一. 概述

    本測(cè)試平臺(tái)(晶棒重量與尺寸自動(dòng)測(cè)試臺(tái))采用激光掃描的方法測(cè)量晶體的直徑,弦度和高度,利用電子稱(chēng)稱(chēng)晶體的重量,并利用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，送數(shù)碼顯示管顯示，微型打印機(jī)打印輸出，可實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體的重量、直徑、弦度和高度的一次性自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)顯示和打印出來(lái)。測(cè)試臺(tái)主要有兩部分（檢測(cè)部分及控制部分）組成。檢測(cè)部分將光柵尺測(cè)出的晶體直徑、弦度、高度的數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)送給單片機(jī)系統(tǒng)。晶體重量由電子天平測(cè)量，并通過(guò)串行口將數(shù)據(jù)送入單片機(jī)系統(tǒng)?？刂撇糠种饕蓡纹瑱C(jī)系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量信號(hào)處理，控制兩個(gè)電機(jī)（水平及垂直電機(jī)）的啟停，系統(tǒng)復(fù)位，進(jìn)行測(cè)量和打印等功能，最后在平臺(tái)上顯示打印出來(lái)。

 技術(shù)指標(biāo)：
   重量          （0，8000g）      精度：0.1g
   高度           (0, 150mm)       精度：0.1mm
   直徑          （0，150mm）      精度：0.1mm
   弦度           (0,  50mm)       精度： 1mm

    二. 自動(dòng)測(cè)試臺(tái)測(cè)試原理及構(gòu)成

    1. 測(cè)量原理

    ①直徑弦度、高度測(cè)量部分

    分別由兩套激光掃描系統(tǒng)所組成,即高度激光掃描系統(tǒng)和直徑弦度激光掃描系統(tǒng)。每套掃描系統(tǒng)分別
    由直線電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路、半導(dǎo)體激光器、激光檢測(cè)傳感器和設(shè)定比較器電路所組成。

    ②激光掃描系統(tǒng)與檢測(cè)系統(tǒng)

    激光掃描采用半導(dǎo)體激光器供電電壓為3V，我們采用5V直流電壓供電。
檢測(cè)采用小型3DU光電三極管作為光電檢測(cè)，為了提高檢測(cè)精度，分別采用了三個(gè)運(yùn)算放大器組成的電壓比較電路。

    直徑和高度采用穿透測(cè)量法，平時(shí)激光打在感光光電三極管上，三極管導(dǎo)通。當(dāng)電機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)掃描系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)激光線碰到直徑和高度的邊緣時(shí)將遮住激光流以使光電三機(jī)關(guān)由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，離開(kāi)直徑邊緣時(shí)光電三極管又從截至變?yōu)閷?dǎo)通。經(jīng)過(guò)比較器，比較器的輸出為低電平高電平低電平。波形的寬度和直徑的大小成正比。利用這個(gè)波形的寬度去讀光尺的脈沖信號(hào)，脈沖輸入到單片計(jì)數(shù)器的接口輸入，決定直徑的大小，并送發(fā)光數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)碼顯示及打印機(jī)打印。

     測(cè)試的原理簡(jiǎn)述為：水平機(jī)械系統(tǒng)和垂直機(jī)械系統(tǒng)分別附有光柵尺，當(dāng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)響應(yīng)的光柵尺發(fā)出脈沖信號(hào)（每運(yùn)動(dòng)0.02毫米發(fā)出一個(gè)脈沖，與電機(jī)運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)）。光柵尺信號(hào)光偶隔離后送給單片機(jī)計(jì)數(shù)。測(cè)直徑時(shí)，水平電機(jī)上的激光掃描晶體直徑，晶體擋住光點(diǎn)時(shí)直徑的電平信號(hào)為高電平，未擋住時(shí)為低電平，高電平時(shí)系統(tǒng)開(kāi)始計(jì)算直徑。限度測(cè)量原理是靠晶體的弦面反射回的激光點(diǎn)打到光電管來(lái)測(cè)，當(dāng)晶體弦面擋住時(shí)弦度電平信號(hào)為高電平，否則為低。高度（下）電平信號(hào)為晶體擋住光時(shí)高度的電平信號(hào)為高電平，為擋時(shí)為低電平；高度（上）電平信號(hào)為垂直電機(jī)換相信號(hào)，到上端換相時(shí)電平信號(hào)為低電平；測(cè)量時(shí)，高度（下）電平信號(hào)為高電平時(shí)電機(jī)向下暫停換相，后向上運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始計(jì)數(shù)直到高度（上）電平信號(hào)為低電平時(shí)結(jié)束。

    2．系統(tǒng)構(gòu)成

    晶體重量尺寸自動(dòng)測(cè)試臺(tái)包括測(cè)試臺(tái)，顯示板和控制板。其中控制板安裝在測(cè)試臺(tái)內(nèi)，顯示板以及打印機(jī)在測(cè)試臺(tái)的上方。測(cè)試臺(tái)平面示圖及整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：

    測(cè)試臺(tái)平面示圖

   

 系 統(tǒng) 框 圖