核心電路板、液晶顯示面板提供電源； 上述恒流源通過電源接口為機(jī)殼外部的應(yīng)變片提供電源；應(yīng)變片產(chǎn)生的信號通過核心電路板的測量信號接口送入放大電路，經(jīng)放大電路放大后的信號送入AD轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換并將結(jié)果通過IIC總線送入微處理器，微處理器將AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)存儲器，同時對AD轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定并將標(biāo)定后的結(jié)果通過液晶顯示接口送入液晶顯示面板進(jìn)行顯示；電池兩端的電壓信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換并將結(jié)果通過IIC總線送入微處理器；微處理器通過核心電路板的鍵盤接口與按鍵鍵盤連接，用以接收按鍵鍵盤輸入的設(shè)定指令，用戶通過按鍵鍵盤設(shè)置待測的應(yīng)變片的橋型模式，橋型模式包括全橋、半橋和1/4橋三種；微處理器通過RS232接口與外圍的上位機(jī)通信，將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果送入上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式應(yīng)變測量儀，其特征在于所述電源接口、信號接口和RS232接口均為對外接口，而且三個接口共用一個DB9接口的9針插座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式應(yīng)變測量儀，其特征在于 所述應(yīng)變測量儀采用單一 3. 3V供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種便攜式應(yīng)變測量儀，其特征在于 應(yīng)變測量儀中所用電池供電電壓為3. 7V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式應(yīng)變測量儀，其特征在于 所述AD轉(zhuǎn)換芯片為16位芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種便攜式應(yīng)變測量儀，屬于測量儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域。便攜式應(yīng)變測量儀由機(jī)殼、核心電路板、液晶顯示面板、按鍵鍵盤和電池組成，核心電路板又包含傳感器恒流源供電電路、放大電路、AD轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)存儲器和微處理器，核心電路板上帶有電源接口、液晶顯示接口、鍵盤接口、測量信號接口和RS232接口，其中電源接口、信號接口和RS232接口共用一個DB9接口的9針插座。該便攜式應(yīng)變測量儀體積小、成本低、操作簡單、使用方便、便于攜帶，集成了全橋、半橋和1/4橋切換功能，不需要外接補(bǔ)償橋盒，將供電、通信和測量3種外部接口集成到了一組DB9接口上，減少了外部接口數(shù)量，增加了系統(tǒng)的集成度和可靠性，提高了設(shè)備的通用性。
文檔編號G01B7/16GK202255275SQ20112039426
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者張勇, 王濤, 王石磊, 肖暉衡, 高巖 申請人:北京理工大學(xué), 北京鐵科工程檢測中心