专利名称：激光功率检测自动化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动化检测装置，尤指一种既可以实现对激光功率计量器具检定自动化，又可实现激光功率检测自动化的装置。
激光计量工作在激光应用中一直起着重要的基石作用，建立激光计量标准装置、实行激光计量器具强制检定是保障激光量值准确、可靠的唯一途径。当前，激光计量器具检定过程大多是采用手工操作，手动控制快门，手工记录和处理数据，易引入人为误差；而且，在操作过程中，至少需要两名工作人员，费工、费时。对于较高功率激光计量器具，手工操作检定，还存在较大的安全隐患。
鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种激光功率检测自动化装置，该装置既可以实现对激光功率计检定自动化，又可以实现激光功率检测自动化；而且，将装置内的程序稍作修改，还可用于激光其它参数的检测自动化。
为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案一种激光功率检测自动化装置，该装置主要由主控板、快门、显示器、键盘、打印机和电源几部分组成，其特征在于所述主控板是由中央处理器及其外围电路、快门控制电路、数据采集电路、显示电路、键盘接口电路、打印机接口电路构成；所述中央处理器及其外围电路包括中央处理器、电可擦除存储器(EPROM)、并行I/O口扩展芯片和串行I/O口芯片；所述中央处理器的P0口经地址锁存器与EPROM芯片的低8位地址口A0～A7相连；中央处理器的P2口与EPROM的高8位地址口A8～A15相连；中央处理器的P0口、EPROM的数据口D0～D7与并行I/O口芯片的AD0～AD7相连；中央处理器的串行口RXD、TXD与串行I/O口芯片的控制端相连；所述数据采集电路包括两路三位半A/D转换器、精密电位器和集成稳压芯片；两路A/D转换器的Vx管脚分别与标准功率计和待检功率计模拟信号输出端相连；两路A/D转换器Vr管脚分别与精密电位器的滑动端相连；两路A/D转换器的数据输出端D0～D3、DS1～DS4与并行I/O口扩展芯片的PA、PB口相连；两路A/D转换器的的控制端EOC分别和中央处理器的P1.2、P1.3相连；
所述快门控制电路由继电器、晶体管、光电耦合器和六倒相缓冲器/驱动器构成；中央处理器P1.4端与缓冲器/驱动器的输入端相连，缓冲器/驱动器的输出端与光电耦合器的输入端相连，光电耦合器的输出端与晶体管T的基极相连，晶体管的集电极与继电器的线圈相连；所述主控板通过中央处理器的串行口RXD、TXD、移位寄存器与所述键盘相连，扫描键盘状态；所述主控板通过I/O口扩展芯片的PA口、PB口、PC口、段锁存/译码/驱动芯片、位锁存/译码/驱动芯片与所述显示器(即LED发光二极管)相连。
所述快门由耐高温材料钼、直流电磁线圈、隔热材料石棉和支架组成。
所述数据采集电路中的电位器为精密旋钮电位器。
以下结合附图进一步说明。
图1为本实用新型的系统框图；图2为本实用新型主控板电路原理图；图3为图2A部分电路原理图；图4为图2B部分电路原理图；图5为快门控制电路电路图；如图1所示，本实用新型采用单片机技术实现对激光功率检测自动化。该装置主要由主控板1、快门2、显示器3、键盘4、打印机5和电源6几部分组成。主控板又是由中央处理器及其外围电路、数据采集电路、快门控制电路和显示器电路、键盘接口电路、打印机接口电路构成。
本装置主控板通过快门控制电路与快门相连，控制快门的开启和关闭；主控板通过显示器电路、显示器显示检测数据；通过键盘接口电路与键盘相连；通过打印机接口电路与打印机相连；主控板将检测的激光功率信号，经A/D转换，数据处理，最后打印。
