一种涂层测厚仪电路系统的制作方法

1.本实用新型属于测量电路技术领域，尤其涉及一种涂层测厚仪电路系统。


背景技术：

2.涂层测厚仪可无损的测量磁性金属基体上非磁性涂层的厚度及非磁性金属基体上非导电覆层的厚度，在检测计量领域有着比较广泛的使用。传统的涂层测厚仪电路通常为单一的电磁型电路或者涡流型电路，只能兼容n型或f型单一探头或设备；涂层测量时需要操作人员手捏探头放于基体表面，根据待测金属类型更换涂层测厚仪，操作不方便、影响测量效率。探头或者电路类型的限制，会影响涂层测厚仪对待测金属类型的覆盖，使检测误差变大、量程小、测量精度不够；即目前的涂层测厚仪电路系统通用性差。


技术实现要素：

3.旨在克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型解决的技术问题是，提供一种涂层测厚仪电路系统，对电磁型信号和涡流型信号均可进行调理且适配nf型探头，无需更换探头即可在各种金属基体上测量涂层厚度；提高了测量效率，且增大了测量量程、降低了损耗、提高了测量精度。
4.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种涂层测厚仪电路系统，包括fn型涂层探头、与所述fn型涂层探头电连接的屏蔽线缆、探头数据信号调理电路、cpu、与所述cpu电连接的显示电路、与所述cpu电连接的按键电路以及与用于为所述探头数据信号调理电路、所述cpu和所述显示电路供电的供电电路；
5.所述探头数据信号调理电路包括与所述屏蔽线缆电连接的插接件p1、电磁型信号调理电路、涡流型信号调理电路及反相器芯片u4；所述电磁型信号调理电路和所述涡流型信号调理电路并联连接于所述插接件p1和所述反相器芯片u4的相应输入端之间；所述反相器芯片u4的输出端与所述cpu的相应输入端电连接。
6.进一步，所述涡流型信号调理电路包括依次电连接的谐振电路、分频器芯片u1和第一滤波电路；
7.所述谐振电路的两个输入端分别与所述插接件p1的3号、4号插针电连接，所述反相器芯片u4的输入端4a与所述第一滤波电路的输出端电连接；所述反相器芯片u4的输出端4y与所述cpu的相应输入端电连接。
8.进一步，所述分频器芯片u1的型号为74hc4060d；
9.所述谐振电路包括第一支路和第二支路；所述第一支路包括依次串接的电容c2、电容c3和电阻r1；所述电容c2与所述插接件p1的4号插针电连接，所述电阻r1与所述分频器芯片u1的clk2引脚电连接；所述电容c2和所述电容c3之间的结点a与所述插接件p1的3号插针电连接；所述电容c3和所述电阻r1之间的结点b与所述分频器芯片u1的clk0引脚电连接；所述第二支路包括依次串接的电容c4、电容c5和电阻r22；所述电容c4与所述插接件p1的4号插针电连接，所述电阻r22与所述分频器芯片u1的clk1引脚电连接。
10.进一步，所述第一滤波电路包括与所述分频器芯片u1的q12引脚电连接的电容c16、与所述电容c16均电连接的电阻r7和电阻r10；所述电阻r7与5v电源电连接，所述电阻r10接地，所述电阻r7、所述电容c16和所述电阻r10三者连接的结点c与所述反相器芯片u4的输入端4a电连接。
11.进一步，所述述电磁型信号调理电路包括ne555定时器u2、第二滤波电路、分频器芯片u3和电容c30；所述分频器芯片u3的型号为74hc393d；
12.所述ne555定时器u2的thr引脚、trig引脚均与所述插接件p1的2号插针电连接，所述ne555定时器u2的out引脚与所述插接件p1的1号插针电连接，所述ne555定时器u2的disc引脚与所述分频器芯片u3的1cp引脚和电阻r2均电连接，所述电阻r2的一端接5v电源；
13.所述电容c30的一端与所述ne555定时器u2的disc引脚电连接，另一端接地；所述分频器芯片u3的1mr引脚接地，所述第二滤波电路设置于所述分频器芯片u3的1mr引脚和vcc引脚之间；所述分频器芯片u3的2q1引脚与所述反相器芯片u4的输入端3a电连接，所述反相器芯片u4的输出端3y与所述cpu的相应输入端电连接。
14.进一步，所述第二滤波电路包括电容c26和与所述电容c26并联的电容c25；所述电容c26的一端与5v电源电连接，另一端接地。
