專利名稱：基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及千分表測量技術領域，具體地，涉及基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統。
背景技術：
傳統的千分表，結構比較簡單，是通過齒輪或杠桿，將一般的直線位移(直線運動)轉換成指針的旋轉運動，然后在刻度盤上進行讀數的長度測量儀器。根據對測量數據的顯示方式不同，傳統的千分表包括指針顯示千分表和電子數顯千分表，目前使用較多的是電子數顯千分表。傳統的千分表測量技術，只能實現長度或距離的單點測量，在很多領域中使用不太方便。例如，在液壓滾筒系統的變形測量中，需要測試圓周上多個點的位置變形，使用單 個千分表難以測試。在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在測量對象少、適用范圍小和使用不方便等缺陷。
發明內容
本發明的目的在于，針對上述問題，提出基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，以實現測量對象多、適用范圍廣和使用方便的優點。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，包括用于分別獲取多個待測對象多屬性同步測量的多點測量數據、支持SPC數據格式、且并行設置的多個測量儀器或多個傳感器，用于基于所述多個待測對象的多點測量數據進行復用統計過程控制(SPC)數據轉換處理、得到多個待測對象的多點測量結果的多路復用SPC轉換單元，以及用于基于所述多個待測對象的多點測量結果、進行調用和/或顯示的客戶端；所述多路復用SPC數據轉換單元，連接在所述多個測量儀器或多個傳感器與客戶端之間。進一步地，所述多路復用SPC轉換單元，包括主控制器，以及分別與所述主控制器配合連接的電源模塊、多路復用SPC接口、按鍵模塊和USB接口 ；
所述多個測量儀器或多個傳感器，分別與多路復用SPC接口連接；所述USB接口，分別與電源模塊及客戶端連接。進一步地，所述多路復用SPC轉換單元，還包括與所述主控制器配合連接的工作狀態指示模塊，和/或，連接在所述主控制器與USB接口之間、且與電源模塊連接的串行通信接口芯片。進一步地,所述工作狀態指示模塊,包括雙色指示模塊。進一步地，所述主控制器，包括與所述電源模塊連接的低功耗主控MCU，以及分別與所述低功耗主控MCU連接的I/O模塊、USB模塊和時鐘模塊；
所述多路復用SPC接口、工作狀態指示模塊和按鍵模塊，分別與I/O模塊連接；所述USB模塊，與USB接口連接，或通過串行通信接口芯片與USB接口連接。進一步地，所述低功耗主控MCU，包括MSP430系列單片機。進一步地，所述電源模塊，包括USB取電式電源模塊。進一步地，所述多個測量儀器或多個傳感器，包括多個數字千分表。進一步地，所述客戶端，至少包括控制模塊，以及分別與所述控制模塊連接串行通信接口及測量結果調用及顯示模塊；所述多路復用SPC數據轉換單元，與串行通信接口連接。進一步地，所述控制模塊，包括PC機、手機和掌上電腦中的任意一種。也就是說，上述客戶端，可以是PC機或其它具有顯示功能的手持終端。進一步地，所述測量結果調用及顯示模塊，包括Excel VBA界面模塊。 上述Excel VBA界面模塊，是利用Excel表格來顯示存儲測量數據，根據不同測量時間，不同測量對象，將數據寫入對應的行和列，以便于對數據的統計。該Excel VBA界面模塊的工作原理，是通過調用Excel VBA的串口控件，來讀取串口緩存里的數據，并利用VBA的控件制作操作界面。該操作界面，具體可以包括串口號掃描界面、串口端口選擇界面、啟動和關閉串口界面、定時測量讀取界面和被動監聽讀取界面，以及雙擊單元格請求測量界面，和用于將結果寫入該單元格的界面。本發明各實施例的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，由于包括用于分別獲取多個待測對象多屬性同步測量的多點測量數據、支持SPC數據格式、且并行設置的多個測量儀器或多個傳感器，用于基于多個待測對象的多點測量數據進行復用SPC數據轉換處理、得到多個待測對象的多點測量結果的多路復用SPC轉換單元，以及用于基于多個待測對象的多點測量結果、進行調用和/或顯示的客戶端；多路復用SPC數據轉換單元，連接在多個測量儀器或多個傳感器與客戶端之間；可以通過多路復用SPC數據轉換單元，實現實時多點測量，且精確性好；從而可以克服現有技術中測量對象少、適用范圍小和使用不方便的缺陷，以實現測量對象多、適用范圍廣和使用方便的優點。本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中
圖I為本發明基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統的工作原理示意圖(以數字千分表為例)；
圖2為本發明基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統中η路復用SPC數據轉換單元的工作原理示意圖(以數字千分表為例，η為自然數)。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