在测量前，使用者通过键盘确定量程、测量次数、测量方法等参数，中央处理器(即单片机)按照预先编制的程序采集数据，即读取功率计上的激光功率量值，并将采集的数据进行处理，最后，通过打印机将处理结果显示和打印出来。在检测过程中，中央处理器是根据程序定时控制继电器，通过继电器打开或关闭快门，完成测量工作。
如图2、图3、图4所示，主控板是由中央处理器及其外围电路、数据采集电路、快门控制电路、显示电路、键盘接口电路、打印机接口电路构成。
中央处理器及其外围电路包括中央处理器即单片机U1(8031)、64K的电可擦除存储器(EPROM)U2、并行I/O口扩展芯片U3(8155)和两个串行I/O口U15、U16(74LS164)。中央处理器U1为MCS51系列的8位微处理器，片内没有ROM，故扩展64K的EPROM电可擦除存储器U2；又由于中央处理器本身提供的I/O口不够使用，增加I/O口扩展芯片。
中央处理器U1的P0口经地址锁存器U4(74LS373)与EPROM芯片U2的低8位地址口A0～A7相连；U1的P2口与U2的高8位地址口A8～A15相连；U1的P0口、U2的数据口D0～D7与I/O口芯片U3的AD0～AD7相连U1的RXD、TXD与串行I/O口U15、U16的控制端相连。
本实用新型在检测过程中，需要采样标准功率计和待检功率计两路模拟信号，故本装置使用了两路A/D转换器；又由于通常功率计显示用3位半表，所以，本装置采用了两块3位半双斜积分式A/D转换器。
如图2、图4所示，本装置数据采集电路包括A/D转换器U5、U6(MC14433)、2.5V稳压芯片U7、U8(HC1403)和精密电位器F1、F2(WXD2-534)。U5、U6的Vx管脚分别与标准功率计和待检功率计模拟信号输出端相连，Vr管脚分别与精密电位器F1、F2相连；U5、U6的数据输出端D0～D3、DS1～DS4与并行I/O口扩展芯片U3的PA、PB口相连；两路A/D转换器的的控制端EOC分别和中央处理器的P1.2、P1.3相连。在数据采集过程中，A/D转换器将采集的模拟信号转换成数字信号，传送给中央处理器。在数据采集过程中，有可能因为电压不稳，信号漂移等干扰，数据采集不准确，所以，本发明在装置的外壳上设计了两个精密电位器，操作者可通过调整精密电位器，调节A/D转换的参考电压，使采集的数据在允许范围之内。
本装置显示电路包括段锁存/译码/驱动芯片U9、U10、U11、U12(MC14513)、位锁存/译码/驱动芯片U13、U14(MC1413)和显示器(即LED发光二极管)。
主控板经中央处理器U1的串行口RXD、TXD、移位寄存器U15(74LC164)与键盘相连，键盘的2行控制线分别和中央处理器的P1.6、P1.7相连，扫描键盘状态。
本装置打印机接口电路是一25针的插座，该插座与中央处理器的P0口相连；该插座的11脚与中央处理器的P1.5相连；该插座的1脚通过一或门与中央处理器的P2.5、WR相连。
如图5所示，快门控制电路由继电器J、晶体管T(9031)、光电耦合器TIL117和六倒相缓冲器/驱动器SN7407构成；中央处理器P1.4端与缓冲器/驱动器SN7407的输入端相连，缓冲器/驱动器SN7407的输出端与光电耦合器的输入端相连，光电耦合器的输出端与晶体管T的基极相连，晶体管的集电极与继电器的线圈相连。中央处理器通过P1.4端控制继电器，由继电器控制快门的开启。
由于继电器工作时，容易产生电磁干扰，所以，在中央处理器与继电器之间用光电耦合器隔离。另外，中央处理器P1.4口输出的控制信号必须经放大才能驱动继电器线圈，故，中央处理器P1.4端输出的控制信号经缓冲器/驱动器SN7407、晶体管T的两级放大与继电器线圈相连。在继电器J吸合与断开过程中，由于继电器线圈存在电感，所以会在线圈的两端产生较高的感应电压，易使晶体管损坏，所以在继电器线圈两端并联一二极管D，使继电器线圈产生的感应电压经二极管D释放，晶体管T得到保护。
