r>[0044]如圖4所示，信號調(diào)理電路包括電連接的電荷放大電路、反相放大器、二階無源高通濾波器、二階有源低通濾波器和電壓跟隨器。
[0045]電荷放大電路包括運(yùn)算放大器U3、電阻R1、電阻R2、電阻R3，運(yùn)算放大器U3的同相輸入端接電阻R3的一端、壓電傳感器的輸出端，運(yùn)算放大器U3的反相輸入端接運(yùn)算放大器U3的輸出端、電阻R2的一端，電阻R2的另一端接電阻R3的另一端、電阻R1的一端，電阻R1的另一端接地，其功能是將壓電傳感器感應(yīng)的電荷信號轉(zhuǎn)化成為電壓信號。
[0046]反相放大器包括運(yùn)算放大器U4、電阻R4、電阻R5、可調(diào)電阻W，運(yùn)算放大器U4的反相輸入端接電阻R4的一端、可調(diào)電阻W的一端，電阻R4的另一端接運(yùn)算放大器U4的輸出端，可調(diào)電阻W的另一端接電荷放大電路的輸出端即運(yùn)算放大器U3的輸出端，運(yùn)算放大器U4的同相輸入端經(jīng)電阻R5接二階無源高通濾波器，即多路復(fù)用器U5的4腳、14腳，運(yùn)算放大器U4的輸出端接二階無源高通濾波器、二階有源低通濾波器，反相放大器將電壓信號進(jìn)一步放大。
[0047]運(yùn)算放大器U4和運(yùn)算放大器U3分別為型號TLC27M7⑶運(yùn)算放大器的一部分。
[0048]二階無源高通濾波器包括多路復(fù)用器U5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電容C1和電容C2，多路復(fù)用器U5的型號為MAX4053，電容C1的一端接反相放大器的輸出端，即運(yùn)算放大器U4的輸出端，電容C1的另一端接電容C2的一端、電阻R6的一端、電阻R7的一端、電阻R8的一端，電容C2的另一端接電阻R9的一端、電阻R10的一端、電阻R11的一端、二階有源低通濾波器即電阻R12的一端，電阻R6的另一端接多路復(fù)用器U5的12腳，電阻R7的另一端接多路復(fù)用器U5的13腳，電阻R8的另一端、電阻R9的另一端接多路復(fù)用器U5的4腳、14腳，電阻R10的另一端接多路復(fù)用器U5的3腳，電阻R11的另一端接多路復(fù)用器U5的5腳。
[0049]二階有源低通濾波器包括運(yùn)算放大器U6、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電容C3和電容C4，電阻R12的一端接二階無源高通濾波器的輸出端即電容C2的另一端，電阻R12的另一端接電阻R13的一端、電容C3的一端，電阻R13的另一端接電容C4的一端、運(yùn)算放大器U6的同相輸入端，電容C4的另一端接二階無源高通濾波器即多路復(fù)用器U5的4腳、14腳和電阻R14的一端，電阻R14的另一端接電阻R15的一端、運(yùn)算放大器U6的反相輸入端，電阻R15的另一端接運(yùn)算放大器U6的輸出端、電容C3的另一端和電壓跟隨器的輸入端即電阻R16的一端。
[0050]電壓跟隨器包括運(yùn)算放大器U7、電阻R16和電容C5，電阻R16的一端接二階有源低通濾波器的輸出端即運(yùn)算放大器U6的輸出端，電阻R16的另一端接運(yùn)算放大器U7的同相輸入端、電容C5的一端，電容C5的另一端接地，運(yùn)算放大器U7的反相輸入端接輸出端Signal_IN，Signal_IN是最終調(diào)理出來的與傳感器觸針起伏成比例的模擬電壓信號，它與主控制器的ADC輸入端口相連接，可以被處理器采集到，并根據(jù)內(nèi)置算法計(jì)算出表面粗糙度，用以提高信號的驅(qū)動能力，即降低信號源內(nèi)阻。
[0051]運(yùn)算放大器U6和運(yùn)算放大器U7分別為型號MAX4167EPA運(yùn)算放大器的一部分。
[0052]在傳感器向右移動過程中，傳感器內(nèi)的觸針將隨表面的起伏而上下起伏，從而帶動壓電晶體輸出電荷分布信號，這個(gè)電荷信號經(jīng)過電荷放大器和濾波電路之后，被集成到微控制器/微處理器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器采集到，然后微處理就可以根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換值計(jì)算出粗糙度值。測量完后，粗糙度值顯示在0LED上，根據(jù)用戶需要，可以將結(jié)果保存在存儲器中。本實(shí)用新型的通信模塊采用集成的藍(lán)牙模塊，在藍(lán)牙主模式下，可以直接驅(qū)動藍(lán)牙打印機(jī)進(jìn)行測試報(bào)告的打印。
[0053]溫濕度監(jiān)控單元至于主電路板的底部，靠近傳感器，能夠真實(shí)的反映傳感器周圍的溫度和濕度。
[0054]經(jīng)對比試驗(yàn)，本實(shí)用新型粗糙度儀比傳統(tǒng)粗糙度儀的濕度漂移降低50% Μ
[0055]值重復(fù)性平均在5%以內(nèi)；采用有機(jī)發(fā)光顯示器(0LED)作為顯示部件，可以自發(fā)光，無論周圍光線好壞，都能清晰識度；采用無線通信模塊，用于無線打印和無線同步操控，無線打印實(shí)現(xiàn)結(jié)果的實(shí)時(shí)報(bào)告輸出，由手機(jī)或者電腦向粗糙度儀發(fā)送鍵盤碼，粗糙度儀響應(yīng)這個(gè)鍵盤碼，就如同按鍵一個(gè)效果；由于沒有實(shí)際觸碰儀器，不會對粗糙度儀和工件的接觸狀態(tài)造成影響；信號調(diào)理電路降低了信號源內(nèi)阻，提高了信號的驅(qū)動能力。
