專利名稱：測(cè)定長(zhǎng)度或角度的儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)定長(zhǎng)度或角度的儀器，包括軌道，布置在這一軌道上的滑架，該滑架具有適合于沿此軌道驅(qū)動(dòng)的第一部分，及沿此軌道由第一部分驅(qū)動(dòng)的第二部分，并帶有適合于與待測(cè)定的物件合作的測(cè)量觸頭，第二部分適合于對(duì)抗元件的力相對(duì)于第一部分位移從靜止位置向至少一個(gè)測(cè)定位置返回，在測(cè)定位置中測(cè)量觸點(diǎn)在待測(cè)定物件上作用一個(gè)預(yù)定的測(cè)量力。
已知有這種類型的儀器，諸如在EP-A-0223736或者EP-A-0421922中所描述的。
這些儀器包括用容許得到預(yù)定的測(cè)量力的彈性阻擋裝置互相連接的兩個(gè)部分游標(biāo)。部分游標(biāo)之一通常用手動(dòng)位移裝置驅(qū)動(dòng)而另一個(gè)攜帶測(cè)量觸頭。這些儀器容許以低的測(cè)量力或壓力實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測(cè)定。然而，當(dāng)測(cè)量觸頭在待測(cè)定的物件上的位置稍有改變時(shí)，例如當(dāng)觸頭的準(zhǔn)確位置在螺紋中或在不規(guī)則表面上時(shí)，便改變測(cè)量力而相應(yīng)地得出能具有相當(dāng)大的誤差的結(jié)果。再者已知的儀器難于測(cè)定由待測(cè)定的物件的相對(duì)位移得出的外形，因?yàn)檫@必須精確而連續(xù)地調(diào)節(jié)手動(dòng)測(cè)量力。
本發(fā)明的目的為提供以機(jī)械化方式實(shí)現(xiàn)滑架的位移并且自動(dòng)而精確地調(diào)節(jié)測(cè)量力的儀器，從而容許以預(yù)定的恒定測(cè)量力測(cè)定外形。
此外，該儀器必須容許測(cè)量觸頭在具有不平坦的表面的待測(cè)定物件上精確地定位，同時(shí)在定位中保持預(yù)定的測(cè)量力。
這些目的是通過(guò)下述方面達(dá)到的，即該儀器包括一個(gè)配置成便于沿軌道驅(qū)動(dòng)第一部分的驅(qū)動(dòng)件，以及一個(gè)適于測(cè)定滑架的兩部分之間的相對(duì)位移且作用在驅(qū)動(dòng)件上來(lái)驅(qū)動(dòng)第一部分使得第二部分占據(jù)相對(duì)于對(duì)應(yīng)所述測(cè)量位置的第一部分的預(yù)定相對(duì)位置的位置的位置檢測(cè)器。
利用這些特征，可以極方便與更精確地使用該儀器，因?yàn)榛艿亩ㄎ慌c預(yù)定測(cè)量力的作用是以機(jī)械驅(qū)動(dòng)及精確地控制的方式獲得的。測(cè)量觸頭在待測(cè)定的物件上的位置可以改變，同時(shí)精確地保持相同的測(cè)量力。從而獲得雙倍的控制效果，一方面用于定位滑架，另一方面控制待測(cè)定的物件上的測(cè)量力。
該儀器最好包括配置成便于接收所述位置檢測(cè)器的對(duì)應(yīng)于兩個(gè)部分的相對(duì)位置的信號(hào)并用第一設(shè)定值來(lái)控制驅(qū)動(dòng)件使之在對(duì)應(yīng)于測(cè)定位置的兩個(gè)部分之間建立相對(duì)恒定的位置的第一控制裝置，當(dāng)?shù)诙糠值臏y(cè)量觸頭在待測(cè)定的物件上占據(jù)與軌道不同的位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)第一部分來(lái)跟隨第二部分。
這些特征使得可以精確地預(yù)定的恒定的測(cè)量力來(lái)非常容易地測(cè)定外形。
理想地，該儀器包括適用于接收外部指令并用第二設(shè)定值控制驅(qū)動(dòng)部件以便至少在第二部分占據(jù)所述靜止位置時(shí)來(lái)位移第一部分的第二控制裝置。
從而滑架能快速地如用戶所希望地那樣位移。
