專利名稱：一種便攜式快速檢測(cè)壓電微天平的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量質(zhì)量的計(jì)量裝置，尤其是能準(zhǔn)確測(cè)量微小質(zhì)量及可監(jiān)視質(zhì)量變化過程的智能微天平。
背景技術(shù)：
目前，公知的壓電微天平由傳感器支持平臺(tái)，壓電傳感器，數(shù)據(jù)處理模塊，控制通訊模塊，和人機(jī)模塊組成。壓電傳感器放在被測(cè)物品，傳感器產(chǎn)生振蕩信號(hào)，通過測(cè)量振蕩信號(hào)在人機(jī)界面顯示出想要的數(shù)據(jù)結(jié)果。但是目前的壓電微天平測(cè)量速度慢，被測(cè)物質(zhì)量太高太低均容易造成壓電傳感器不起振，因而無法工作，并且其測(cè)量基準(zhǔn)模塊容易受到環(huán)境溫度影響，大大影響了測(cè)量精確度，而且目前還沒有達(dá)到手持體積的壓電微天平。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的壓電微天平其穩(wěn)定性低，對(duì)環(huán)境要求要求過高，體積過大的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種壓電微天平，解決了其寬量程范圍內(nèi)的穩(wěn)定性問題，并且克服了環(huán)境溫度對(duì)設(shè)備的影響，并且實(shí)現(xiàn)手持微型化。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種便攜式快速檢測(cè)壓電微天平，包括二個(gè)壓電傳感器，二個(gè)壓電傳感器分別通過導(dǎo)線與可調(diào)諧振電路信號(hào)連接，通過可調(diào)諧振電路驅(qū)動(dòng)壓電傳感器，壓電傳感器產(chǎn)生的正弦輸出信號(hào)進(jìn)入到施密特觸發(fā)器中，由施密特觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成同頻率的方波信號(hào)，方波信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)電路，由計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)后通過移位寄存器轉(zhuǎn)成串行信號(hào)，串行信號(hào)通過串行外設(shè)接口總線通信發(fā)送到微處理器；微處理器與D觸發(fā)器信號(hào)連接，D觸發(fā)器與計(jì)數(shù)電路的始能端信號(hào)連接，通過D觸發(fā)器控制計(jì)數(shù)電路中計(jì)數(shù)器的始能端，實(shí)現(xiàn)在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；微處理器分別接收二路由移位寄存器轉(zhuǎn)成的串行信號(hào)，二路串行信號(hào)于微處理器中進(jìn)行比較運(yùn)算；微處理器與液晶顯示模塊通過導(dǎo)線相連，由微處理器比較運(yùn)算后的輸出數(shù)據(jù)信息通過液晶顯示模塊顯示。計(jì)數(shù)電路是由3個(gè)4位計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)成12位計(jì)數(shù)器。微處理器與D觸發(fā)器信號(hào)連接，D觸發(fā)器與計(jì)數(shù)電路的始能端信號(hào)連接，通過D觸發(fā)器控制計(jì)數(shù)電路中計(jì)數(shù)器的始能端，實(shí)現(xiàn)在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。可調(diào)諧振電路由反相器和二個(gè)可調(diào)電容組成，反相器的正端和反端分別經(jīng)一個(gè)可調(diào)電容耦合接地后與壓電傳感器信號(hào)連接。本實(shí)用新型的有益效果是:I)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)可調(diào)式諧振電路設(shè)計(jì)，提高傳石英感器在不同介質(zhì)的起振能力。2)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)基準(zhǔn)電路和采集電路同環(huán)境測(cè)量，抵消由環(huán)境變化引起的測(cè)量誤差。3)本實(shí)用新型整體電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)練，實(shí)現(xiàn)手持化操作。

圖1為本實(shí)用新型的框圖連接圖；圖2為本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
按圖1圖解說明本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)。一種便攜式快速檢測(cè)壓電微天平，包括二個(gè)壓電傳感器，二個(gè)壓電傳感器分別通過導(dǎo)線與可調(diào)諧振電路信號(hào)連接，通過可調(diào)諧振電路驅(qū)動(dòng)壓電傳感器，壓電傳感器產(chǎn)生的正弦輸出信號(hào)進(jìn)入到施密特觸發(fā)器中，由施密特觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成同頻率的方波信號(hào)，方波信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)電路，由計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)后通過移位寄存器轉(zhuǎn)成串行信號(hào)，串行信號(hào)通過串行外設(shè)接口總線通信發(fā)送到微處理器；微處理器與D觸發(fā)器信號(hào)連接，D觸發(fā)器與計(jì)數(shù)電路的始能端信號(hào)連接，通過D觸發(fā)器控制計(jì)數(shù)電路中計(jì)數(shù)器的始能端，實(shí)現(xiàn)在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；微處理器分別接收二路由移位寄存器轉(zhuǎn)成的串行信號(hào)，二路串行信號(hào)于微處理器中進(jìn)行比較運(yùn)算；微處理器與液晶顯示模塊通過導(dǎo)線相連，由微處理器比較運(yùn)算后的輸出數(shù)據(jù)信息通過液晶顯示模塊顯示。