专利名称：一种展示用永磁弹簧秤的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种展示用永磁弹簧秤。具体为一种以同极相斥的原理为基础的采用位移传感器的永磁弹簧秤。本实用新型属于测量装置、模型展览等领域。
背景技术：
传统弹簧秤一般采用机械弹簧作为核心工作器件，在使用过程中会对机械弹簧产生损伤，从而导致弹簧秤的精度变差，对弹簧秤的使用寿命产生不同程度的影响。本实用新型针对现有技术的不足，基于永磁体同极相斥的原理提出了一种设计合理、结构新颖、操作方便、趣味性和互动性强，且能够实时显示重量的，便于读数的永磁弹簧秤。
实用新型内容本实用新型利用永磁体同极相斥的原理，目的在于测量包括人体或者物体的重量。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案来实现:一种展示用永磁弹簧秤由承重系统、力转换系统和显示系统组成。承重系统包括上顶板、下底板、导柱、直线轴承、永磁体、传感器固定板、支架底板、法兰盘、圆柱管、上玻璃罩、下玻璃罩；力转换系统包括位移传感器与电路控制模块，电路控制模块由中心控制单元，数码管显示电路以及可充电的电源控制电路组成；显示系统由数码管显示器组成。所述下底板的顶面和上顶板的底面均分别安装四个永磁体，上顶板永磁体和下底板永磁体在水平方向上的位置相同，采用相同极性对应安装，即N极对应N极，或S极对应S极。根据永磁体同极相斥原理使上顶板悬浮于下底板的上方。所述上顶板安装四个直线轴承，通过四根导柱与下底板连接装配。所述直线轴承作为导向装置，该导向装置为滚动摩擦装置，或滑动摩擦装置。当永磁弹簧秤处于工作状态时，导向装置与导轨之间发生滚动摩擦或滑动摩擦，因此其产生的摩擦阻力很小。所述位移传感器安装在传感器固定板上，传感器固定板安装在下底板的正中间，位移传感器在安装时必须保证传感器的信号发射端垂直朝上。所述支架底板安装在下底板的顶面，法兰盘固定安装在支架底板上，圆柱管通过配合安装在法兰盘的内孔里。所属上玻璃罩安装在上顶板,下玻璃罩安装在下底板。上玻璃罩和下玻璃罩起安全保护作用。所述显示器安装在圆柱管上方，在显示器里装有电路控制模块，位移传感器的电路输入输出端与电路控制模块相连。电路控制模块中的中心控制单元对位移传感器传输回来的信号进行处理，将质量大小显示于数码管显示器上。所述显示器装有充电电池，可为电路控制模块的电源控制电路充电。本实用新型提出了一种以同极相斥的原理为基础的采用位移传感器的永磁弹簧秤。该实用新型具有设计合理、结构新颖、故障率低、性能稳定、操作方便、实时显示，而且趣味性和互动性强等优点。本实用新型可以作为普通称重装置使用，也可作为科技模型进行科技教育等使用。
图1:本实用新型的主视图。图2:本实用新型的俯视图。图3:本实用新型的电路原理图。图中:1.橡胶垫，2.下底板，3.导柱，4.上顶板，5.直线轴承，6.永磁体，7.上玻璃罩，8.下玻璃罩，9.位移传感器，10.传感器固定板，11.支架底板，12.法兰盘，13.圆柱管，14.显示器，15.电路控制模块。
具体实施方式
:结合附图1-图2采用常规加工进行设计、加工和组装。将橡胶垫I平行地安装在下底板2的底面上，将永磁体6也平行地安装在下底板2的顶面上，永磁铁在安装过程中应保证相同极性的一面在方向上保持一致，而后在下底板2上的指定位置安装导柱3。下底板2可选为铝合金材料，也可选为非导磁金属材料。导柱可选为不锈钢材料，也可选为其他高强度金属材料。将直线轴承5安装在上顶板4中，将永磁体6也平行地安装在上顶板4的底面上，永磁铁在安装过程中应保证相同极性的一面在方向上保持一致。后将上顶板与下底板通过导柱对正安装，使上顶板永磁体和下底板永磁体在水平方向上的位置相同，同时保证上顶板的永磁体和下底板的永磁体采用相同的极性对应安装，即N极对应N极，或S极对应S极。上顶板4可选为招合金材料,也可选为非导磁金属材料。支架底板11安装在下底板2顶面的指定位置上，法兰盘12固定安装在支架底板11上，圆柱管13通过配合安装在法兰盘12的内孔里，显示器14安装固定在圆柱管上方。支架底板11、法兰盘12、圆柱管13可选为不锈钢材料，也可选为其他金属材料。本实例中，位移传感器9选用激光位移传感器，激光位移传感器是一种新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。激光位移传感器安装在传感器固定板10上，传感器固定板10安装在下底板5的正中间，激光位移传感器在安装时必须保证激光二极管垂直朝上。