按照一個(gè)較佳實(shí)施例，該儀器包括由所述第一與第二控制裝置組成的一個(gè)控制單元，這一控制單元配置成a)當(dāng)從位置檢測(cè)器接收的所述信號(hào)在上限以下且在下限以上時(shí)，使第二控制裝置工作，以及b)當(dāng)從位置檢測(cè)器接收的所述信號(hào)大于上限以建立滑架的兩個(gè)部分之間的第一測(cè)量位置；或低于下限以獲得滑架的兩個(gè)部分之間的第二測(cè)量位置時(shí)，使第一控制裝置工作。
利用這些特征獲得非常精確、非常有效、同時(shí)操作簡(jiǎn)單的實(shí)施例。
從而控制單元最好配置成a)利用所述第一控制裝置發(fā)出的第一向前或向后設(shè)定及利用所述第二控制裝置發(fā)出的第二向前或向后設(shè)定來(lái)控制電機(jī)部件，b)當(dāng)所述接收的信號(hào)在上限以上時(shí)禁止第二向前設(shè)定，c)當(dāng)所述接收的信號(hào)在下限以下時(shí)禁止第二向后設(shè)定，d)當(dāng)接收的信號(hào)在下限以下并起動(dòng)第二向前設(shè)定時(shí)，或者當(dāng)接收的信號(hào)在上限以上并起動(dòng)第二向后設(shè)定時(shí)，禁止第一向前與向后設(shè)定。
這樣便以簡(jiǎn)單而精確的可以避免測(cè)量或操作誤差且方便用戶操作的方式實(shí)行模式用戶與自動(dòng)化定位之間的交互作用。
位置檢測(cè)器最好配置成便于以與滑架的兩部分之間的相對(duì)位移基本上線性變化的物理尺寸工作。
它可以由霍爾效應(yīng)檢測(cè)器構(gòu)成。這些檢測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)在于降低重量、操作平衡精確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低廉。
最好，控制單元包括一個(gè)與至少兩個(gè)配置成將從位置檢測(cè)器接收的信號(hào)與所述上限與下限比較，及配置成起動(dòng)各具有一個(gè)適用于接收所述第一設(shè)定的第一輸入端、適用于接收所述第二設(shè)定的第二輸入端及配置成控制驅(qū)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出端的第一比較器協(xié)同工作的邏輯電路。
從而得到適用于討論中的應(yīng)用的同時(shí)具有若干可靠部件的，可靠操作的電子控制。
最好，將從檢測(cè)器接收的信號(hào)送至其增益互相相反的兩個(gè)第一放大器的第一輸入端，各放大器的輸出端連接在一個(gè)第一開(kāi)關(guān)上，其第二輸入端適合于連接在第一與第二電壓偏移上，由第一比較器之一控制的兩個(gè)第二開(kāi)關(guān)適用于根據(jù)測(cè)量位置在至少一個(gè)所述極限上方還是下方，在第一與第二偏移電壓之間切換第二輸入。
這些特征使得可以得到一個(gè)構(gòu)造非?？煽坎⑶也⒉辉黾犹喑杀镜目刂茊卧?。
電機(jī)最好連接在H形電橋的中心，電橋的上臂用兩個(gè)第二放大器連接在第一開(kāi)關(guān)上，而其下臂用兩個(gè)比較器連接在第一開(kāi)關(guān)上，第二比較器適用于比較離開(kāi)第一開(kāi)關(guān)的設(shè)定與電機(jī)的嚙合閾值。
因此所述下臂非常有利地連接在第三放大器上，第三放大器的輸出端連接在所述第二放大器的輸入端上，以便保證電機(jī)在不同負(fù)荷條件下的穩(wěn)定速度。
這些特征保證補(bǔ)償電機(jī)內(nèi)部電阻的影響，這對(duì)于負(fù)荷耦合的變化產(chǎn)生速度的大變化的低速上特別有用。這容許保持穩(wěn)定的速度，同時(shí)不需要轉(zhuǎn)速表。
從下面用實(shí)例示意性地展示一個(gè)實(shí)施例的附圖的協(xié)助下在從屬權(quán)利要求中所陳述的特征及下面本發(fā)明的電機(jī)的詳細(xì)描述中，其它優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。


圖1與2為本實(shí)施例的正面與側(cè)視圖。
圖3至5示出展示該儀器的控制單元的操作方式圖。
圖6為這一控制單元的電子原理的示意。