15.进一步，所述cpu的型号为nano100se3bn，包括1～64号、共计64个引脚；
16.所述cpu的58号引脚电连接有源晶振电路；所述cpu的4号、5号引脚与无源晶振电路电连接；
17.所述cpu的53号、54号引脚与所述反相器芯片u4的相应输出端电连接。
18.进一步，所述按键电路包括用于使所述cpu和按键建立电连接的排针连接器xs2；所述排针连接器xs2包括1～8号、共计8个排针；
19.所述排针连接器xs2的3～8号排针与所述cpu的33～38号引脚一一对应电连接；所述排针连接器xs2的3号排针还与电阻r16电连接，所述排针连接器xs2的4号排针还与电阻r14电连接，所述排针连接器xs2的5号排针还与电阻r13电连接，所述电阻r16、所述电阻r14和所述电阻r13均接3.3v电源；
20.所述排针连接器xs2的2号排针连接稳压二极管d2，所述稳压二极管d2连接蓄电池；
21.所述排针连接器xs2的1号排针与电阻r18、电阻r19和稳压二极管d3均电连接，所述电阻r18与所述cpu的40号引脚电连接，所述电阻r19接地；所述稳压二极管d3与所述cpu的39号引脚电连接。
22.进一步，所述供电电路包括第一电压转换电路、与所述第一电压转换电路的输出端电连接的第二电压转换电路、与所述第二电压转换电路的输出端电连接的第三电压转换电路以及与所述第二电压转换电路的输出端电连接的第四电压转换电路。
23.进一步，所述第一电压转换电路包括与蓄电池连接的插座xs1，所述插座xs1的正极端与稳压二极管d1的一端电连接，所述稳压二极管d1的另一端与电容c17的一端、电阻r12的一端和晶体管q1的源极s均电连接；所述电容c17的另一端接地，所述电阻r12的另一端与所述晶体管q1的栅极g和三极管vq1的集电极c均电连接；所述三极管vq1的发射极e接地，所述三极管vq1的基极b接电阻r6，所述电阻r6与电阻r9和所述cpu的39号引脚均电连接，所述电阻r9接地；所述晶体管q1的漏极d为所述第一电压转换电路的输出端；
24.所述第二电压转换电路包括型号为tps60150的dc/dc电压转换芯片u5，所述dc/dc电压转换芯片u5的vin引脚和ena引脚均与所述晶体管q1的漏极d电连接，所述dc/dc电压转换芯片u5的vout引脚为所述第二电压转换电路的5v电压输出端；
25.所述第三电压转换电路包括型号为lp2985的线性稳压芯片n1，所述线性稳压芯片n1的vin引脚与所述dc/dc电压转换芯片u5的vout引脚电连接，所述线性稳压芯片n1的vout引脚与电阻r17电连接，所述电阻r17接地；所述线性稳压芯片n1的vout引脚与所述电阻r17之间的结点与3.3v电压引出端电连接；
26.所述第四电压转换电路包括型号为lm317的可调稳压芯片u6，所述可调稳压芯片u6的in引脚与所述dc/dc电压转换芯片u5的vout引脚电连接，所述可调稳压芯片u6的out引脚与电阻r21电连接，所述电阻r21与所述电阻r11电连接，所述电阻r11接地，所述电阻r21与所述电阻r11之间的结点与所述可调稳压芯片u6的adj引脚电连接，所述可调稳压芯片u6的out引脚与所述电阻r21之间的结点与2v电压引出端电连接。
27.由于采用了上述技术方案，取得的有益效果如下：
28.本实用新型的涂层测厚仪电路系统，包括fn型涂层探头、用于与fn型涂层探头电连接的屏蔽线缆、探头数据信号调理电路、cpu、与cpu电连接的显示电路、与cpu电连接的按键电路以及与用于为探头数据信号调理电路、cpu和显示电路供电的供电电路；探头数据信号调理电路包括与屏蔽线缆上的第一插接件电连接的插接件p1、电磁型信号调理电路、涡流型信号调理电路及反相器芯片u4；电磁型信号调理电路和涡流型信号调理电路并联连接于插接件p1和反相器芯片u4的相应输入端之间；反相器芯片u4的输出端与cpu的相应输入端电连接。fn型涂层探头兼容f型探头、n型探头的功能；探头数据信号调理电路对电磁型信号和涡流型信号均可进行调理；本实用新型可在各种金属基体上测量涂层厚度；提高了测量效率，且增大了测量量程、降低了损耗、提高了测量精度。
附图说明
29.图1是本实用新型涂层测厚仪电路系统的结构框图；
