[实用新型]显微硬度计用数据处理机

说明书

本实用新型属于一种显微硬度计配套数据处理机，用于实现材料硬度测量。

显微硬度计是一种测定各种材料硬度的材料试验机，其是通过加有一定试验力的金刚钻压头，用特定方式在被测物表面压出一个正方形或菱形的压痕，然后测出压痕的对角线长度，再用公式算出被测物的硬度。本实用新型具体就是利用显微硬度计和微处理机配套来实现材料硬度测量并进行数据处理，显示和打印输出。

目前现有技术和显微硬度计配套的用于材料硬度测量数据处理的有HXD－1000型数字显微硬度计控制器，测长机构选用光栅，测长信号的处理细分采用中小规模集成电路和分立器件，电路复杂，成本高。继后来用4位微机，但其内存容量小，接口电路复杂，功能少。西德菜茨公司83年产品RZD－DO控制箱采用复杂的硬件对光栅测长信号进行处理细分，测量数据须用拨盘进行修正，在执行某些功能后须对光栅重新校对零位，没有控制加试验力的功能。

本实用新型的目的，针对现有技术缺点，设计一台显微硬度计用数据处理机，减少测长信号处理细分的中小规模集成电路和分立器件，配用专用接口对光栅测长信号进行程序细分，采用8位微机、专用接口、键盘，增加内存容量，增加光栅零位记忆功能，增加控制试验力的功能。

为此本实用新型采用Z80八位CPU作为中央处理器组成最基本系统，光栅测长信号的处理细分用程序配用由运算放大器、A／D转换器、比较器及单稳态组成的接口电路进行。采用专用键盘、接口，增加控制试验力控制电路。

本实用新型实施例结合附图加以说明。

图1为光栅细分电路方框图；

图2为显微硬度计用数据处理机主机原理图；

图3为光栅测长信号原理图；

图4为光栅细分流程图；

图5为键盘接口电路；

图6为显示器接口电路；

图7为试验力控制电路。

本实用新型如图2所示，包括对光栅测长信号进行处理的接口电路7、中央处理器（Z80八位CPU）6，用来存放测试。显示、运算和打印程序的EPROM存储器4、用于随机存放输入数据、各种标志、运算的中间与结果数据的RAM存储器3、计数器定时器接口芯片CTC8、译码器5、显示和打印、键盘的PIO接口2、打印机9、键盘10和显示器1。对于被测工件上打出的硬度压痕的对角线长度用光栅进行测量，用程序配用接口电路对光栅测长信号进行细分，再对长度信号进行数据修正和运算最后通过LED显示和打印机输出。

键盘和显示器用并行接口片子PIO与译码器组成，如图5、图6所示，键盘有28个键，其中11个数字键、1个复位键、16个功能键根据需要自行定义，8位LED发光二极管数码显示器。打印机采用LASER    PP40描绘器与微机通道Centionics标准接口相连，微机中的硬件采用PIO的一个通道接成。

键盘接口硬件也很少，硬件中仅用了PIO的A通道，其中4根线输出并通三－八译码器变成键盘矩阵的8根行线，另4根线作列输入，从而组成了二进制的键盘接口电路。如图6所示的显示器接口电路，用PIOA口4根线经BCD七段显示译码器74LS248接到LED段驱动线上，B口8根线分别经驱动器接LED位控制线上，由于74LS248只能译出7段，对于LED的第8段——小数点这里单独用一根A口输出线经三极管驱动。

现有技术中对光栅测长的光电信号采用硬件细分，也即采用中小规模集成电路或分立元件对测长信号进行处理细分，电路复杂，典型电路如图1所示，相位差为90°的两列光栅测长信号分别由差分放大器1、2放大之后得到Sinθ和Cosθ两路信号，Sinθ一路又经倒相器取得－Sinθ。Sinθ、Cosθ和－Sinθ由串联电阻链移相得到彼此之间相位差为18°的10路信号，这10路信号由跟随器隔离，施密特触发器整形成方波，再把方波倒相得到反相的另外10路信号，这种采用硬件细分光栅测长信号，电路复杂。本实用新型就省去现有技术中这部分复杂电路，而是采用程序配用由运算放大器、A／D转换器、比较器及单稳态组成的专用接口电路来实现。