所描述的實(shí)施例涉及用于沿垂直軸測(cè)定長(zhǎng)度的儀器，但它也能容易地適用于在水平方向或其它任何方向上測(cè)定長(zhǎng)度或測(cè)定角度的儀器。
測(cè)定長(zhǎng)度的儀器，參見(jiàn)圖1與2，包括一根測(cè)量柱或軌道10，其上面可滑動(dòng)地裝有滑車11。后者是配置成兩部分的，其中第一部分構(gòu)成裝在柱10上的滾輪14上的驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12。電機(jī)15適用于通過(guò)配置在其軸固定在柱上的滑輪17、18上的皮帶來(lái)移動(dòng)這一驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12。滑架11的重量最好用柱10上承載的平衡重裝置或彈簧(未示出)平衡，如在專利申請(qǐng)EP-A0-421922與EP-A-0223736中所描述的。
滑架11的第二部分由借助于滾輪21可滑動(dòng)地安裝在驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12上的測(cè)量游標(biāo)20構(gòu)成。彈簧22連接兩個(gè)游標(biāo)12、20，并適用于平衡從驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12掛下的測(cè)量游標(biāo)20的重量。
測(cè)量游標(biāo)20上設(shè)有適用于進(jìn)入與待測(cè)定的物件接觸的測(cè)量觸頭24。配置在兩個(gè)游標(biāo)12、20之間的測(cè)力裝置25確定兩個(gè)游標(biāo)12、20之間的靜止位置，并當(dāng)觸頭24從上面或從下面進(jìn)入與待測(cè)定的對(duì)象接觸時(shí)產(chǎn)生測(cè)量力或壓力增加，并將運(yùn)送游標(biāo)12位移到接觸位置以外。
裝置25由可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12上27處的杠桿26構(gòu)成，杠桿的自由端上設(shè)有與形成在測(cè)量游標(biāo)上的凸輪的V形表面29共同工作的滾輪28。杠桿26還帶有其在杠桿26上的縱向位置可調(diào)的螺絲30。彈簧32在螺絲30的自由端與運(yùn)送游標(biāo)12之間伸張，并配置成在V表面29的方向上壓住滾輪25以確定兩個(gè)游標(biāo)12、20之間的靜止。將滾輪29壓在V表面29上的力可以用螺絲30調(diào)節(jié)。
本儀器還包括為根據(jù)稍后要描述的特定操作設(shè)定來(lái)控制電機(jī)15的操作、轉(zhuǎn)動(dòng)速度與方向而配置的電子控制單元35。
位置檢測(cè)器36確定兩個(gè)游標(biāo)12、20之間的位移或相對(duì)位置，并將位置設(shè)定，即對(duì)應(yīng)于預(yù)定的相對(duì)位置的信號(hào)傳輸給電子控制單元35。這一檢測(cè)器最好以隨相對(duì)位置基本上線性變化的物理尺寸操作。通過(guò)利用作為物理尺寸的磁場(chǎng)，最好采用安裝在測(cè)量游標(biāo)20上并與面對(duì)驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12安裝的永久磁鐵36共同工作的線性霍爾效應(yīng)檢測(cè)器37。
測(cè)量游標(biāo)20還帶有一個(gè)測(cè)量裝置40，該裝置40與固定在柱10上并適用于用位移裝置精確地指示測(cè)量觸頭24的高度位置的刻度表(未示出)共同工作。這一測(cè)量裝置可用諸如EP-A-0271436中描述的電容器件構(gòu)成。