30.图2是图1中探头数据信号调理电路与cpu的电路原理图；
31.图3是图2中涡流型信号调理电路的电路原理图；
32.图4是图2中电磁型信号调理电路的电路原理图；
33.图5是图2中cpu及外围电路的电路原理图；
34.图6是图1中显示电路的电路原理图；
35.图7是图1中按键电路的电路原理图；
36.图8是图1中供电电路中第一电压转换电路的电路原理图；
37.图9是图1中供电电路中第二电压转换电路的电路原理图；
38.图10是图1中供电电路中第三电压转换电路的电路原理图；
39.图11是图1中供电电路中第四电压转换电路的电路原理图；
40.图中：a1-探头数据信号调理电路，a2-涡流型信号调理电路，a21-谐振电路，a22-第一滤波电路，a3-电磁型信号调理电路，a31-第二滤波电路，a4-有源晶振电路，a5-无源晶振电路。
具体实施方式
41.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，本实用新型实施例仅仅是为了便于简化描述，不能理解为对本实用新型的限制。
42.由图1所示，本实施例公开了一种涂层测厚仪电路系统，包括fn型涂层探头、用于与fn型涂层探头电连接的屏蔽线缆、探头数据信号调理电路a1、cpu(优选型号为nano100se3bn的cpu)、与cpu电连接的显示电路、与cpu电连接的按键电路及供电电路。其中，探头数据信号调理电路a1包括与屏蔽线缆上的第一插接件电连接的插接件p1、电磁型信号调理电路a3、涡流型信号调理电路a2及反相器芯片u4(优选型号为74hc14d的反相器芯片)；电磁型信号调理电路a3和涡流型信号调理电路a2并联连接于插接件p1和反相器芯片u4的相应输入端之间；反相器芯片u4的输出端与cpu的相应输入端电连接。
43.由图2和图3共同所示，本实施例中的涡流型信号调理电路a2包括依次电连接的谐振电路a21、分频器芯片u1和第一滤波电路a22；其中，谐振电路a21的两个输入端分别与插接件p1的3号、4号插针电连接，反相器芯片u4的输入端4a与第一滤波电路a22的输出端电连接；反相器芯片u4的输出端4y与cpu的相应输入端(53号引脚)电连接。
44.本实施例中，分频器芯片u1的型号为74hc4060d。其中，谐振电路a21包括第一支路和第二支路。第一支路包括依次串接的电容c2、电容c3和电阻r1；电容c2与插接件p1的4号插针电连接，电阻r1与分频器芯片u1的clk2引脚电连接；电容c2和电容c3之间的结点a与插接件p1的3号插针电连接；电容c3和电阻r1之间的结点b与分频器芯片u1的clk0引脚电连接。第二支路包括依次串接的电容c4、电容c5和电阻r22；电容c4与插接件p1的4号插针电连接，电阻r22与分频器芯片u1的clk1引脚电连接。
45.第一滤波电路a22包括与分频器芯片u1的q12引脚电连接的电容c16、与电容c16均电连接的电阻r7和电阻r10；电阻r7与5v电源电连接，电阻r10接地，电阻r7、电容c16和电阻r10三者连接的结点c与反相器芯片u4的输入端4a电连接。
46.由图2和图4共同所示，电磁型信号调理电路a3包括ne555定时器u2、第二滤波电路a31、分频器芯片u3和电容c30。本实施例中，分频器芯片u3的型号为74hc393d。其中，ne555定时器u2的thr引脚、trig引脚均与插接件p1的2号插针电连接，ne555定时器u2的out引脚与插接件p1的1号插针电连接，ne555定时器u2的disc引脚与分频器芯片u3的1cp引脚和电阻r2均电连接，电阻r2的一端接5v电源；电容c30的一端与ne555定时器u2的disc引脚电连接，另一端接地；分频器芯片u3的1mr引脚接地，第二滤波电路a31设置于分频器芯片u3的1mr引脚和vcc引脚之间；分频器芯片u3的2q1引脚与反相器芯片u4的输入端3a电连接，反相器芯片u4的输出端3y与cpu的相应输入端(54号引脚)电连接。
47.其中，第二滤波电路a31包括电容c26和与电容c26并联的电容c25；电容c26的一端与5v电源电连接，另一端接地。
