一種新型機(jī)電式計(jì)數(shù)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)設(shè)備的計(jì)數(shù)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)今的生產(chǎn)和生活中，經(jīng)常會(huì)涉及到對(duì)一些往復(fù)式運(yùn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行計(jì)數(shù)。現(xiàn)有的計(jì)數(shù)設(shè)備往往采用電子計(jì)數(shù)方式。電子計(jì)數(shù)器利用數(shù)字電路技術(shù)數(shù)出給定時(shí)間內(nèi)所通過(guò)的脈沖數(shù)并顯示計(jì)數(shù)結(jié)果。
[0003]但是現(xiàn)有的計(jì)數(shù)設(shè)備可靠性差，受環(huán)境、溫度等的影響比較大，難以提供均衡穩(wěn)定的計(jì)數(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種新型的機(jī)電式計(jì)數(shù)器，它采用一種電感式位置感應(yīng)傳感器、遲滯比較器電路和基于DSP處理器?？梢詫?shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)物體、類似物體的有規(guī)律運(yùn)動(dòng)或者具有一定頻率的擊發(fā)的次數(shù)計(jì)數(shù)功能。比如，本實(shí)用新型的產(chǎn)品可以用于對(duì)金屬質(zhì)地的產(chǎn)品的計(jì)數(shù)或者槍械中的計(jì)數(shù)。
[0005]具體而言，本實(shí)用新型涉及一種新型機(jī)電式計(jì)數(shù)器，所述新型機(jī)電式計(jì)數(shù)器用于統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)次數(shù)，其特征在于，所述新型機(jī)電式計(jì)數(shù)器包括:電感式位置傳感器，遲滯比較器電路、電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路和DSP數(shù)字信號(hào)處理器，所述電感式位置傳感器安裝在所述往返運(yùn)動(dòng)設(shè)備的一側(cè)，用于感應(yīng)所述往返運(yùn)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)，并產(chǎn)生相應(yīng)感應(yīng)信號(hào)，所述電感式位置傳感器的信號(hào)輸出端口連接至所述遲滯比較器電路的輸入端。
[0006]進(jìn)一步地，所述遲滯比較器電路包括:第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4以及比較器UlA LMl39ο
[0007]進(jìn)一步地，所述電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路包括第五電阻R5以及第六電阻R6，所述第五電阻R5的第一端與所述第六電阻R6的第一端連接，并且所述第五電阻R5的第二端與低壓直流電源相連接，所述第六電阻R6的第二端接地。
[0008]進(jìn)一步地，所述第五電阻R5與第六電阻R6的連接點(diǎn)經(jīng)所述第二電阻R2連接至所述比較器UlA LM139的第一輸入端，所述電感式位置傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)所述電阻Rl連接至所述比較器UlA LM139第二端。
[0009]進(jìn)一步地，低壓直流電源的電壓為+5V，所述比較器UlA LMl39的輸出端分別連接至所述DSP數(shù)字信號(hào)處理器、所述第四電阻R4的第一端以及所述第三電阻R3的第一端。
[0010]進(jìn)一步地，所述第五電阻R5和所述第六電阻R6的阻值相同，二者連接點(diǎn)的電壓為2.5VDCo
[0011]進(jìn)一步地，所述電感式位置傳感器安裝在所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)設(shè)備的側(cè)部3-7_的距離內(nèi)。
[0012]本發(fā)明采用電感式傳感器可以感應(yīng)5?7mm距離的金屬件。在使用時(shí)，將本實(shí)用新型的計(jì)數(shù)器中的電感式傳感器安裝在運(yùn)動(dòng)物體側(cè)部，距離運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)路徑5-7_。本實(shí)用新型主要適合用于金屬質(zhì)地材料的。當(dāng)金屬件接近被測(cè)件5?7_左右時(shí)，傳感器內(nèi)部NPN型或PNP型電感敏感型三極管導(dǎo)通，輸出模擬信號(hào)。信號(hào)幅度與金屬尺寸和距離大小有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0013]電感式傳感器的輸出信號(hào)是模擬電平，由于輸出信號(hào)受到外部環(huán)境的影響，會(huì)存在信號(hào)干擾和毛刺。利用遲滯比較器電路處理原始信號(hào)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL兼容的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)DSP進(jìn)行數(shù)字濾波和檢測(cè)。