電子控制單元35配置成便于按照用戶起動(dòng)的觸點(diǎn)42、43所提供的向前或向后速度設(shè)定或者按照位置檢測(cè)器36提供的位置設(shè)定44而控制電機(jī)15的速度及向前或向后的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。按照通用的測(cè)量原理，驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12按照速度設(shè)定進(jìn)行位移，直到測(cè)量觸頭24進(jìn)入與待測(cè)定的物件接觸并通過(guò)兩個(gè)游標(biāo)12、20之間的相對(duì)位移給出一定的測(cè)量壓力為止。達(dá)到了這一相對(duì)位移時(shí)，控制單元35作為檢測(cè)器66提供的位置設(shè)定44的函數(shù)自動(dòng)地調(diào)整電機(jī)15的操作，即其轉(zhuǎn)動(dòng)方向與速度，將驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12帶入測(cè)量位置中，使得在兩個(gè)游標(biāo)12、20之間相對(duì)于靜止位置存在對(duì)應(yīng)于給定的測(cè)量力的或多或少的預(yù)定偏移。
當(dāng)測(cè)量觸頭24移動(dòng)時(shí)，電機(jī)15自動(dòng)地移動(dòng)驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12返回到兩個(gè)游標(biāo)之間的所述測(cè)量位置上。然后測(cè)量觸頭便能跟蹤測(cè)量外形同時(shí)保持測(cè)量力恒定。在單元35用位置設(shè)定44自動(dòng)定位驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12過(guò)程中，禁止將驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12帶向測(cè)量位置的觸點(diǎn)42或43之一提供的速度設(shè)定。
反之，可以使觸點(diǎn)42或43之一將驅(qū)動(dòng)游標(biāo)12移開(kāi)這一測(cè)量位置的速度設(shè)定有效來(lái)禁止通過(guò)位置設(shè)定44進(jìn)行自動(dòng)位置控制及將測(cè)量觸頭24移開(kāi)待測(cè)定的物件，例如在已取得測(cè)定值之后想要移動(dòng)測(cè)量觸頭時(shí)。
圖3至5的圖容許更精確地觀察這一操作方式。度V。
在兩個(gè)游標(biāo)12、20的靜止位置R的中心上，檢測(cè)器36提供電壓VR。作為觸點(diǎn)42、43產(chǎn)生的速度設(shè)定的函數(shù)實(shí)現(xiàn)滑架11的移動(dòng)。當(dāng)通過(guò)反轉(zhuǎn)上升或者通過(guò)正轉(zhuǎn)下降，測(cè)量觸頭24進(jìn)入與待測(cè)定的物件接觸狀態(tài)時(shí)，相對(duì)位置X在第一或第二方向上變化以到達(dá)對(duì)應(yīng)于極限設(shè)定值VP1或VP2的位置P1或P2。此時(shí)，起動(dòng)位置設(shè)定44直到兩個(gè)游標(biāo)12、20之間的相對(duì)位置X到達(dá)測(cè)定位置M1或M2。在區(qū)域P1-M1與M2-E2中，電機(jī)反轉(zhuǎn)以分別到達(dá)測(cè)量位置M1、M2，而在范圍P2-M2與M1-E1中，電機(jī)正轉(zhuǎn)以分別到達(dá)測(cè)量位置M2、M1。分別在這些測(cè)量位置M1、M2上，對(duì)應(yīng)于待測(cè)定的物件分別從下面向上、從上面向下的接近，電機(jī)的速度為零且裝置25在待測(cè)定的物件上產(chǎn)生的力等于預(yù)定的測(cè)量力。
圖5示出，當(dāng)電機(jī)受到來(lái)自觸點(diǎn)42、42的作為相對(duì)位置X的函數(shù)的速度設(shè)定控制時(shí)的電機(jī)速度。
在位置P1與P2之間的范圍內(nèi)，按照要求的速度，電機(jī)可自由地倒轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)起動(dòng)。
在區(qū)P1-E1中，用導(dǎo)致滑架11上升的電機(jī)的倒轉(zhuǎn)將測(cè)量觸頭24帶入與待測(cè)定的物件接觸的狀態(tài)。在這一區(qū)中，禁止電機(jī)由觸點(diǎn)43控制而倒轉(zhuǎn)，然而能起動(dòng)由導(dǎo)致滑架11下降的觸點(diǎn)42控制的電機(jī)的正轉(zhuǎn)。