根據本發明實施例，如圖I和圖2所示，提供了基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統。參見圖1，本實施例包括用于分別獲取多個待測對象多屬性同步測量的多點測量數據、支持SPC數據格式、且并行設置的多個測量儀器或多個傳感器，用于基于多個待測對象的多點測量數據進行復用SPC數據轉換處理、得到多個待測對象的多點測量結果的多路復用SPC轉換單元，以及用于基于多個待測對象的多點測量結果、進行調用和/或顯示的客戶端；多路復用SPC數據轉換單元，連接在多個測量儀器或多個傳感器與客戶端之間。該客戶端，可以是計算機、手機、掌上電腦和具有顯示功能的手持終端中的任意一種。多個測量儀器或多個傳感器，包括多個數字千分表。參見圖2，上述多路復用SPC轉換單元，包括主控制器，分別與主控制器配合連接 的電源模塊、多路復用SPC接口、按鍵模塊、USB接口和工作狀態指示模塊，以及連接在主控制器與USB接口之間、且與電源模塊連接的串行通信接口芯片；多個測量儀器或多個傳感器，分別與多路復用SPC接口連接；USB接口，分別與電源模塊及客戶端連接；工作狀態指示模塊，包括雙色指示模塊。該電源模塊，包括USB取電式電源模塊。USB取電式電源模塊，可以通過USB接口取電，利用客戶端(如計算機)的USB接口最大可以提供500mA的5V電源，遠遠滿足該基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統需求，通過3. 3V線性電源芯片，即可獲取低功耗主控MCU所需電源。該主控制器，包括與電源模塊連接的低功耗主控MCU，以及分別與低功耗主控MCU連接的I/o模塊、USB模塊和時鐘模塊；多路復用SPC接口、工作狀態指示模塊和按鍵模塊，分別與I/O模塊連接；USB模塊，與USB接口連接，或通過串行通信接口芯片與USB接口連接。這里，低功耗主控MCU，可以采用MSP430系列單片機，例如，TI公司的MSP430F149單片機作為低功耗主控MCU，成本低廉，并且功耗極低，從待機狀態激活小于6us，并且擁有2路串行通信接口通信模塊，擁有6個8位的I/O 口，有2個I/O 口中斷。上述客戶端，至少包括控制模塊(如PC機、手機和掌上電腦中的任意一種)，以及分別與控制模塊連接串行通信接口及測量結果調用及顯示模塊；多路復用SPC數據轉換單元，與串行通信接口連接。具體使用時，上述客戶端，可以是PC機或其它具有顯示功能的手持終端。采用上述MSP430F149單片機作為低功耗主控MCU進行復用測量時，多路復用SPC數據轉換單元的通信方式為4線串行數據有CLK時鐘，DATA數據，GND地線，以及一根REQ數據請求線，REQ相當于片選。所以不同路可以復用CLK，DATA，GND，只需不同的片選即可。可連接成星型拓撲結構，從而多路時分復用，而各路的單次測量時間僅僅為54個鐘周期，所以可以極小成本實現多測試點同步測量。每次測量，都是通過按鍵模塊從I/O模塊中斷；或者，通過串行通信接口接收中斷信號，而激活低功耗主控MCU，激活正在使用端(busy端)的雙色指示模塊(如雙色LED指示燈)；從而根據不同模式，請求單表數據或者多表數據，拉低相應數據表SPC線中的片選端(REQ端)，返回的CLK連接一個擁有中斷的I/O模塊，以中斷服務函數的方式，讀出數據端(DATA端)的數據序列，進行計算之后，寫入串行通信接口發送寄存器；然后進入待機模式，并且去掉busy狀態指示。兩路通信方式具體為一路串行通信接口，通過串行通信接口芯片進行電平轉化，將3. 3V串行數據轉為客戶端串行通信接口支持的5V串行數據；另一路串行通信接口，則利用串行通信接口的串行外設接口(Serial Peripheral Interface, SPI)模式和單片射頻收發芯片(NRF)進行通信，可以進行無線數據通信。上述測量結果調用及顯示模塊，可以為計算機的Excel VBA界面模塊，具體地測量界面程序可以為利用VBA調用串行通信接口控件，將測試值包含單位寫入同一個Excel表格各自對應單元格內。上述實施例的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統的具體測量應用，主要包括以下幾個方面
⑴可以直接從Excel的VBA界面程序，按鍵發送指令，經由串行通信接口控制單片機，觸發一次測量，并且將測量結果寫入同一個Excel表格各自對應單元格內，這樣就可以直接從計算機完成測量；
⑵可以通過多路復用SPC數據轉換單元(如SPC數據轉換器)的按鍵，完成一次測量并記錄測量數據；
⑶可以通過設定測量間隔時間，而完成連續監控式測量；程序會定期發送測量指令，可以在無人操作的情況下測量并記錄一組變化的待測量；
⑷可以雙擊某單兀格，將該次測量值寫入該單兀格；例如，Excel表中的ABC列代表長寬高三組被測量時，可以雙擊Al，以記錄被測物I的長度值；
