專利名稱：數(shù)顯千分表及外徑測量尺架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種利用電感量變化來檢測微小位移的測量儀器，適用于精密機(jī)械加工行業(yè)產(chǎn)品尺寸的測量及普通長度計量器具的標(biāo)定。
國內(nèi)機(jī)械加工行業(yè)中，精密零件尺寸的檢測大都使用機(jī)械百分尺，百分表、千分表等。前二者分辯率低，精度差，易產(chǎn)生人為讀數(shù)誤差。而機(jī)械千分表又存在重復(fù)測量誤差較大的缺點(diǎn)，因而都無法很好適用于IT7級精度以上尺寸的測量。
現(xiàn)有的電感、電容式測微儀，雖然具有足夠高的分辯率，但存在測量范圍小，飄移大，抗干擾能力差等缺點(diǎn)，且無論是電感、電容式，還是光柵、磁柵式測微儀，大都存在體積大，功耗大，須交流供電等不足，因此只能臺位工作，這就限制了它們的應(yīng)用范圍。
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積小，使用操作方便，測量精度高，抗干擾能力強(qiáng)、功耗低可用電池驅(qū)動的電感式數(shù)顯千分表。
本實用新型還提供一種可與數(shù)顯千分表配合，可快速檢測工件直徑的外徑測量尺架。
上述目的可以通過以下措施來達(dá)到一種數(shù)顯千分表，主要由振蕩電路、濾波電路、測量電橋、信號放大電路、檢波電路、零點(diǎn)調(diào)整電路及A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字顯示器組成。其中振蕩、濾波、放大、檢波、零點(diǎn)調(diào)整這五部分電路均采用低功耗、低飄移的集成運(yùn)算放大器構(gòu)成。數(shù)顯千分表是由運(yùn)算放大器Ic1構(gòu)成振蕩電路提供標(biāo)準(zhǔn)信號，經(jīng)濾波電路至測量電橋和由集成運(yùn)算放大器Ic7、Ic8構(gòu)成的零點(diǎn)調(diào)整電路，零點(diǎn)調(diào)整電路輸出與A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接，測量電橋則與由運(yùn)算放大器Ic3－Ic5構(gòu)成的差分放大電路的輸入端連接，其輸出經(jīng)檢波電路至A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。由其將位移電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號至液晶顯示器顯示。
一種可與上述數(shù)顯千分表配合使用的外徑測量尺架，包括尺架和手把，在弧形尺架上設(shè)有可用螺釘快速調(diào)整尺距的定位塊，且在定位塊與尺架之間可設(shè)有塊規(guī)，用以改變尺架固有直徑尺寸，保證傳感器處于一定位移范圍內(nèi)，擴(kuò)大尺具的量程范圍，塊規(guī)最好為U型，以利于快速更換。在弧形尺架的一端部設(shè)有傳感器。
在手把及尺架上設(shè)有與數(shù)顯千分表相連的連接插頭和導(dǎo)向燕尾槽、鎖緊掛鉤，可將千分表固定在尺架上，且有利用裝卸。
本實用新型為精密機(jī)械加工行業(yè)提供了一種高分辯率、高精度的數(shù)顯千分表，且可與形狀測量范圍各異的尺架配合使用。該表由于采用了低功耗、低飄移的運(yùn)算集成電路，使用較少的元件構(gòu)成振蕩，濾波、放大、檢波及零點(diǎn)調(diào)整電路，縮小了該表的體積，降低了成本，其分辯率為0.001毫米，測量精度為±0.0015毫米，還具有抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、功耗低，可用電池驅(qū)動的特點(diǎn)。
本實用新型所述的外徑測量尺架，可與數(shù)顯千分表配合使用，該尺架利用更換塊規(guī)來擴(kuò)大其測量范圍，具有快速準(zhǔn)確測量的特點(diǎn)，其使用操作方便，適用于加工現(xiàn)場檢測，可提高檢測效率。


圖1為數(shù)顯千分表最佳實施例的電路原理圖。
圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述如圖1所示，電源(10)通過二個穩(wěn)壓集成塊向電路提供±5伏電源。
振蕩電路(1)由運(yùn)算放大器Ic1、電容C1－3、電阻R1－4、二極管D1、穩(wěn)壓管DW1、構(gòu)成。
濾波電路(2)由運(yùn)算放大器Ic2、電阻R5、電容C4組成。
測量電橋(3)由電感式位移傳感器的兩線圈L1、L2、電阻R6、R7組成。
由運(yùn)算放大器Ic3－Ic5及電阻R8－14組成高阻抗，高精度的差分放大電路(4)。
檢波電路(5)由運(yùn)算放大器IC6及電容C5－6、電阻R15－17、二極管D2－3組成。
零點(diǎn)調(diào)整電路(8)由電位器W1、運(yùn)算放大器IC7、IC8及電阻R18－22電容C7、二極管D4、D5組成。
本實用新型的工作過程是由振蕩電路(1)提供頻率f＝10KH，峰峰值電壓V＝1.5伏的振蕩信號，該信號經(jīng)濾波電路(2)濾除高頻失真，提供給測量橋路(3)一個頻率f＝10KH、V＝1伏的純凈的正弦波、橋路中L1、L2為電感式位移傳感器(20)的兩線圈，傳感器鐵芯處于中間位置時，上、下線圈的電感量相等，測量橋路平衡，A、B兩端無輸出電壓，鐵芯離開中間位置，則上、下線圈電感量變化，橋路A、B兩端出一個峰峰值與鐵芯移動距離成線性關(guān)系的振蕩電壓，其峰一峰值變化為△VAB＝K1·VP－P·△L；△L為鐵芯移動距離，K為電感傳感器的靈敏系數(shù)，VP－P是提供給測量橋路的振蕩信號的峰峰值。該信號經(jīng)高阻抗，高精度的差分放大電路(4)放大，再經(jīng)精密檢波電路(5)檢波，在C點(diǎn)(9)輸出一個與鐵芯位移成正比的直流電平信號，該信號經(jīng)三位半A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)后變換為相應(yīng)數(shù)字送VCD三位半液晶顯示器(7)，
