专利名称：一种便携式应变测量仪的制作方法
技术领域：
一种便携式应变测量仪技术领域[0001]本实用新型涉及一种便携式应变测量仪，属于测量仪器仪表技术领域。 技术背景[0002]应变测量仪，具体是属于基于应变片原理的变形监测显示仪表，针对工程安全进行自动化测量的仪器设备，广泛应用于桥梁、大坝等应变安全监控。[0003]现有的应变测量仪，能够满足一定的工程应用需求，但是存在以下几个方面的不足[0004]1.现有的应变测量仪多是置于大型机柜盒子中，不利于户外便携测量；[0005]2.现有的应变测量仪都仅仅具有全桥测量设计，在测量非全桥应变片如半桥、1/4 桥时，都需要外接一个补偿桥盒，增加了便携负担；[0006]3.现有的应变测量仪在测量、供电、数据传输方面使用了多个接口，通用性差，使用者的操作难度较大。发明内容[0007]本实用新型的目的是为了克服现有的应变测量仪的不足，提出一种便携式应变测量仪，用于测量应变片的应变值。[0008]本实用新型是通过以下技术方案实现的。[0009]本实用新型的一种便携式应变测量仪，由应变片、机壳、核心电路板、液晶显示面板、按键键盘和电池组成，核心电路板又包含传感器恒流源供电电路、放大电路、AD转换芯片、数据存储器和微处理器，核心电路板上带有电源接口、液晶显示接口、键盘接口、测量信号接口和RS232接口，其中电源接口、信号接口和RS232接口均为对外接口，而且三个接口共用一个DB9接口的9针插座；[0010]上述核心电路板、液晶显示面板、按键键盘和电池均位于机壳内；上述电池为核心电路板、液晶显示面板提供电源；[0011 ] 上述恒流源位于核心电路板上，通过DB9接口的9针接口的BG_V+和AGND引脚为机壳外部待测的应变片提供电源；[0012]应变片产生的信号通过核心电路板的测量信号接口送入放大电路，经放大电路放大后的信号送入AD转换芯片进行AD转换并将结果通过IIC总线送入微处理器，微处理器将AD转换结果存入数据存储器，同时对AD转换结果进行数据标定并将标定后的结果通过液晶显示接口送入液晶显示面板进行显示；[0013]电池两端的电压信号经AD转换芯片进行AD转换并将结果通过IIC总线送入微处理器，可以实现对电池电压的监测；[0014]微处理器通过核心电路板的键盘接口与按键键盘连接，用以接收按键键盘输入的设定指令，用户通过按键键盘设置待测的应变片的桥型模式，桥型模式包括全桥、半桥和 1/4桥三种；[0015]微处理器通过RS232接口与外围的上位机通信，将AD转换结果送入上位机进行进一步处理；[0016]上述AD转换芯片在微处理器的控制器工作于单次采集或者连续采集工作方式。[0017]有益效果[0018]本实用新型的一种便携式应变测量仪，体积小、成本低、操作简单、使用方便、便于携带；集成了全桥、半桥和1/4桥切换功能，不需要外接补偿桥盒的情况下可完成对不同桥型应变片的测量；通过按键设置可以简化测量工序，提高测量效率；采用单一低电源，增加了供电系统的稳定性；将供电、通信和测量3种外部接口集成到了一组DB9接口上，减少了外部接口数量，增加了系统的集成度和可靠性，提高了设备的通用性。


[0019]图1为便携式应变测量仪的外观示意图；[0020]图1中，1为机壳，2为按键键盘，3为9针插座，4为液晶显示面板；[0021]图2为便携式应变测量仪的9针插座接线示意图；[0022]图3为实施例1中测量仪用于全桥测量时的接线方式；[0023]图4为实施例2中测量仪用于半桥测量时的接线方式；[0024]图5为实施例3中测量仪用于1/4桥测量时的接线方式。
具体实施方式
[0025]
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。[0026]一种便携式应变测量仪，其外形如图1所示，由应变片、机壳、核心电路板、液晶显示面板、按键键盘和电池组成，核心电路板又包含放大电路、AD转换芯片、数据存储器和微处理器，核心电路板上带有电源接口、液晶显示接口、键盘接口、测量信号接口和RS232接口，其中电源接口、信号接口和RS232接口共用一个DB9接口的9针插座，插座的接线示意图如图2所示，图2中，1为BG_V+信号，用于传感器供电；2为PC_T)(D信号，3为PC_RXD信号，2和3均用于串口通信；4为AAGND信号，用于接应变片传感器屏蔽线；5为AGND信号， 用于应变片传感器负极供电和串口通信；6为BG_S+信号，9为BG_S-信号，6和9均用于应变片传感器数据测量；7为BAT信号，8为PGND信号，7和8均用于外接电源充电；[0027]上述应变测量仪采用单一 3. 3V供电，其所用电池供电电压为3. 