計(jì)數(shù)電路是由3個(gè)4位計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)成12位計(jì)數(shù)器。微處理器與D觸發(fā)器信號(hào)連接，D觸發(fā)器與計(jì)數(shù)電路的始能端信號(hào)連接，通過D觸發(fā)器控制計(jì)數(shù)電路中計(jì)數(shù)器的始能端，實(shí)現(xiàn)在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)?？烧{(diào)諧振電路由反相器和二個(gè)可調(diào)電容組成，反相器的正端和反端分別經(jīng)一個(gè)可調(diào)電容耦合接地后與壓電傳感器信號(hào)連接。如圖2所示，本實(shí)用新型采用二個(gè)壓電傳感器，利用差分電路實(shí)現(xiàn)，即利用一個(gè)基準(zhǔn)電路和一個(gè)比較電路進(jìn)行比較測(cè)量的方法，并且實(shí)現(xiàn)采集電路的諧振調(diào)整，和基準(zhǔn)電路采集電路同環(huán)境測(cè)量。采集電路介紹:R1，R2及反相器Ul (集成電路)組成振蕩回路，Cl，C3為諧振電容，傳感器產(chǎn)生的正弦信號(hào)經(jīng)U3 (施密特觸發(fā)器)轉(zhuǎn)換成方波，方波信號(hào)經(jīng)U2 (計(jì)數(shù)器)U6 (計(jì)數(shù)器)級(jí)聯(lián)后的12位計(jì)數(shù)器獲得某單位時(shí)間內(nèi)的信號(hào)振蕩數(shù)，信號(hào)震蕩數(shù)通過U4 (移位寄存器)U5 (移位寄存器)級(jí)聯(lián)而成的16位移位寄存器轉(zhuǎn)成串行信號(hào)，發(fā)送到U7 (微處理器)?；鶞?zhǔn)電路介紹:R4，R5及反相器U8 (集成電路)組成振蕩回路，C21，C22為諧振電容，傳感器產(chǎn)生的正弦信號(hào)經(jīng)Ull (施密特觸發(fā)器)轉(zhuǎn)換成方波，方波信號(hào)經(jīng)UlO (計(jì)數(shù)器)U14 (計(jì)數(shù)器)級(jí)聯(lián)后的12位計(jì)數(shù)器獲得某單位時(shí)間內(nèi)的信號(hào)振蕩數(shù)，信號(hào)震蕩數(shù)通過U12(移位寄存器)U13 (移位寄存器)級(jí)聯(lián)而成的16位移位寄存器轉(zhuǎn)成串行信號(hào)，通過spi (串行外設(shè)接口總線)通信發(fā)送到U7 (微處理器)。控制電路介紹:U9 (D觸發(fā)器)與U7 (微處理器)組合通過編程實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)數(shù)器的控制。
權(quán)利要求1.一種便攜式快速檢測(cè)壓電微天平，包括二個(gè)壓電傳感器，其特征在于: 二個(gè)壓電傳感器分別通過導(dǎo)線與可調(diào)諧振電路信號(hào)連接，通過可調(diào)諧振電路驅(qū)動(dòng)壓電傳感器，壓電傳感器產(chǎn)生的正弦輸出信號(hào)進(jìn)入到施密特觸發(fā)器中，由施密特觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成同頻率的方波信號(hào)，方波信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)電路，由計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)后通過移位寄存器轉(zhuǎn)成串行信號(hào)，串行信號(hào)通過串行外設(shè)接口總線通信發(fā)送到微處理器；微處理器與D觸發(fā)器信號(hào)連接，D觸發(fā)器與計(jì)數(shù)電路的始能端信號(hào)連接，通過D觸發(fā)器控制計(jì)數(shù)電路中計(jì)數(shù)器的始能端，實(shí)現(xiàn)在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)； 微處理器分別接收二路由移位寄存器轉(zhuǎn)成的串行信號(hào)，二路串行信號(hào)于微處理器中進(jìn)行比較運(yùn)算； 微處理器與液晶顯示模塊通過導(dǎo)線相連，由微處理器比較運(yùn)算后的輸出數(shù)據(jù)信息通過液晶顯示模塊顯示。
2.如權(quán)利要求1所述壓電微天平，其特征在于:計(jì)數(shù)電路是由3個(gè)4位計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)成12位計(jì)數(shù)器。
3.如權(quán)利要求1所述壓電微天平，其特征在于:可調(diào)諧振電路由反相器和二個(gè)可調(diào)電容組成，反相器的正端和反 端分別經(jīng)一個(gè)可調(diào)電容耦合接地后與壓電傳感器信號(hào)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量質(zhì)量的計(jì)量裝置，尤其是能準(zhǔn)確測(cè)量微小質(zhì)量及可監(jiān)視質(zhì)量變化過程的智能微天平。為了克服現(xiàn)有的壓電微天平其穩(wěn)定性低，對(duì)環(huán)境溫度要求過高，體積過大的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種壓電微天平，解決了其寬量程范圍內(nèi)的穩(wěn)定性問題，并且克服了環(huán)境溫度對(duì)設(shè)備的影響，并且實(shí)現(xiàn)手持微型化。其特征在于由可調(diào)諧振電路，計(jì)數(shù)電路，控制電路和顯示電路構(gòu)成。可調(diào)諧振電路由反相器，可調(diào)電容組成；計(jì)數(shù)電路由施密特觸發(fā)器，3個(gè)4位計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)成12位計(jì)數(shù)器，移位寄存器組成；控制電路由微處理器，D觸發(fā)器構(gòu)成；顯示電路由微控制器，液晶顯示模塊構(gòu)成。
文檔編號(hào)G01G3/13GK203083674SQ20122071586
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者孫立賢, 劉加成, 張箭, 李芬, 趙梓名 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所