(5)支持其他SPC數據格式的測量儀器，或者其他傳感器，以完成多屬性多點同步測量，比如完成溫度對某物體的熱漲冷縮影響。上述實施例的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，主要由多個數字千分表通過多路復用SPC數據轉換單元組成；傳統的千分表通過與千分表匹配的測量探頭，只能實現單點測量；而使用該基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，能實現多個待測對象(如長度)的實時多點測量。例如，該基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，可以由并行設置的第I至η數字千分表(η為自然數)，通過SPC接口，將實時多點測量所得復用SPC數據，傳送至η路復用SPC數據轉換單元進行處理后，再通過USB數據線連接至客戶端(如計算機)，在客戶端的Excel VBA界面調用并顯示結果多點測量結果，實現待測對象的實時多點測量，加之千分表自身對相應待測量(如長度)測量精度高(精度達到O. OOlmm)的優勢，有利于更進一步提聞測量的可罪性和精確性。最后應說明的是以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，其特征在于，包括用于分別獲取多個待測對象多屬性同步測量的多點測量數據、支持SPC數據格式、且并行設置的多個測量儀器或多個傳感器，用于基于所述多個待測對象的多點測量數據進行復用SPC數據轉換處理、得到多個待測對象的多點測量結果的多路復用SPC轉換單元，以及用于基于所述多個待測對象的多點測量結果、進行調用和/或顯示的客戶端；所述多路復用SPC數據轉換單元，連接在所述多個測量儀器或多個傳感器與客戶端之間。
2.根據權利要求I所述的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，其特征在于，所述多路復用SPC轉換單元，包括主控制器，以及分別與所述主控制器配合連接的電源模塊、多路復用SPC接口、按鍵模塊和USB接口； 所述多個測量儀器或多個傳感器，分別與多路復用SPC接口連接；所述USB接口，分別與電源模塊及客戶端連接。
3.根據權利要求2所述的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，其特征在于，所述多路復用SPC轉換單元，還包括與所述主控制器配合連接的工作狀態指示模 塊，和/或，連接在所述主控制器與USB接口之間、且與電源模塊連接的串行通信接口芯片。
4.根據權利要求2或3所述的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，其特征在于，所述主控制器，包括與所述電源模塊連接的低功耗主控MCU，以及分別與所述低功耗主控MCU連接的I/O模塊、USB模塊和時鐘模塊； 所述多路復用SPC接口、工作狀態指示模塊和按鍵模塊，分別與I/O模塊連接；所述USB模塊，與USB接口連接，或通過串行通信接口芯片與USB接口連接。
5.根據權利要求4所述的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，其特征在于，所述低功耗主控MCU，包括MSP430系列單片機。
6.根據權利要求2或3所述的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，其特征在于，所述電源模塊，包括USB取電式電源模塊。
7.根據權利要求I所述的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，其特征在于，所述多個測量儀器或多個傳感器，包括多個數字千分表。
8.根據權利要求I所述的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，其特征在于，所述客戶端，至少包括控制模塊，以及分別與所述控制模塊連接串行通信接口及測量結果調用及顯示模塊；所述多路復用SPC數據轉換單元，與串行通信接口連接。
9.根據權利要求8所述的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，其特征在于，所述控制模塊，包括PC機、手機和掌上電腦中的任意一種。
10.根據權利要求8或9所述的基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，其特征在于，所述測量結果調用及顯示模塊，包括Excel VBA界面模塊。
全文摘要
本發明公開了基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，包括用于分別獲取多個待測對象多屬性同步測量的多點測量數據、支持SPC數據格式、且并行設置的多個測量儀器或多個傳感器，用于基于多個待測對象的多點測量數據進行復用SPC數據轉換處理、得到多個待測對象的多點測量結果的多路復用SPC轉換單元，以及用于基于多個待測對象的多點測量結果、進行調用和/或顯示的客戶端；多路復用SPC數據轉換單元，連接在多個測量儀器或多個傳感器與客戶端之間。本發明所述基于多個測量儀器或多個傳感器的實時多點測量系統，可以克服現有技術中測量對象少、適用范圍小和使用不方便等缺陷，以實現測量對象多、適用范圍廣和使用方便的優點。
文檔編號G01B5/00GK102901420SQ201210351370
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月20日 優先權日2012年9月20日
發明者王建偉, 左廣輝, 柳濤, 方習貴 申請人:無錫阿斯特科技有限公司