7V ；[0028]上述AD转换芯片为16位芯片；[0029]核心电路板、液晶显示面板、按键键盘和电池均固定安装与机壳内，应变片位于机壳外部且其信号通过核心电路板的测量信号接口送入放大电路；[0030]机壳大小为 162 X 84 X 36mm。[0031]实施例1[0032]将上述便携式应变测量仪用于全桥测量，其接线方式如图3所示，先通过按键将应变仪设置为全桥工作模式，通过传感器配线，将应变片传感器的A、C引线端接至9针插座的1、5脚，B、D引线端接至6、9脚，便携式应变测量仪向传感器的A、C供电，B、D将应变引起的电阻值变化反应出的电压值送入核心电路板，经过放大、AD转换、显示处理后将数值在液晶面板上显示出来。[0033]实施例2[0034]将上述便携式应变测量仪用于半桥测量时，其接线方式如图4所示，先通过按键将应变仪置于半桥工作模式，通过传感器配线，将应变片传感器的A、C引线端接至9针插座的1、5脚，B接至6脚，便携式应变测量仪向传感器的A、C供电，B和便携式应变测量仪内部补偿电路中的D’将应变引起的电阻值变化反应出的电压值送入核心电路板，经过放大、 AD转换、显示处理后将数值在液晶面板上显示出来。[0035]实施例3[0036]将上述便携式应变测量仪用于1/4桥测量时，其接线方式如图4所示，虚线框内作为内部补偿部分，先通过按键将应变仪置于1/4桥工作模式，通过传感器配线，将应变片传感器的A引线端接至9针接头的1脚，B接至6脚，便携式应变测量仪向A和便携式应变测量仪内部补偿电路中的C’供电，B和便携式应变测量仪内部补偿电路中的D’将应变引起的电阻值变化反应出的电压值送入核心电路板，系统经过放大、AD转换、显示处理后将数值在液晶面板上显示出来。[0037]本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等效的技术方案也属于本发明的范畴，其专利保护范围是由本申请权利要求书所限定的。
权利要求1.一种便携式应变测量仪，其特征在于由应变片、机壳、核心电路板、液晶显示面板、按键键盘和电池组成，核心电路板又包含放大电路、AD转换芯片、数据存储器和微处理器，核心电路板上带有电源接口、液晶显示接口、键盘接口、测量信号接口和RS232接口 ；上述核心电路板、液晶显示面板、按键键盘和电池均位于机壳内，应变片位于机壳外部；上述电池为核心电路板、液晶显示面板提供电源； 上述恒流源通过电源接口为机壳外部的应变片提供电源；应变片产生的信号通过核心电路板的测量信号接口送入放大电路，经放大电路放大后的信号送入AD转换芯片进行AD转换并将结果通过IIC总线送入微处理器，微处理器将AD 转换结果存入数据存储器，同时对AD转换结果进行数据标定并将标定后的结果通过液晶显示接口送入液晶显示面板进行显示；电池两端的电压信号经AD转换芯片进行AD转换并将结果通过IIC总线送入微处理器；微处理器通过核心电路板的键盘接口与按键键盘连接，用以接收按键键盘输入的设定指令，用户通过按键键盘设置待测的应变片的桥型模式，桥型模式包括全桥、半桥和1/4桥三种；微处理器通过RS232接口与外围的上位机通信，将AD转换结果送入上位机进行进一步处理。
2.根据权利要求1所述的一种便携式应变测量仪，其特征在于所述电源接口、信号接口和RS232接口均为对外接口，而且三个接口共用一个DB9接口的9针插座。
3.根据权利要求1所述的一种便携式应变测量仪，其特征在于 所述应变测量仪采用单一 3. 3V供电。
4.根据权利要求3所述的一种便携式应变测量仪，其特征在于 应变测量仪中所用电池供电电压为3. 7V。
5.根据权利要求1所述的一种便携式应变测量仪，其特征在于 所述AD转换芯片为16位芯片。
专利摘要本实用新型涉及一种便携式应变测量仪，属于测量仪器仪表技术领域。便携式应变测量仪由机壳、核心电路板、液晶显示面板、按键键盘和电池组成，核心电路板又包含传感器恒流源供电电路、放大电路、AD转换芯片、数据存储器和微处理器，核心电路板上带有电源接口、液晶显示接口、键盘接口、测量信号接口和RS232接口，其中电源接口、信号接口和RS232接口共用一个DB9接口的9针插座。该便携式应变测量仪体积小、成本低、操作简单、使用方便、便于携带，集成了全桥、半桥和1/4桥切换功能，不需要外接补偿桥盒，将供电、通信和测量3种外部接口集成到了一组DB9接口上，减少了外部接口数量，增加了系统的集成度和可靠性，提高了设备的通用性。
文档编号G01B7/16GK202255275SQ20112039426
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者张勇, 王涛, 王石磊, 肖晖衡, 高岩 申请人:北京理工大学, 北京铁科工程检测中心