專利名稱:光柵檢測數(shù)顯圓錐儀的制作方法
本實用新型屬于測試儀器，特別是用于土工試驗中液塑限聯(lián)合測定的一種圓錐儀。
液限和塑限指界限含水量，是粘性土極為重要的指標，是粘性土工程分類的主要依據(jù)，和天然含水量一起，是估價土的工程特征的主要參數(shù)。所謂液、塑限聯(lián)合測定，是用圓錐儀同時測定土的液限和塑限，方法是在不同含水量情況下，做入土試驗，尋求入土深度與含水量之間的關(guān)系，以此求出土的液限和塑限值。1986年6月，我國國家標準土工試驗規(guī)程送審稿已將液、塑限聯(lián)合測定法定為標準方法。
現(xiàn)有的用于液、塑限聯(lián)合測定法中的圓錐儀，如水電規(guī)程和國家標準土工試驗規(guī)程中采用的儀器及日本采用的儀器，其大體上分為落錐、測量和讀數(shù)機構(gòu)。測量機構(gòu)采用目測或光學(xué)放大，目測是錐體上有刻度用目測直讀落錐深度，光學(xué)放大是在錐體上連一刻度片自由落下，然后由投光放大法直接讀出錐體上的刻度值。這些結(jié)構(gòu)存在著讀數(shù)人為誤差大，測量精度不高，以及量程小的缺點，而且不能連續(xù)記錄圓錐入土的全過程，不能滿足實驗研究的需要。
本實用新型的目的是設(shè)計一種綜合性的圓錐儀，使其量程大，測量精度高，并可連續(xù)記錄試驗的全過程，便于數(shù)據(jù)記錄與處理及繪制圖表自動化。
本實用新型是對現(xiàn)有圓錐儀進行的改進，其由機架，機體，電磁啟動機構(gòu)，檢測圓錐，樣品升降調(diào)節(jié)裝置，基準水平泡等構(gòu)成，特征是，采用一個光柵檢測位移傳感器與檢測圓錐連接，并鉛垂安裝在機架上，做為圓錐儀的深度測量裝置，在機體內(nèi)設(shè)置數(shù)字顯示裝置，可將光柵檢測結(jié)果進行數(shù)字顯示，使得讀數(shù)人為誤差小，測量精度提高，并能和打印機，微機連接，連續(xù)記錄測量全過程。
下面結(jié)合該儀器的實施例及工作原理。
圖1為圓錐儀的主視結(jié)構(gòu)圖圖2為圓錐儀的右視結(jié)構(gòu)圖圖3為光柵檢測位移傳感器的結(jié)構(gòu)圖(右視)圖4為圖3的(A－A)剖面圖。
圖5為數(shù)字顯示裝置的電路框圖圖6為數(shù)字顯示裝置的電氣原理圖。
圖1，圖2中，(1)為機架，(2)為機體，(3)為電磁啟動機構(gòu)，其由電磁鐵(21)和滑塊掛鉤(22)組成，可把圓錐頭(4)固定在起始位置上，可調(diào)整重量。(7)為光柵檢測位移傳感器，與圓錐頭連接，并鉛垂安裝在機架上。(5)為樣品升降調(diào)節(jié)裝置，主要包括，試樣托盤(23)，升降螺絲(24)等，其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的圓錐儀相同，(6)為基準水平泡。(8)為數(shù)字顯示裝置，裝在機體內(nèi)。(25)為面板，其中(26)為工作指示燈，(27)為清零按鈕，(28)為銜鐵開關(guān)，(29)為電源開關(guān)。(30)為微機和打印機接口。
圖3，圖4中，光柵檢測位移傳感器主要包括，導(dǎo)軌(9)，滑塊(10)，指示光柵(11)，標尺光柵(12)，光電器件(13)，發(fā)光器件(14)，并組裝在同一殼體內(nèi)。導(dǎo)軌呈V型，導(dǎo)軌和滑塊之間嵌有滾珠(15)，導(dǎo)軌采用滾珠滾動機構(gòu)運動靈活，摩擦阻力小。V型導(dǎo)軌(9)固定在殼體上，標尺光柵(12)固定在滑塊上，滑塊下端通過桿(31)與圓錐連在一起，上端和滑塊掛勾相連。光電器件采用光電三極管(32)和光電管座(33)，發(fā)光器件采用發(fā)光二極管(34)和發(fā)光管座(35)。發(fā)光二極管做光源，光電三極管做摩爾條紋的檢出元件，光電器件和指示光柵與殼體連接，可以微動調(diào)整。