本实用新型的快门形状类似照相机的快门，主要由耐高温金属钼、隔热材料石棉、直流电磁线圈、铁柱和支架等组成。其工作原理是由中央处理器控制继电器接通或断开快门线圈的24V直流电，通过电磁感应使快门打开或关闭。当中央处理器P1.4端输出高电平时，继电器接通快门线圈电流，产生电磁吸引线圈中心的铁柱，铁柱移动，使连接在铁柱上的耐热金属钼片打开，激光束通过；相反，为关闭快门。快门外面有外壳，外壳面向激光的一侧内表面有一层石棉，用来遮挡被耐热金属钼反射的光束，避免反射到别处，产生�：Γ币部杀苊庑纬梢桓鲂碌娜仍矗觳夤ぷ髟斐晌蟛睿哂幸欢ǖ男掠毙�。
本装置主控板EPROM中存储有控制程序和数据处理程序，中央处理器根据程序，自动控制快门的开启，采样数据，将检测的数据进行处理，最后将结果打印出来。由于本实用新型采用中央处理器来控制整个装置的工作，所以实现自动开启和关闭快门、自动记录和数据处理，减小了误差，节省了人力、物力，实现了激光计量器具检定自动化。
权利要求1.一种激光功率检测自动化装置，该装置主要由主控板、快门、显示器、键盘、打印机和电源几部分组成，其特征在于所述主控板是由中央处理器及其外围电路、快门控制电路、数据采集电路、显示电路、键盘接口电路、打印机接口电路构成；所述中央处理器及其外围电路包括中央处理器、电可擦除存储器(EPROM)、并行I/O口扩展芯片和串行I/O口芯片；所述中央处理器的P0口经地址锁存器与EPROM芯片的低8位地址口A0～A7相连；中央处理器的P2口与EPROM的高8位地址口A8～A15相连；中央处理器的P0口、EPROM的数据口D0～D7与并行I/O口芯片的AD0～AD7相连；中央处理器的串行口RXD、TXD与串行I/O口芯片的控制端相连；所述数据采集电路包括两路三位半A/D转换器、精密电位器和集成稳压芯片；两路A/D转换器的Vx管脚分别与标准功率计和待检功率计模拟信号输出端相连；两路A/D转换器Vr管脚分别与精密电位器的滑动端相连；两路A/D转换器的数据输出端D0～D3、DS1～DS4与并行I/O口扩展芯片的PA、PB口相连；两路A/D转换器的的控制端EOC分别和中央处理器的P1.2、P1.3相连；所述快门控制电路由继电器、晶体管、光电耦合器和六倒相缓冲器/驱动器构成；中央处理器P1.4端与缓冲器/驱动器的输入端相连，缓冲器/驱动器的输出端与光电耦合器的输入端相连，光电耦合器的输出端与晶体管T的基极相连，晶体管的集电极与继电器的线圈相连；所述主控板通过快门控制电路与快门相连，控制快门的开启或关闭；所述主控板通过中央处理器的串行口RXD、TXD、移位寄存器与所述键盘相连，扫描键盘状态；所述主控板通过I/O口扩展芯片的PA口、PB口、PC口、段锁存/译码/驱动芯片、位锁存/译码/驱动芯片与所述显示器(即LED发光二极管)相连。
2.根据权利要求1所述的激光功率自动检测装置，其特征在于所述快门由耐高温材料钼、直流电磁线圈、隔热材料石棉和支架组成。
3.根据权利要求1所述的激光功率自动检测装置，其特征在于所述数据采集电路中的电位器为精密旋钮电位器。
专利摘要本实用新型公开了一种激光功率检测自动化装置,该装置主要由主控板、快门、显示器、键盘、打印机和电源组成,主控板由中央处理器及其外围电路、快门控制电路、数据采集电路和显示电路等构成。本装置通过中央处理器自动控制快门的开启,采样数据,记录和处理数据,并将采样数据显示出来,将处理结果通过打印机打印出来,减小了误差,节省了人力、物力,保证了操作人员的安全。
文档编号G01J1/00GK2438106SQ0020906
公开日2001年7月4日 申请日期2000年4月11日 优先权日2000年4月11日
发明者徐锋, 高光煌, 张桂素, 罗振坤, 杨景庚, 陈宗礼, 杨在富 申请人:中国人民解放军军事医学科学院放射医学研究所
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