[0056]以上所述為本實(shí)用新型最佳實(shí)施方式的舉例，其中未詳細(xì)述及的部分均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何基于本實(shí)用新型的技術(shù)啟示而進(jìn)行的等效變換，也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種手持式粗糙度儀，包括主控制器，其特征在于，所述主控制器耦接有溫濕度監(jiān)測單元、顯示單元、通信單元、信號調(diào)理單元和壓電傳感器； 通信單元位HC-05藍(lán)牙模塊，可與打印機(jī)無線連接； 顯示單元為有機(jī)發(fā)光顯示器OLED。2.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于，所述溫濕度監(jiān)測單元包括濕度傳感器U1，濕度傳感器U1采用HTU21D。3.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于，所述溫濕度監(jiān)測單元還包括溫度傳感器U2，溫度傳感器U2采用DS18B20。4.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于，主控制器采用MSP430F149IPM的微處理器。5.如權(quán)利要求1所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于，信號調(diào)理電路包括電連接的電荷放大電路、反相放大器、二階無源高通濾波器、二階有源低通濾波器和電壓跟隨器。6.如權(quán)利要求5所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于，電荷放大電路包括運(yùn)算放大器U3、電阻R1、電阻R2、電阻R3，運(yùn)算放大器U3的同相輸入端接電阻R3的一端、壓電傳感器的輸出端，運(yùn)算放大器U3的反相輸入端接運(yùn)算放大器U3的輸出端、電阻R2的一端，電阻R2的另一端接電阻R3的另一端、電阻R1的一端，電阻R1的另一端接地，其功能是將壓電傳感器感應(yīng)的電荷信號轉(zhuǎn)化成為電壓信號。7.如權(quán)利要求5所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于，反相放大器包括運(yùn)算放大器U4、電阻R4、電阻R5、可調(diào)電阻W，運(yùn)算放大器U4的反相輸入端接電阻R4的一端、可調(diào)電阻W的一端，電阻R4的另一端接運(yùn)算放大器U4的輸出端，可調(diào)電阻W的另一端接電荷放大電路的輸出端，運(yùn)算放大器U4的同相輸入端經(jīng)電阻R5接二階無源高通濾波器，運(yùn)算放大器U4的輸出端接二階無源高通濾波器、二階有源低通濾波器。8.如權(quán)利要求5所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于，二階無源高通濾波器包括多路復(fù)用器U5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電容C1和電容C2，多路復(fù)用器U5的型號為MAX4053，電容C1的一端接反相放大器的輸出端，電容C1的另一端接電容C2的一端、電阻R6的一端、電阻R7的一端、電阻R8的一端，電容C2的另一端接電阻R9的一端、電阻R10的一端、電阻R11的一端、二階有源低通濾波器電阻R6的另一端接多路復(fù)用器U5的12腳，電阻R7的另一端接多路復(fù)用器U5的13腳，電阻R8的另一端、電阻R9的另一端接多路復(fù)用器U5的4腳、14腳，電阻R10的另一端接多路復(fù)用器U5的3腳，電阻R11的另一端接多路復(fù)用器U5的5腳。9.如權(quán)利要求5所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于，二階有源低通濾波器包括運(yùn)算放大器U6、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電容C3和電容C4，電阻R12的一端接二階無源高通濾波器的輸出端，電阻R12的另一端接電阻R13的一端、電容C3的一端，電阻R13的另一端接電容C4的一端、運(yùn)算放大器U6的同相輸入端，電容C4的另一端接二階無源高通濾波器和電阻R14的一端，電阻R14的另一端接電阻R15的一端、運(yùn)算放大器U6的反相輸入端，電阻R15的另一端接運(yùn)算放大器U6的輸出端、電容C3的另一端和電壓跟隨器的輸入端。10.如權(quán)利要求5所述的一種手持式粗糙度儀，其特征在于，電壓跟隨器包括運(yùn)算放大器U7、電阻R16和電容C5，電阻R16的一端接二階有源低通濾波器的輸出端，電阻R16的另一端接運(yùn)算放大器U7的同相輸入端、電容C5的一端，電容C5的另一端接地，運(yùn)算放大器U7的反相輸入端接輸出端Signal_IN。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種手持式粗糙度儀，包括主控制器，主控制器連接有溫濕度監(jiān)測單元，還包括與主控制器耦接的顯示單元、通信單元、信號調(diào)理單元和壓電傳感器，信號調(diào)理電路包括電連接的電荷放大電路、反相放大器、二階無源高通濾波器、二階有源低通濾波器和電壓跟隨器；濕度漂移降低50%；測值重復(fù)性在5%以內(nèi)；采用無線通信模塊，用于無線打印和無線同步操控，無線打印實(shí)現(xiàn)結(jié)果的實(shí)時(shí)報(bào)告輸出，不會對粗糙度儀和工件的接觸狀態(tài)造成影響。
【IPC分類】G01B7/34
【公開號】CN205037865
【申請?zhí)枴緾N201520688675
【發(fā)明人】楊慶德, 尹建華
【申請人】山東中科普銳檢測技術(shù)有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年9月8日