實現(xiàn)了由微小位移到數(shù)字顯示的精密測量。在濾波輸出與橋路輸入端還連接有用以確定測量電路另位的零點(diǎn)調(diào)整電路(8)，同時，還起到補(bǔ)償由振蕩參數(shù)信號VP－P不穩(wěn)定帶來的零點(diǎn)變化，匹配調(diào)零電路與測量電路的漂移一至?？墒拐麄€電路的飄移減至最小。
在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(6)的輸入端設(shè)有電位器W2，調(diào)整整個系統(tǒng)的放大系數(shù)，以使顯示保證在1位數(shù)／微米的線性狀態(tài)下。
圖2示出了可與數(shù)顯千分表配合，專用于測量外徑尺寸的測量尺架，在尺架(19)上設(shè)有手把(18)，弧形尺架的下端部向內(nèi)處設(shè)有電感式位移傳感器(20)，通過尺架內(nèi)導(dǎo)線與插頭(16)連接插頭(16)與數(shù)顯千分表相連，傳感器(20)測頭與被測工件為面接觸，以克服由于被測外徑變化而使傳感器軸線偏離被測圓心而帶來的理論測量誤差。上端部向內(nèi)處和內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有用螺釘(13)調(diào)整尺距的定位塊(11)，在其上、側(cè)定位塊與尺架的夾層中可設(shè)有快速更換的V形塊規(guī)(12)，用以改變尺體固有尺寸，即保持傳感器處于位移不超過2毫米的線性范圍內(nèi)，擴(kuò)大尺架的測量范圍。上、側(cè)定位塊(11)需同步更換塊規(guī)(12)，保證傳感器軸線通過被測外徑圓心。
在尺架(19)及手把(18)上設(shè)有與千分表(15)殼體相連的導(dǎo)向燕尾槽(14)和鎖緊掛鉤(17)，可將千分表固定在其上，便于裝卸，且可使一個千分表配用若干不同測量范圍的尺架。
當(dāng)用于測量時，將被測工件外徑置于弧形尺架內(nèi)，由于被測工件與測頭為面接觸，因此保證傳感器軸線在一定范圍內(nèi)始終通過被測外徑圓心，達(dá)到快速準(zhǔn)確測量的目的。
權(quán)利要求1.數(shù)顯千分表，主要由振蕩電路(1)、濾波電路(2)、測量電橋(3)、信號放大電路(4)、檢波電路(5)、零點(diǎn)調(diào)整電路(8)及A/D轉(zhuǎn)換電路(6)、數(shù)字顯示電路(7)組成，其特征在于所述的振蕩、濾波、差分放大、檢波及零點(diǎn)調(diào)整這五部分電路均采用低功耗、低飄移的集成運(yùn)算放大器構(gòu)成；數(shù)顯千分表是由運(yùn)算放大器IC1構(gòu)成振蕩電路提供標(biāo)準(zhǔn)信號，經(jīng)濾波電路至測量電橋和由集成運(yùn)算放大器IC7、IC8構(gòu)成的零點(diǎn)調(diào)整電路，零點(diǎn)調(diào)整電路的輸出與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接，測量電橋則與由運(yùn)算放大器構(gòu)成的差分放大電路的輸入端連接，其輸出經(jīng)檢波電路至A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將位移電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號由液晶顯示器顯示。
2.一種可與上述數(shù)顯千分表配合的外徑測量尺架，包括尺架(19)和手把(18)，其特征在于在弧形尺架(19)上設(shè)有可用螺釘(13)快速調(diào)整尺距的定位塊(11)，且在定位塊與尺架之間可設(shè)有用以擴(kuò)大測量范圍的塊規(guī)(12)，弧形尺架一端部設(shè)有傳感器(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外徑測量尺架，其特征在于在手把及尺架上設(shè)有與數(shù)顯千分表(15)相連的導(dǎo)向燕尾槽(14)、連接插頭(16)和鎖緊掛鉤(17)。
專利摘要本實用新型涉及一種測量儀器，包括數(shù)顯千分表和外徑測量尺架，在尺架上設(shè)有可用螺釘調(diào)整尺距的定位塊，且與尺架之間設(shè)有用以擴(kuò)大測量范圍的可快速裝卸的U型塊規(guī)。該尺架由電感式位移傳感器將檢測外徑尺寸的微小變化經(jīng)測量電路送液晶顯示器顯示，測量電路采用低功耗，低飄移的線性運(yùn)算元件構(gòu)成，具有體積小、功耗低，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，直流供電等特點(diǎn)。數(shù)顯千分表與尺架采用快速裝卸式結(jié)構(gòu)連接，便于千分表與形狀測量范圍各異的測量尺架配合使用。
文檔編號G01B7/12GK2046620SQ8920242
公開日1989年10月25日 申請日期1989年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月4日
發(fā)明者文戈, 王東炬 申請人:文戈, 王東炬, 大連市華鐵綜合技術(shù)研究所