以上组装完毕后，上玻璃罩7安装在上顶板4上，下玻璃罩8安装在下底板2上。上玻璃罩7和下玻璃罩8起安全保护作用。显示器14里装有电路控制模块15，电路控制模块的输入端与激光位移传感器连接，输出端与显示器14连接。电路控制模块中的中心控制单元对激光位移传感器传输回来的信号进行处理，将质量大小显示于数码管显示器上。显示器装有充电电池，可为电路控制模块的电源控制电路充电。本实例的电路原理图如图3所示:电路控制模块由中心控制单元，数码管显示电路以及可充电的电源控制电路组成。激光位移传感器的激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经物体反射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。中心控制单元采用含A/D转换的单片机ATMEGA8，数码管显示电路包含数码管驱动电路MAX7219和三位数码管。中心控制单元采集激光位移传感器将位移模拟信号，通过模拟和数字电路处理，数据分析标定，建立数学模型计算出相应的输出值，按非线性比例输出标准数字信号，并由数码管显示。该电路控制模块的设计特点:1、具有稳压器和电池双重供电功能，且电池充电电路与显不一体化，可随时充电，无需拆卸，方便实用。2、采用激光位移传感器实现无接触测量，速度快，精度高，抗光、电干扰能力强等。3、采用自身携带A/D转换的微处理器，结构简单，使用灵活。4、通过参数标定，实现非线性比例模式构建数学模型，提高测量精度。5、三位数码管显示，清晰直观。以上为本实用新型的一个优选实施例，并非是对本实用新型的限制，本实用新型的内容也并不仅仅局限于此。本技术领域的在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或者替换等，都应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种展示用永磁弹簧秤，其特征在于:其包括承重系统、力转换系统和显示系统；承重系统包括下底板、导柱、上顶板、直线轴承、永磁体、上玻璃罩、下玻璃罩、传感器固定板、支架底板、法兰盘、圆柱管；力转换系统包括位移传感器与电路控制模块，电路控制模块包括中心控制单元、数码管显示电路以及可充电的电源控制电路；显示系统由数码管显示器组成；永磁弹簧秤的上顶板和下底板分别安装四个永磁体，上顶板永磁体和下底板永磁体在水平方向上的位置相同，采用相同的极性对应安装，即N极对应N极，或S极对应S极；根据永磁体同极相斥原理使上顶板悬浮于下底板的上方；上顶板安装四个直线轴承，通过四根导柱与下底板连接装配；直线轴承作为导向装置，可为滚动摩擦装置，或滑动摩擦装置；位移传感器安装在传感器固定板上，传感器固定板安装在下底板的正中间，位移传感器在安装时必须保证传感器的信号发射端垂直朝上；支架底板安装在下底板的顶面，法兰盘固定安装在支架底板上，圆柱管通过配合安装在法兰盘的内孔里；上玻璃罩安装在上顶板，下玻璃罩安装在下底板；显示器安装在圆柱管上方，在显示器里装有电路控制模块，位移传感器的电路输入输出端与电路控制模块相连；位移传感器通过检测传感器和被测物体之间的距离，将信号传给电路控制模块；中心控制单元采用含A/D转换的单片机ATMEGA8，数码管显示电路包含数码管驱动电路MAX7219和三位数码管；电路控制模块中的中心控制单元对位移传感器传输回来的信号进行处理，将质量大小显示于数码管显示器上；显示器装有充电电池，可为电路控制模块的电源控制电路充电。
专利摘要一种展示用永磁弹簧秤，由承重系统、力转换系统和显示系统。承重系统包括上顶板、下底板、导柱、直线轴承、永磁体、传感器固定板、支架底板、法兰盘、圆柱管、上玻璃罩、下玻璃罩。力转换系统主要由位移传感器与电路控制模块组成，电路控制模块由中心控制单元，数码管显示电路以及可充电的电源控制电路。显示系统由数码管显示器组成。下底板的顶面和上顶板的底面分别安装永磁体，上顶板永磁体和下底板永磁体在水平方向上的位置相同，采用相同的极性对应安装。位移传感器安装在传感器固定板上，传感器固定板安装在下底板的正中间，传感器的信号发射端垂直朝上。本实用新型可以作为普通称重装置使用，也可作为科技模型进行科技教育等使用。
文档编号G01G7/00GK203053528SQ20132001671
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者董天午, 冯凡, 刘本东, 吴育德 申请人:北京工业大学