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:采用低成本傳感器、比較器，實(shí)現(xiàn)干擾濾除，避免漏計(jì)數(shù)和重復(fù)計(jì)數(shù)。本實(shí)用新型采用較少的硬件成本，具有較高的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的計(jì)數(shù)器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示，本實(shí)施例中的計(jì)數(shù)器主要包括電感式位置傳感器、遲滯比較器和電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路和DSP數(shù)字信號(hào)處理器四部分。遲滯比較器電路包括:電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4以及比較器UlA LMl39ο
[0018]電感式位置傳感器選用德國(guó)倍加福公司的F33M型傳感器，采用NPN或PNP型輸出形式，有印模鑄鋅外殼。有效的感應(yīng)距離5?7_。將傳感器安裝在金屬件運(yùn)動(dòng)軌跡的盡頭，但金屬件執(zhí)行一次運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬件運(yùn)動(dòng)到感應(yīng)區(qū)域后折返。折返時(shí)運(yùn)行相同長(zhǎng)度的費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)，部件運(yùn)行速度較慢。這樣，也比較便于傳感器的感應(yīng)響應(yīng)速度和敏感度的提高，減少毛刺。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量，一次往返運(yùn)動(dòng)的輸出脈沖寬度約6?8ms，長(zhǎng)于傳感器響應(yīng)時(shí)間，滿足設(shè)計(jì)要求。
[0019]如圖所示，電阻Rl —端接電感式位置傳感器另一端接比較器的端。電阻R2的第二端與LM139比較器芯片的“ + ”端連接并且與電阻R3的第一端連接。電阻R3的第二端與LM139比較器芯片的輸出端連接，與電阻R4的第一端連接，與DSP數(shù)字信號(hào)處理器的輸入端連接；電阻R4的第二端連接LM139比較器芯片的輸出端，電阻R4的第二端接5VDC電源。
[0020]在本實(shí)施例中，通過(guò)電阻R5和電阻R6構(gòu)成分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，作為遲滯比較器的參考電壓。通過(guò)電阻R2和電阻R3構(gòu)成信號(hào)反饋網(wǎng)絡(luò)，形成遲滯門限幅度，從而起到濾除干擾信號(hào)的作用。DSP數(shù)字信號(hào)處理器能進(jìn)行濾波，進(jìn)一步降低潛在誤碼率。LM139比較器的輸出端口為集電極開路(OC)電路，由上拉電阻R4配置輸出電壓。
[0021]由于環(huán)境狀態(tài)的復(fù)雜性，輸出的感應(yīng)信號(hào)具有自然生成的毛刺和波動(dòng)。波動(dòng)性和信號(hào)擾動(dòng)的毛刺是信號(hào)處理的關(guān)鍵問(wèn)題。如果信號(hào)跳動(dòng)達(dá)到一定幅度或信號(hào)幅度正好處與特征電平附近時(shí)，較小的擾動(dòng)也可能導(dǎo)致系統(tǒng)做出錯(cuò)誤的判斷和計(jì)數(shù)。采用本實(shí)用新型的電感式位置感應(yīng)傳感器和基于ADSP-BF548型DSP的濾波和處理技術(shù)?？梢詫?shí)現(xiàn)高可靠計(jì)數(shù)功能。
[0022]電感式傳感器的輸出信號(hào)是模擬電平，由于輸出信號(hào)受到外部環(huán)境的影響，會(huì)存在信號(hào)干擾和毛刺。利用遲滯比較器電路處理原始信號(hào)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL兼容的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)DSP進(jìn)行數(shù)字濾波和檢測(cè)。
[0023]遲滯比較器電路是一種采用單電源供電的比較器電路芯片，比較器的“ + ”端通過(guò)電阻R2偏置一個(gè)特征電壓，特征電壓由電阻R5和電阻R6構(gòu)成串聯(lián)電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的分壓電路，用5VDC電源分壓產(chǎn)生。特征電壓值約為傳感器輸出電壓的一半。比較器的端直接或通過(guò)一個(gè)電阻連接傳感器的輸出端。通過(guò)電阻R3將比較器輸出端和“ + ”輸入端連接。形成一個(gè)正反饋電路。不難看出，當(dāng)輸出狀態(tài)一旦轉(zhuǎn)換后，只要在跳變電壓值附近的干擾不超過(guò)Δ U之值，輸出電壓的值就將是穩(wěn)定的。
[0024]AU = R2U0/(R2+R3)...........................(I)
[0025]遲滯比較器的正反饋很強(qiáng)，遠(yuǎn)比電路中的寄生耦合強(qiáng)得多，故遲滯比較器還可免除由于電路寄生耦合而產(chǎn)生的自激振蕩。
[0026]通過(guò)示波器觀察電感式傳感器的輸出波形，知道輸出信號(hào)的信噪比約為10左右。按照3倍幅度進(jìn)行濾波的原則設(shè)定遲滯濾波器的門限。
[0027]經(jīng)遲滯濾波器濾波以后的輸