反之，在區(qū)P2-E2中，用導(dǎo)致滑架11下降的電機(jī)的正轉(zhuǎn)將測(cè)量觸頭24帶入與待測(cè)定物件接觸的狀態(tài)。在這一區(qū)中，為了能使觸頭24從待測(cè)定的物件移開(kāi)，只有上舉滑架11的觸點(diǎn)43控制的電機(jī)倒轉(zhuǎn)才是可能的。
為了簡(jiǎn)化電子控制，電機(jī)15最好是DC電機(jī)。
其電子電路50示出在圖6中的電機(jī)的控制單元35是帶有單一電源電壓Vi的DC。這種控制特別簡(jiǎn)單且成本低。
速度設(shè)定是由最好是壓電型的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)42與43提供的。從而速度的設(shè)定電壓值與施加在觸點(diǎn)42、43上的壓力成正比，這便容許容易的手動(dòng)控制及快速而精確的滑架11的位移。從這些觸點(diǎn)42、43的動(dòng)作得出的電機(jī)速度由圖5的圖中的水平線示出。
位置數(shù)據(jù)是由位置檢測(cè)器36提供的，并且它們的值被正增益的放大器A1及負(fù)增益的放大器A2進(jìn)行放大(圖6)。從而放大器A1提供給電機(jī)放大了的關(guān)于對(duì)應(yīng)于電機(jī)的正轉(zhuǎn)的圖3與4的區(qū)P2-M2與M1-E1的操作設(shè)定，而放大器A2則提供關(guān)于對(duì)應(yīng)于電機(jī)的反轉(zhuǎn)的區(qū)P1-M1與M2-E2的放大了的操作設(shè)定。
放大器A1的偏移或位移電壓V01與V02是由開(kāi)關(guān)S1得到的，放大器A2的V03與V04則由開(kāi)關(guān)S2得到。相應(yīng)地當(dāng)相對(duì)位置X包含在P1-E1或P2-E2(圖3與4)之間時(shí)，開(kāi)關(guān)S1與S2的切換是由對(duì)應(yīng)于檢測(cè)器36與比較器C1提供的上限P2的位置設(shè)定的電壓VP2(見(jiàn)圖3)控制的。
速度設(shè)定或位置設(shè)定之間的選擇是由開(kāi)關(guān)S3與S4實(shí)行的。邏輯電路L由其輸出信號(hào)F確定開(kāi)關(guān)S3與S4的位置，為這一目的包括下述輸入端連接在比較器C4上的I1，比較器C4的輸入端連接在觸點(diǎn)42及對(duì)應(yīng)于電機(jī)15的起動(dòng)閾值的電壓V1上。
連接在比較器C3上的I4，比較器C3的輸入端連接在觸點(diǎn)43及電壓V1上。
連接在比較器C2上的I2，比較器C2的輸入端連接在位置檢測(cè)器36給出的位置設(shè)定44上，及等于與相對(duì)位置V1對(duì)應(yīng)的VP1的電壓上。
連接在比較器C3上的I3，比較器C3的輸入端連接在位置設(shè)定，及等于與相對(duì)位置P2對(duì)應(yīng)的VP2的電壓上。
由邏輯電路L實(shí)現(xiàn)的開(kāi)關(guān)S3與S4的選擇邏輯可用下式以布爾邏輯表示F＝(I2·I3)+(I2·I3·I4)+(I2·I3·I1)當(dāng)F＝1時(shí)，滑架11的移動(dòng)受觸點(diǎn)42與43的控制，但反之當(dāng)F＝0時(shí)，位移受位置檢測(cè)器36控制。
這一邏輯對(duì)應(yīng)于下述功能
當(dāng)F＝1時(shí)，滑架11的移動(dòng)受觸點(diǎn)42與43的控制，但反之當(dāng)F＝0時(shí)，位移受位置檢測(cè)器36控制。
這一邏輯對(duì)應(yīng)于下述功能在范圍P1-P2中禁止服從位置36。
禁止正轉(zhuǎn)速度設(shè)定P1-E2。
在范圍P1-E1中禁止反轉(zhuǎn)速度設(shè)定43。
在區(qū)P1-E1中禁止服從位置36的正轉(zhuǎn)斷開(kāi)。
在區(qū)P2-E2中禁止服從位置36的反轉(zhuǎn)斷開(kāi)。
