专利名称：一种烟叶厚度测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种厚度测量仪，特别是涉及一种烟叶厚度测量仪。
背景技术：
叶片厚度是烟叶的重要物理性状，在一定程度上反映了烟叶的发育状况、成熟程 度以及打叶质量。烟叶的质量与烟叶的叶片厚度密切相关，精确测量烟叶厚度，为卷烟工业 合理选用烟叶原料并进行适宜的工艺处理提供依据。磷肥用量对烟叶厚度有很大影响，而 磷是烟草生长发育所必需的主要营养之一，因此实时跟踪测量烟叶厚度，为合理施肥提供 参考。烤烟国家标准(40级)将叶片结构和身份作为两项品质因素来说明烟叶外观质量 或等级质量，可见其重要性。然而，对于能够直接表示烟叶身份和叶片结构的物理性状如叶 片厚度和叶片质量，以前多是靠感官判断或者机械指针表盘读数来建立定性概念，缺乏系 统准确的测定研究，测量精度较低，测量结果在实践中的参考价值大打折扣。如能准确测量烟叶厚度，实时监控烟叶厚度尺寸变化，提高测量精度，获得有价值 的烟叶厚度值。这样，烟叶厚度的测量，可以转化为微位移传感器的测量精度和相互对应规 律的研究。
发明内容本实用新型的目的是提供一种烟叶厚度测量仪，传感器选用具有直向测头、分辨 力高于0. 1 i! m的位移传感器，位移传感器对烟叶厚度进行采集，使用单片式集成电路实现 传感器输出信号的转换，采用单片机测控电路实现烟叶厚度信号的处理与显示。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下本实用新型包括夹具主体、L形传感器测头提升器、定位调整测头手柄、位移传感 器和传感器信号处理电路；位移传感器装夹在夹具主体一侧；位移传感器的测量头与夹具 主体下端的测头螺钉的测量平台相对布置，L形传感器测头提升器的长臂上端安装在夹具 主体中部位置并与夹具主体形成滑动配合，L形传感器测头提升器的长臂下端装有弹簧，L 形传感器测头提升器的短臂端部与位移传感器的测量头连接，定位调整测头手柄中部与夹 具主体之间通过圆柱销转动连接，定位调整测头手柄的一端与L形传感器测头提升器的长 臂上端连接，位移传感器经信号线与位移传感器信号处理电路连接。所述的位移传感器信号处理电路包括信号转换电路、A/D转换芯片、单片机控制系 统、存储器、时钟芯片、显示屏、串行接口电路和键盘；单片机控制系统分别接A/D转换器、 存储器、时钟芯片、显示屏、串行接口电路和键盘电路，位移传感器信号经信号转换电路与 A/D转换芯片连接，串行接口电路与PC上位机连接。本发明的有益效果是(1)本实用新型公开的烟叶厚度测量仪，测量仪支架设计中特别加入了方便提升 传感器测头的装置，使得测量烟叶片过程中可以很方便实现烟叶片的放置与取出，并且保证不损害烟叶片。(2)本实用新型公开的烟叶厚度测量仪体积小，便于携带，其中测量仪支架右侧的 环形结构特别适合手持使用，操作简单，节省人力。(3)本实用新型公开的烟叶厚度测量仪结合信号处理电路可以实现高精度测量 烟叶厚度的目的。本实用新型公开的烟叶厚度测量仪中采用了具有直向测头、分辨力高于 0. Iym的位移传感器采集烟叶厚度信息，而传统的厚度测量装置则是采用精确度低的机械 仪表。(4)本实用新型公开的烟叶厚度测量仪引入单片机测控系统，测量过程可以连续 进行，并且测量数据自动保存。