圖5，圖6中，數(shù)字顯示裝置由放大整形電路(16)，四倍頻電路(17)，計數(shù)寄存譯碼電路(18)，顯示電路(19)，和接口電路(20)組成。該裝置連接光柵測頭(36)和電源(37)。放大整形電路包括兩個放大器(38)，四倍頻電路采用一塊四倍頻集成電路芯片(39)，計數(shù)寄存譯碼電路(18)是由四塊一位可逆計數(shù)器(40)組成四位可逆計數(shù)器，顯示電路包括四個譯碼器(41)和四個數(shù)碼管(42)，接口電路采用四選一數(shù)據(jù)選擇器(43)。
本儀器的工作原理是；啟動銜鐵開關(guān)(28)，受電磁鐵吸引，滑塊掛勾松開，圓錐與滑塊(10)，標尺光柵(12)依自重鉛垂下移，指示光柵固定，此時，由兩光柵形成的摩爾條紋也在移動。通過發(fā)光管(34)，光電管(32)接收到隨位移的改變而變化的電信號，經(jīng)放大整形后，形成和摩爾條紋相對應(yīng)的脈沖，每個脈沖對應(yīng)位移0.04mm，經(jīng)四倍頻電路，產(chǎn)生四倍原信號的脈沖，每個脈沖對應(yīng)0.01mm位移，并同時判別運動方向，控制可逆計數(shù)器的計數(shù)方式，經(jīng)譯碼，顯示出位移量的多少?？赡嬗嫈?shù)器(40)的BCD譯碼經(jīng)四選一數(shù)據(jù)電路控制，根據(jù)打印機或計算機的指令送出數(shù)據(jù)。
采用本實用新型，操作簡單，調(diào)換錐頭，調(diào)整重量方便，測量精度為0.01mm，高于規(guī)程0.1mm的要求，測量深度可達26.2mm，能自動記錄，進行各種計算處理。該儀器不僅能滿足我國水電、冶金、鐵路、公路及國家標準土工試驗中液，塑限聯(lián)合測定試驗規(guī)程的要求，也能測定粘土的強度，天然稠度和對混合土類作出工程設(shè)計所需要的指標。
權(quán)利要求
1.一種光柵檢測數(shù)顯圓錐儀，主要由機架(1)、機體(2)電磁啟動機構(gòu)(3)，圓錐(4)，樣品升降調(diào)節(jié)裝置(5)，基準水平泡(6)等組成，其特征是，采用一個光柵檢測位移傳感器(7)與圓錐連接，并鉛垂安裝在機架上，機體內(nèi)設(shè)置數(shù)字顯示裝置(8)，光柵檢測位移傳感器包括導(dǎo)軌(9)，滑塊(10)，指示光柵(11)，標尺光柵(12)，光電器件(13)，發(fā)光器件(14)，并組裝在同一殼體內(nèi)，導(dǎo)軌呈V型，導(dǎo)軌(9)和滑塊(10)之間嵌有滾珠(15)，數(shù)字顯示裝置由放大整形電路(16)，四倍頻電路(17)，計數(shù)寄存譯碼電路(18)，顯示電路(19)，接口電路(20)等組成。
專利摘要
本實用新型是一種綜合性圓錐儀，其采用具有滾動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的光柵檢測位移傳感器為深度測量裝置，并設(shè)置了數(shù)字顯示裝置，數(shù)字顯示錐入深度。該儀器測試手段先進，量程廣，精度高，數(shù)字顯示重復(fù)性好，并能連接打印機和微機，連續(xù)記錄測量的全過程。
文檔編號G01N3/30GK87208042SQ87208042
公開日1988年9月14日 申請日期1987年5月18日
發(fā)明者賈文祥, 李永林, 張明, 王金寶 申請人:交通部第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院, 天津自行車研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan