[发明专利]一种用于高精度数显式螺旋测微器上的测量及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子测量装置，尤其适用于高精度数显式螺旋测微器的测量及显示装置，属于电子测量领域。

背景技术

随着工业生产对产品精度越来越高的要求，对产品的检验也需要高精度要求的测量仪器，目前生产与实验当中广泛被使用的测量仪器为游标卡尺与螺旋测微器，但目前市面上的测微器的种类大部分为需人工读数的仪器，在读数过程中，需花费大量的时间，以确保读数的准确性，即使如此，也很难排除人为疲劳的原因而导致读数错误，目前市场上也有生产厂家生产出了部分数显式的螺旋测微器。其精度为0.001CM，专利申请号为201210009791.5的发明专利发明了测量精度达到0.001MM数显式螺旋测微器，而这种数显式螺旋测微器需要快速、准确的测量电路及智能显示装置，本发明作为这种高精度数显式螺旋测微器中的电子测量装置的一部分，为其快速测量及准确读数提供了保障，使该螺旋测微器能快速的实现对被测量件的精确测量。

发明内容

本发明提供了一种用于高精度数显式螺旋测微器的测量及显示装置，解决了螺旋测微器无需人工读数的条件下精确测量，读数显示，数据存取等问题。

为了解决上述技术问题，本发明一种用于高精度数显式螺旋测微器的测量及显示装置的技术方案是：包括了硬件平台和软件平台，硬件平台包括了由激光二极管(D)、调制管(J2)、接受管(J1)组成的六个光电检测模块。调制管可调节激光二极管的光强，接收管其输出电流随接收到的光强变化。由EPF10K10LC84-4(FPGA)芯片、EPC2LC20(EEPROM)芯片和电平转换芯片HD74LVC4245AT组成的数字信号处理模块。EPC2LC20芯片为EPF10K10LC84-4芯片扩展的程序存储器，所述电平转换芯片是将高电平为3.3v逻辑电平转换为单片机能识别的高电平为5v逻辑电平。由STC89C52单片机和LCD1602液晶、复位电路、数据存取电路组成的控制显示模块。所述STC89C52单片机能够驱动LCD1602液晶数字和字母。如图4所示，所述复位电路与单片机的复位引脚连接，按下复位键S1可使控制显示程序重新开始。所述数据存取电路有存数据电路和取数据电路构成，按下存数据电路中的S2可存入当前显示数据，按下取数据电路的S3键可显示上次数据。

所述硬件平台中六个光电检测模块分为两个控制信号检测模块，四个数据信号检测模块，光电检测模块的输出分别与数字信号处理模块中的FPGA芯片I/O接口连接，FPGA芯片的信号输出端分为控制线和数据线，经数字信号处理模块中的电平转换电路与单片机的P1.0和外部中断0连接。所述控制显示模块中LCD液晶、复位电路、数据存取电路与单片机相对应的P口连接。

所述的软件平台包括了用verilog语言(硬件描述语言)编写的能够完成数字信号的采集、处理、输出等任务的信号处理程序，以及用C语言编写的拥有处理数据，驱动液晶显示，控制信号采集，选择数据存取等功能的控制显示程序。所述的软件平台分别烧录在所述硬件平台FPGA(现场可编程门阵列)所属程序存储器EEPROM和单片机的内核中。光电检测模块将检测到的数据信号和控制信号输出给数字信号处理模块。此时烧录在数字信号处理模块中的信号处理程序进行信号采集、处理，分为数据、控制信号输出给控制显示模块，经控制显示程序依据接收到的控制信号对数据进行分析、统计，将数据信息显示在液晶上。

本发明的优点是：采用了高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的激光作为易变电量，保证了测量数据的精准度；使用了低功耗、处理速度快、数字逻辑性强的FPGA(现场可编程门阵列)芯片，提高了测量速度，使数据在传输时稳定、可靠、抗干扰能力强；使用了微控制器AT89C51单片机，使螺旋测微器更加智能化、人性化。

本发明的产生的积极效果是：实现了螺旋测微器在无需人工读数条件下精确测量，对测量数据的存储；提高了测量效率和测量数据的准确性，排除由人为疲劳的原因而导致的读数错误。

附图说明

图1是本发明的硬件平台电路原理图。

图2是本发明的光电检测模块电路原理图。

图3是本发明的数字信号处理模块电路原理图。

图4是本发明的控制显示模块电路原理图。

图5是本发明的信号处理程序流程图。

图6是本发明的控制显示程序流程图。

图7是本发明的数字信号处理模块中的控制信号图(signal4、signal5为输入控制信号，control_out输出控制信号)。