图1是烟叶厚度测量仪支架机械结构示意图。图2是烟叶厚度测量仪结构框图。图3是AD598信号转换电路图。图中1、夹具主体；2、L形传感器测头提升器；3、定位调整测头手柄；4、圆柱销； 5、位移传感器；6、沉头螺钉；7、测头螺钉；8、锁紧螺母；9、弹簧。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示，本实用新型包括夹具主体1、L形传感器测头提升器2、定位调整测头 手柄3、位移传感器5和传感器信号处理电路；位移传感器5装夹在夹具主体1 一侧；沉头 螺钉6与夹具主体1之间螺纹连接，用于紧固传感器5 ；位移传感器5的测量头与夹具主体 1下端的测头螺钉7的测量平台相对布置，用于夹紧烟叶片；L形传感器测头提升器2的长 臂上端安装在夹具主体1中部位置并与夹具主体1形成滑动配合，L形传感器测头提升器 2的长臂下端装有弹簧9，L形传感器测头提升器2的短臂端部与位移传感器5的测量头连 接；定位调整测头手柄3中部与夹具主体1之间通过圆柱销4转动连接，定位调整测头手柄 3的一端与L形传感器测头提升器2的长臂上端连接；位移传感器5经信号线与位移传感 器信号处理电路连接。如图1所示，位移传感器5以一定的高度装夹在夹具主体1上，由沉头螺钉6紧固 传感器5，传感器5的高度是可以调节的；测头螺钉7装在夹具主体1上，测头螺钉7与夹 具主体1之间螺纹连接，测头螺钉的高度是可以调节的，测头螺钉7的位置由锁紧螺母8固 定；烟叶片放置于侧头螺钉7的测量平台上；通过调整位移传感器5、测头螺钉7的高度，使 位移传感器5的测头、测头螺钉7的测量平台之间良好接触；测量时，将位移传感器5调整 到合适高度，用沉头螺钉6将其紧固；调整侧头螺钉7的高度，当侧头螺钉7的测量平台与 位移传感器5的测头轻轻接触时用锁紧螺母8紧固测头螺钉7 ；向下微摁定位调整测头手 柄3，弹簧9被压缩，L形传感器测头提升器2向上移动，位移传感器5的测头被L形传感器 测头提升器2向上提起；将烟叶片放置在测头螺钉7与位移传感器5的测头之间；放开定 位调整测头手柄3，弹簧9恢复伸长，L形传感器测头提升器2向下移动，位移传感器5的测 头被L形传感器测头提升器2释放；位移传感器5的测头、烟叶片、侧头螺钉7三者紧密接触。位移传感器5的测头、烟叶片、测头螺钉7三者接触紧密但又不至于使得烟叶片受伤。如图2所示，所述的传感器信号处理电路包括信号转换电路、A/D转换芯片、单片 机控制系统、存储器、时钟芯片、显示屏、串行接口电路和键盘；单片机控制系统分别接A/D 转换芯片、存储器、时钟芯片、显示屏、串行接口电路和键盘，位移传感器信号经信号转换电 路与A/D转换芯片连接，串行接口电路与PC上位机连接。如图3所示，信号转换电路使用单片式集成芯片AD598 ；AD598激磁输出EXC1脚 经luF电容与电感式传感器半桥线圈的一端相连，同时接到由电位器、两个510Q串联电 阻并联组成的桥路上；位移传感器半桥线圈的另一端接到AD598的11脚，同时接到桥路电 位器的滑动端，用于输出零位；AD598的10脚接到桥路中两个510 Q串联电阻的中间位置； AD598的4、5脚接电位器，用于调节输出激磁的幅度；6、7脚之间接0. OluF电容，8、9脚之 间接O.OluF电容，12、13脚之间接0. luF电容，14、15脚之间接0. 33uF电容，17脚接地； 输出16脚与反馈端15脚之间接电位器，用于调整输出信号的幅值范围；电源脚1、20分别 接-12V、+12V直流电，且电源与地之间分别接0. luF去耦电容。如图2所示，信号转换电路一端与A/D转换芯片连接，另外一端与位移传感器信号 输出端连接；PC上位机采用VB语言编写，使用串行口与下位机通信。位移传感器输出的反 映叶片厚度信息的交流信号经信号转换电路、A/D转换芯片之后传输给单片机，单片机将接 收到的信号处理后变成对应的位移量大小，最终将测量结果显示在液晶屏上。其中，信号转 换电路使用单片式集成芯片AD598，位移传感器选用标准。8mm、具有直向测头、分辨力高 于0. 1 y m的位移传感器，A/D转换芯片选用AD574，显示屏选用SG12864液晶屏，时钟芯片 选用DS1302，存储器选用2864，串行通信芯片选用MAX232。