然后將分別離開(kāi)開(kāi)關(guān)S3、S4的濾波的設(shè)定分別帶給差與放大器A3、A4，它們的輸出端分別連接在H形電橋52的上方支線53的晶體管T1、T2的基極上，電橋52連接在電源電壓V1及地G上。這個(gè)電橋還包括也由兩個(gè)晶體管T3與T4構(gòu)成的下方支線56。電機(jī)15占據(jù)H形電橋52的中央支線。在差分放大器A3與A4中，將來(lái)自開(kāi)關(guān)S3與S4的張力設(shè)定與提供給電機(jī)15的張力比較。從而電機(jī)15的電壓服從來(lái)自開(kāi)關(guān)S3與S4的電壓設(shè)定。H形電橋52的操作容許電機(jī)的速度正向或負(fù)向變化。
離開(kāi)開(kāi)關(guān)S3與S4的電壓設(shè)定也被帶到比較器C5與C6，在其中將它們與對(duì)應(yīng)于電機(jī)的起動(dòng)閾值的電壓V1比較。比較器C5與C6的輸出端連接在H形電橋的下方支線56的晶體管T3與T4上。后者又連接在放大器A5的輸入端上，放大器A5的輸出端連接在放大器A3與A4的輸入端上。
用這種安裝得到電機(jī)26的電流服從容許在不同模式條件下電機(jī)保持穩(wěn)定的速度，而無(wú)需轉(zhuǎn)速表。從而，與電機(jī)中的電流成正比的H形電橋的下方支線56中的電壓被放大器A5放大并加在離開(kāi)S3或S4電壓設(shè)定上。如果電機(jī)的負(fù)荷耦合增加，其電流增加并且電機(jī)中的電壓也增加。從而補(bǔ)償了具有降低轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電壓的效應(yīng)的電機(jī)的內(nèi)電阻的效應(yīng)。這一電流服從低速時(shí)是有用的，在低速時(shí)負(fù)荷耦合的變化會(huì)引發(fā)重大的速度變化。
從而，借助于接收關(guān)于兩個(gè)游標(biāo)12、20的相對(duì)位置X的數(shù)據(jù)并作用在開(kāi)關(guān)上的邏輯電路L，這一控制單元35容許用戶或位置檢測(cè)器精確而可靠地控制受控的電機(jī)的操作，得到兩種操作模式之間的有利的交互作用。
當(dāng)然，上述實(shí)施例絕非限制性的，而能作為權(quán)利要求1所定義的范圍內(nèi)的任何希望的修改的主體。尤其是，儀器的柱可用任何垂直或水平或任何其它位置的但構(gòu)成滑架的軌道或?qū)蜓b置的支承物替代?；艿挠螛?biāo)可用構(gòu)成滑架本身的第一部分及適用于諸如用旋轉(zhuǎn)平移相對(duì)于滑架位移的減少尺寸的物件構(gòu)成的第二部分替代。在這兩部分或滑架游標(biāo)之間，可裝有平衡測(cè)量游標(biāo)的重量的諸如制動(dòng)器或平衡重等其它部件。在一些應(yīng)用中可省略補(bǔ)償?shù)诙糠值闹亓康膹椈伞?br> 產(chǎn)生測(cè)量力的裝置可具有任何其它構(gòu)造例如它可用固定在位于安裝在第一部分上的兩個(gè)彈簧之間的第二部分上的鉤爪構(gòu)成。
本發(fā)明可配置成只根據(jù)單一的水平、垂直或任何其它方向?qū)嵭袦y(cè)量，例如通過(guò)下降到待測(cè)定的物件上。因此，它不是包含單一的測(cè)量位置而是兩個(gè)測(cè)量位置。
諸如電容、電感、光學(xué)或電阻等其它位置檢測(cè)器也同樣有用。
也可用其它類型的電機(jī)，例如步進(jìn)、同步、不帶集流環(huán)的連續(xù)電流等。
電機(jī)的控制可利用其它技術(shù)，諸如脈沖或頻率調(diào)制?？刂朴|點(diǎn)42、42可以用其它控制裝置替代，諸如電位計(jì)、外部計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo)器、跟蹤球、操縱桿或數(shù)字控制。
