[实用新型]智能测量仪

说明书

本实用新型给出的是一种采用了红外传感技术、单片机应用技术而研制成的智能化多功能测量仪。属于电子测量仪器技术领域。

现有技术，如毫秒计、周期测定仪、电子停表、频率计、计数器、转速计、定时器、方波信号源等常见仪器，一般而言，它们功能单一，价格偏高且不能实时处理数据。

本实用新型的目的是克服上述存在的问题提出一种集测量、数据处理，实时控制为一体的多功能智能测量仪，它不仅具备上述八种常见仪器的全部功能，还具备实时数据处理，实时控制功能，并能和打印机直接连结以输出数据图形。要求使用方便、重复性好、准确、耐用，易维修、价格低、体积小。

本实用新型的技术解决方案，以MCS－51系列微控制蕊片8031为核心，配有并行接口、驱动电路、整形电路；信息输入由4×4键盘、两个红外光电门、两个电信号门完成；输出由数码管、打印机连结口及两个控制信号输出门完成。所有管理软件固化于EPROM之中。

附图1是本实用新型的工作框图，附图2为本实用新型的电路图。

下面结合附图描述技术方案：附图1中的“微处理系统”由8031、74LS373、2764构成。线路连接见附图2右上方。信息以查询方式及中断方式进入微处理系统，由系统进行相应的处理后根据键盘命令输出。

附图1中的“键盘输入、显示输出”是指4×4键盘、八位亮绿色数码管及六位红色数码管构成十四位双色数码管输出。附图2左下方表示键盘与8031的P1、2～P1、5，8255的PB、O～PB、3连结以便微处理系统对键盘进行扫描查询以输入功能命令及必要的数据。显示采用动态方式，由8255的PA、O～PA、7控制码形，PC、O～PC、7控制八位亮绿色数码管，六位红色数码则由8031的P1、O～P1、5这六个脚控制。这样一次可以输出十四位数据，或者一次输出两组数据、如两个挡光时间或两个频率或同时显示机械振动次数和总时间。

附图1中的“打印输出”是指打印机电缆插座，附图2右下方E门表示了打印机电缆插座十一条线的连接方法。其中八条数据线由8255的PC、0～PC、7提供，也就是说8255的PC、0～PC、7这八条线可作打印输出数据线或作为八位亮绿色数码管的位控制线；查询线由8255的PB、6提供，打印机应答线由8031的P1、7提供输入通道。

附图1中的“方波、控制信号输出”是指方波、控制信号输出门。附图2中的8031的左下侧的D门，8255左下侧的F门表示了线路连结方式。方波信号直接由8255的PB、4，PB、5接出，其频率可以在4HZ～100KHZ内变化，如用键盘输入9870再按方波功能键，微处理系统立即运算得到半周期值，PB、4按半周期时间交替输出高电平、低电平，即输出频率为9870HZ的方波。控制信号则经75452驱动输出，可带两路小于45伏，300毫安的负载。

附图1中的“光电信号”是指两路红外光电门信号，两路电信号输入，红外光电门与红外探头相接。根据使用情况不同，分别使用透射式或反射式探头。每个红外探头由半径2毫米的砷化镓红外发射管及硅光敏三极管组成，根据物体对红外光的透射率或反射率的不同而转换为相应的电信号，经整形电路后通过8031的INTO和INT1进入微处理系统；电信号则经限幅整形电路后经8031的T0、T1两条线送入微处理系统，整形电路采用四门电压比较器LM339。线路连结见附图2的右上角。

本实用新型中其他地址线A0～A7、A8～A12，数据线D0～D7，控制线ALE，PSEN，WR，RD的连结已表示在附图2中。

由于采用6M晶振，因此测时最小分辨率为2μS，本实用新型带有电子钟功能，可与电台报时比较得到固有误差，并通过软件进行误差修正，因而测量准确、可靠、重复性好。

本实用新型在EPROM中已固化各种功能控制软件以及浮点运算、简易反汇编程序，不仅可以作多种数据处理，还可将自身软件按操作码借助打印机打印出来。这方便了用户对本实用新型进行功能改造，提高了实用性。

本实用新型测挡光时间利用电平负跳变中断方式，测速是首先测定附于运动物体上挡光片挡光时间并将挡光片长度除以时间而得，若由键盘输入该物体质量，相乘后即得到动量，进而得到动能。测加速度则先测得通过两个光电门时的速度以及这两个速度的时间间隔经运算后自动显示。测转速是测定大于1秒钟转动次数并判定为整数转后自动算出每分钟转数，因而转速测定十分精确。将带开关的发令枪与电信号输入门连结、100瓦特白炽灯泡作为红外光源，再利用硅光敏三极管接收田径运动员挡光信号则构成了一具实用的低价格、高精度自动计时跑表。

本实用新型由于采用了红外检测及单片机应用技术，因而具有抗干扰，准确、可靠，多功能，智能化等优点，智能化是指本实用新型能自动测定并记忆运动物体多个挡光时间，并进行运算打印记录，多功能是指本实用新型具有测时、测速、测加速度、测转速、测机械振动周期、测频率、测电脉冲周期以及计数、定时、输出方波并能直接与打印机连结、能驱动曝光电动快门或电磁继电器等多种功能。本实用新型采用长寿命通用部件，并采用插座结构，全部硬件成本250元，主机板仅一本32K书大小，因而整机体积小，重量轻。在线路板准备好后只要两小时就可焊好，配上外壳，接上探头即可使用。使用中即使因插错电源而将集成块损坏，也仅需更换集成块而无须动用电烙铁。以上所述体现了本实用新型具备新颖性，创造性和实用性。