位移传感器输出的测量信号传输给单片式集成芯片AD598进行信号转换，完成调 幅式转换电路的调制、相敏检波、功放以及滤波等功能。对于图1所示的位移传感器，其输 出信号连接至图3左侧的四脚接口。图3中AD598的16脚输出信号进入A/D转换芯片 AD574，A/D转换之后的数字量由单片机AT89C55控制送入存储器2864中，并送SG12864液 晶屏中显示当前的测量值，2864中存储的测量数据可以通过按键选择显示，按键分别设有 确认、取消、向上、向下、向左以及向右，按键可以显示相应的功能，按键功能有显示界面的 切换、时间、日期设置、测量定时设定等。2864中存储的数据可以定时传输到PC机中。PC 上位机采用VB语言编写，使用串口线与下位机通信。PC机对接收到的数据进行统计采样和 滤波等处理之后，通过折线图与表格的形式显示测量值。PC上位机与下位机通信结束之后， 可以对数据进行查看、保存和打印，PC机里存储着被测烟叶的不同时间段烟叶厚度曲线，以 供研究。本实用新型使用的位移传感器为标准0 8mm、具有直向测头、分辨力高于0. lym 的位移传感器；信号转换电路使用单片式集成芯片AD598，单片机选用AT89C55，A/D转换芯 片选用 ，显示屏选用SG12864液晶屏，时钟芯片选用DS1302，存储器芯片选用2864，串 行通信芯片选用MAX232。
权利要求一种烟叶厚度测量仪，其特征在于包括夹具主体(1)、L形传感器测头提升器(2)、定位调整测头手柄(3)、位移传感器(5)和传感器信号处理电路；位移传感器(5)装夹在夹具主体(1)一侧；夹具主体(1)与沉头螺钉(6)之间螺纹连接；位移传感器(5)的测量头与夹具主体(1)下端的测头螺钉(7)的测量平台相对布置，L形传感器测头提升器(2)的长臂上端安装在夹具主体(1)中部位置并与夹具主体(1)形成滑动配合，L形传感器测头提升器(2)的长臂下端装有弹簧(9)，L形传感器测头提升器(2)的短臂端部与位移传感器(5)的测量头连接，定位调整测头手柄(3)中部与夹具主体(1)之间通过圆柱销(4)转动连接，定位调整测头手柄(3)的一端与L形传感器测头提升器(2)的长臂上端连接，位移传感器(5)经信号线与位移传感器信号处理电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种烟叶厚度测量计，其特征在于所述的位移传感器信号 处理电路包括信号转换电路、A/D转换芯片、单片机控制系统、存储器、时钟芯片、显示屏、串 行接口电路和键盘；单片机控制系统分别接A/D转换器、存储器、时钟芯片、显示屏、串行接 口电路和键盘电路，位移传感器信号经信号转换电路与A/D转换芯片连接，串行接口电路 与PC上位机连接。
专利摘要本实用新型公开了一种烟叶厚度测量仪。由测量仪支架、位移传感器、信号转换电路、A/D转换芯片、单片机控制系统、存储器、时钟芯片、显示屏、串行接口电路和键盘组成。信号转换电路的一端与A/D转换芯片连接，另一端与位移传感器信号输出端连接；PC上位机采用VB语言编写，使用串行口与下位机通信。位移传感器固定在测量仪支架上，位移传感器的侧头与测头螺钉的测量平台相对布置，用于夹紧烟叶片。位移传感器输出的反映叶片厚度信息的交流信号经信号转换电路、A/D转换芯片后传给单片机，单片机将接收到的信号变成对应的位移量大小，将测量结果显示在液晶屏上。本实用新型便于携带、操作简单、测量中烟叶片取放方便，且测量精度高。
文档编号G01B21/08GK201653391SQ20102016146
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者李东升, 白瑞琴, 郭天太, 郭琳 申请人:中国计量学院