按照本發(fā)明的儀器能容易地集成進(jìn)按照若干根軸操作的裝置或適合于角度測(cè)量的儀器中。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)定長(zhǎng)度或角度的儀器，包括軌道(10)；布置在所述軌道上的滑架(11)，滑架(11)具有用于沿軌道(10)驅(qū)動(dòng)的第一部分(12)及由第一部分(12)沿軌道驅(qū)動(dòng)的第二部分(20)并帶有用于與一部件合作進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量觸頭(24)，第二部分(20)用于對(duì)抗阻擋件(25)的力相對(duì)于第一部分(12)進(jìn)行移位，從靜止位置(R)向至少一個(gè)在其中測(cè)量觸頭(24)施加一個(gè)預(yù)定的測(cè)量力在待測(cè)量的物件上的測(cè)量位置(M1、M2)位移；其改進(jìn)為其中該儀器包括配置用于沿軌道(10)驅(qū)動(dòng)第一部分(12)的電機(jī)(15)，及用于測(cè)定滑架的兩個(gè)部分(12、20)之間的相對(duì)位移(X)，并作用在驅(qū)動(dòng)第一部分(12)的電機(jī)件(15)使得第二部分(20)相對(duì)于與所述測(cè)量位置對(duì)應(yīng)的第一部分占據(jù)一個(gè)相對(duì)地預(yù)定的位置的位置檢測(cè)器(36)。
2.按照權(quán)利要求1的儀器，還包括第一控制裝置(36、A1、A2)，用于接收對(duì)應(yīng)于所述位置檢測(cè)器(36)的兩個(gè)部分(12、20)之間的相對(duì)位置(X)的信號(hào)(44)，及通過(guò)第一設(shè)定控制電機(jī)(15)，使得它在對(duì)應(yīng)于測(cè)量位置(M1、M2)的兩個(gè)位置(12、20)之間取相對(duì)恒定的位置，當(dāng)?shù)诙糠?20)的測(cè)量觸頭(24)占據(jù)待測(cè)定的物件上的相對(duì)于軌道(10)不同位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)第一部分(12)以便跟隨第二部分(20)。
3.按照權(quán)利要求2的儀器，還包括第二控制裝置(42、43)，用于接收外部指令及通過(guò)電機(jī)(15)的第二設(shè)定進(jìn)行控制以便當(dāng)?shù)诙糠?20)占據(jù)所述靜止位置(R)時(shí)，位移第一部分(12)。
4.按照權(quán)利要求3的儀器，還包括由所述第一與第二控制裝置(36、A1、A2；42、43)構(gòu)成的控制單元(35)，這一控制單元配置成a)當(dāng)從位置檢測(cè)器(36)接收的所述信號(hào)(44)低于上限值(VP2)且大于下限(VP1)時(shí)，起動(dòng)第二控制裝置(42、43)，以及b)當(dāng)從位置檢測(cè)器(36)接收的所述信號(hào)(44)高于上限(VP2)時(shí)起動(dòng)第一控制裝置(36、A1、A2)在滑架的兩個(gè)部分之間建立第一測(cè)量位置(M2)，或在低于下限(VP1)時(shí)起動(dòng)第一控制裝置(36、A1、A2)以便得到滑架的兩個(gè)部分之間的第二測(cè)量位置(M1)。
5.按照權(quán)利要求4的儀器，其中該控制單元(36)配置成a)使得通過(guò)所述第一控制裝置(36、A1、A2)發(fā)出第一正向或反向設(shè)定，及通過(guò)所述第二控制裝置(42、43)發(fā)出的第二正向或反向設(shè)定控制電機(jī)(15)；b)在所述接收的信號(hào)(44)高于上限(VP2)時(shí)，禁止第二正轉(zhuǎn)設(shè)定；c)在所述接收的信號(hào)(44)低于下限(VP1)時(shí)，禁止第二反轉(zhuǎn)設(shè)定；d)即使在接收的信號(hào)(44)低于下限(VP1)且起動(dòng)第二正轉(zhuǎn)設(shè)定，或在接收的信號(hào)(44)高于上限(VP2)且起動(dòng)第二反轉(zhuǎn)設(shè)定時(shí)，禁止第一正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)設(shè)定。
6.按照權(quán)利要求1的儀器，其中該位置檢測(cè)器(36)配置成基本上以隨滑架的兩個(gè)部分(12，20)之間的相對(duì)位移(X)線性地變化的物理尺寸操作。
7.按照權(quán)利要求6的儀器，其特征在于位置檢測(cè)器(36)為霍爾效應(yīng)檢測(cè)器(37)。