48.由图5所示，本实施例中，型号为nano100se3bn的cpu，包括1～64号、共计64个引脚(每个引脚的含义参见图2)；其中，cpu的58号引脚(xt_in引脚)电连接有源晶振电路a4；cpu的4号、5号引脚(x32o引脚、x32i引脚)与无源晶振电路a5电连接；
49.cpu的53号、54号引脚(pc.7引脚、pc.6引脚)与反相器芯片u4的相应输出端(输出端4y、输出端3y)电连接。
50.由图5和图6共同所示，显示电路包括用于使显示屏合显示屏建立电连接的排针连接器lcd1，包括1～32号，共计32个排针；其中，排针连接器lcd1的1～14号排针与cpu的20～32号引脚一一对应电连接；排针连接器lcd1的29号和31号排针均与3.3v电源电连接；排针连接器lcd1的32号排针与电阻r5电连接，电阻r5与三极管q2的集电极电连接，三极管q2的发射极接地，三极管q2的基极与电阻r8电连接，电阻r8与cpu的19号引脚电连接。
51.由图5和图7共同所示，按键电路包括用于使cpu和按键建立电连接的排针连接器xs2；排针连接器xs2包括1～8号、共计8个排针；
52.排针连接器xs2的3～8号排针与cpu的33～38号引脚一一对应电连接；排针连接器xs2的3号排针还与电阻r16电连接，排针连接器xs2的4号排针还与电阻r14电连接，排针连接器xs2的5号排针还与电阻r13电连接，电阻r16、电阻r14和电阻r13均接3.3v电源；排针连接器xs2的2号排针连接稳压二极管d2，稳压二极管d2连接蓄电池；排针连接器xs2的1号排针与电阻r18、电阻r19和稳压二极管d3均电连接，电阻r18与cpu的40号引脚电连接，电阻r19接地；稳压二极管d3与cpu的39号引脚电连接。
53.由图8至图11共同所示，本实施例中的供电电路包括第一电压转换电路、与第一电压转换电路的输出端电连接的第二电压转换电路、与第二电压转换电路的输出端电连接的第三电压转换电路以及与第二电压转换电路的输出端电连接的第四电压转换电路。
54.其中，第一电压转换电路包括与蓄电池连接的插座xs1，插座xs1的正极端与稳压二极管d1的一端电连接、负极端接地，稳压二极管d1的另一端与电容c17的一端、电阻r12的一端和晶体管q1的源极s均电连接；电容c17的另一端接地，电阻r12的另一端与晶体管q1的栅极g和三极管vq1的集电极c均电连接；三极管vq1的发射极e接地，三极管vq1的基极b接电阻r6，电阻r6与电阻r9和cpu的39号引脚均电连接，电阻r9接地；晶体管q1的漏极d为第一电压转换电路的输出端。
55.第二电压转换电路包括型号为tps60150的dc/dc电压转换芯片u5，dc/dc电压转换芯片u5的vin引脚和ena引脚均与晶体管q1的漏极d电连接，dc/dc电压转换芯片u5的vout引脚为第二电压转换电路的5v电压输出端(作为5v电源的供给端)。
56.第三电压转换电路包括型号为lp2985的线性稳压芯片n1，线性稳压芯片n1的vin引脚与dc/dc电压转换芯片u5的vout引脚电连接，线性稳压芯片n1的vout引脚与电阻r17电连接，电阻r17接地；线性稳压芯片n1的vout引脚与电阻r17之间的结点与3.3v电压引出端(作为3.3v电源的供给端)电连接；
57.第四电压转换电路包括型号为lm317的可调稳压芯片u6，可调稳压芯片u6的in引脚与dc/dc电压转换芯片u5的vout引脚电连接，可调稳压芯片u6的out引脚与电阻r21电连接，电阻r21与电阻r11电连接，电阻r11接地，电阻r21与电阻r11之间的结点与可调稳压芯片u6的adj引脚电连接，可调稳压芯片u6的out引脚与电阻r21之间的结点与2v电压引出端(作为2v电源的供给端)电连接。
58.需要说明的是，图2至图11中有很多相同标识符号，标有相同标识符号的地方代表相互电连接，例如图5与图8中均有vbatt标识，代表该处相互电连接，对于其他相同标识不做赘述。
59.综上，本实用新型fn型涂层探头兼容f型探头、n型探头的功能；探头数据信号调理电路对电磁型信号和涡流型信号均可进行调理；因此可在各种金属基体上测量涂层厚度；
提高了测量效率，且增大了测量量程、降低了损耗、提高了测量精度。
60.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。