8.按照權(quán)利要求5的儀器，其中該第二控制裝置包括兩個(gè)控制按鈕(42，43)，配置用來(lái)分別發(fā)出與電機(jī)的正轉(zhuǎn)速度及反轉(zhuǎn)速度對(duì)應(yīng)的正轉(zhuǎn)速度設(shè)定及反轉(zhuǎn)速度設(shè)定，它們隨作用在這些按鈕上的壓力的增加而增加。
9.按照權(quán)利要求8的儀器，其中按鈕(42，43)包括壓電元件。
10.按照權(quán)利要求5的儀器，其中該控制單元(50)包括與至少第一比較器(C1，C2)合作的邏輯電路(L)，比較器(C1，C2)配置用來(lái)將從位置檢測(cè)器(36)接收的信號(hào)(44)與所述上、下限(VP1，VP2)比較，并配置用來(lái)啟動(dòng)各具有適用于接收所述第一設(shè)定的第一輸入、適用于接收所述第二設(shè)定的第二輸入及用于控制電機(jī)(15)的轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出的至少兩個(gè)第一開(kāi)關(guān)(S3，S4)。
11.按照權(quán)利要求10的儀器，其中將從檢測(cè)器(36)接收的信號(hào)(44)帶到兩個(gè)放大器(A1，A2)的第一輸入端上，放大器(A1，A2)的增益是互相相反的，各放大器的輸出端連接在第一開(kāi)關(guān)(S3，S4)之一上，而第二輸入端連接到第一或第二偏移電壓(VO1，VO2；VO3，VO4)上，由第一比較器(C1，C2)之一控制的兩個(gè)第二開(kāi)關(guān)(S1，S2)適用于根據(jù)測(cè)量位置是在所述限(VP1，VP2)以上還是以下，在第一與第二偏移電壓之間切換第二輸入端。
12.按照權(quán)利要求10的儀器，其中該電機(jī)為DC電機(jī)(15)，而控制單元(35)的電子電路(50)是DC的。
13.按照權(quán)利要求12的儀器，其中該電機(jī)(15)連接在一個(gè)H形電橋(52)的中心，電橋(52)的上方支線(53)用兩個(gè)第二放大器(A3，A4)連接在第一開(kāi)關(guān)(S3，S4)上，而其下方支線(56)則用兩個(gè)第二比較囂(C5，C6)連接在第一開(kāi)關(guān)(S3，S4)上，比較器(C5，C6)用于將離開(kāi)第一開(kāi)關(guān)(S3，S4)的設(shè)定與電機(jī)(15)·的起動(dòng)閾值(V1)比較。
14.按照權(quán)利要求13的儀器，其特征在于所述下支(56)連接在第三放大器(A5)上，放大器(A5)的輸出端連接在所述第二放大器(A3，A4)的輸入端上，以便在不同的負(fù)荷條件下保證電機(jī)(15)的穩(wěn)定速度。
15.按照權(quán)利要求1的儀器，其中滑架(11)的第一部分是可滑動(dòng)地安裝在軌道(10)上的第一游標(biāo)(12)構(gòu)成的，而第二部分則是由可滑動(dòng)地安裝在第一游標(biāo)(12)或軌道(10)上的第二游標(biāo)(20)構(gòu)成的。
全文摘要
一種測(cè)量?jī)x器,包括一根柱,柱上裝有帶驅(qū)動(dòng)游標(biāo)和測(cè)量游標(biāo)的滑架。游標(biāo)之間配置測(cè)量力裝置,電機(jī)移位驅(qū)動(dòng)游標(biāo),位置檢測(cè)器容許測(cè)定兩個(gè)游標(biāo)之間的相對(duì)位置。控制單元控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向。通過(guò)外部觸點(diǎn)移位滑架,游標(biāo)間的偏移達(dá)到上或下限時(shí)即實(shí)行電機(jī)控制。從而獲得滑架的移動(dòng)速度及測(cè)量力的雙重支配,實(shí)現(xiàn)非常精確快捷的測(cè)量,且容易進(jìn)行。
文檔編號(hào)G01B5/02GK1173630SQ97111888
公開(kāi)日1998年2月18日 申請(qǐng)日期1997年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月2日
發(fā)明者漢斯·烏爾里克·邁耶, 丹尼爾·克萊克 申請(qǐng)人:斯沃維克公司