專利名稱：一種高精度電子數(shù)字量表裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高精度電子數(shù)字量表裝置，它適合與普通機械量表結(jié)合，構(gòu)成高精度數(shù)字電子量表。
量表在以前就只有表盤式的機械量表。這種量表是通過靈活移動的測量軸頂桿帶動位于表盤中心的齒輪轉(zhuǎn)動，與齒輪相聯(lián)的指針也跟作轉(zhuǎn)動，從而表盤指針指示出頂桿移動的位移量。這種量表在對零位和讀數(shù)都是很麻煩的。這種量表對制造工藝要求很高，裝配也是很難的。但我們國內(nèi)有大量這樣的廠生產(chǎn)著大量這樣的表，并且大量作為低檔產(chǎn)品出口。
今年來國內(nèi)也有數(shù)字百分表。但此類表的容柵位移傳感器是用印制電路板作基材，采用電路板的制造工藝，因此精度一般只能在0.03～0.02mm量級。兩片容柵位移傳感器之間的間隙是靠機械加工的精度來保證，這間隙隨制造和裝配會有很大不同、兩片容柵位移傳感器在隨頂桿移動的全過程中，兩片容柵位移傳感器之間的間隙也是隨機不斷變化的。因此表與表之間、一塊表在全程移動過程中，間隙變化是很大的。因此這種數(shù)字百分表精度和可靠性都是不可能做得很好。另外這種數(shù)字百分表的面表盤直接固定在機殼骨架上，因此面表盤與機殼骨架的關(guān)系是固定的死的不能轉(zhuǎn)動的。這也給使用帶來不方便。
現(xiàn)在也有一些高精度數(shù)字式量表為了保證容柵位移傳感器之間的間隙小而且恒定，大都采用雙重金屬壓簧片，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和裝配也是很難的，不易與傳統(tǒng)的機械量表結(jié)合。
本實用新型的目的就是要提供一種裝置，這個裝置能解決兩片容柵位移傳感器之間的間隙保持恒定且相互伺服。本實用新型的目的還在于這個裝置很容易與傳統(tǒng)的機械量表結(jié)合，構(gòu)成一塊高精度面表盤能在0～300°內(nèi)旋轉(zhuǎn)的功能眾多且制造方便的數(shù)字量表。
本發(fā)明的高精度電子數(shù)字量表裝置具有陶瓷容柵位移傳感器。它由陶瓷容柵位移傳感器定柵片和陶瓷容柵位移傳感器動柵片組成。這種傳感器用陶瓷作基材，采用半導(dǎo)體光刻技術(shù)制作，具有極高位移一電量轉(zhuǎn)換精度及長期穩(wěn)定性。用它做成的量表精度可達0.01～0.005mm，甚至還能好一些。陶瓷容柵位移傳感器動柵片與金屬簧片焊在一起。金屬簧片通過螺釘被安裝在安裝塊上。此安裝塊穿在量表的測量軸頂桿并被緊箍。金屬簧片有品字形分布的三根臂。金屬簧片沖制成拱形。金屬簧片的一根臂的中心線在測量軸頂桿的軸線平面上。這一臂被沖制有加強筋且長于其他兩臂。中心臂的尾端與陶瓷容柵位移傳感器動柵片的反面的尾端相焊接。另外兩臂分居中心線的兩側(cè)且等長。這兩根臂的尾端與陶瓷容柵位移傳感器動柵片的反面相接觸而且接觸面積小。測量軸頂桿貫穿量表環(huán)形機殼骨架外周壁。量表環(huán)形機殼骨架外周沿口開有一第一“O”形圈槽并鑲?cè)肓说谝弧癘”形橡膠圈。
陶瓷容柵位移傳感器定柵片被粘到第一電路板(含有位移一電量變換器的電路板)。僅在陶瓷容柵位移傳感器定柵片的一端涂了膠與第一電路板粘貼。并且陶瓷容柵位移傳感器定柵片與第一電路板之間用金屬絲焊接，使它們保持必要的電氣聯(lián)通。在第一電路板的另一側(cè)面上焊有一根螺旋狀的軟性電路板。螺旋狀的軟性電路板的另一端插到第二電路板(量表功能鍵顯示控制電路板)上的一個插座上。第二電路板反面面向液晶屏、按鍵被螺釘固定在面表盤塑料罩殼上。面表盤塑料罩殼的口緣內(nèi)側(cè)開有一第一“O”形圈槽。這樣，面表盤塑料罩殼及其內(nèi)的液晶屏、按鍵、第二電路板以及螺旋狀的軟性電路板與它相連的第一電路板自成一整體。
當?shù)谝浑娐钒逋ㄟ^螺釘被安裝到量表環(huán)形機殼骨架的端面時，陶瓷容柵位移傳感器定柵片和陶瓷容柵位移傳感器動柵片就相對并接觸。并且壓迫金屬簧片使其變形。變形后金屬簧片與陶瓷容柵位移傳感器動柵片的夾角應(yīng)小于9度。這樣，使用中測量軸頂桿的移動帶動金屬簧片并帶動陶瓷容柵位移傳感器動柵片，陶瓷容柵位移傳感器動柵片作相對于陶瓷容柵位移傳感器定柵片的移動，這種相對位置變化被第一電路板上的位移一電量變換器轉(zhuǎn)化為電量變化，這電量變化被螺旋狀的軟性電路板傳到第二電路板，第二電路板上的量表功能鍵顯示控制電路驅(qū)動液晶屏作相應(yīng)數(shù)字顯示。測量軸頂桿的移動過程中，變形的金屬簧片始終通過三根臂的三個端點壓迫陶瓷容柵位移傳感器動柵片，使其緊貼陶瓷容柵位移傳感器定柵片。品字形分布的三個端點使兩者始終相互伺服。在兩傳感器的動定柵之間的任意面上粘貼有一層絕緣且介電常數(shù)大耐磨和摩擦系數(shù)小的薄膜，從而使兩片傳感器的間隙保持恒定。把面表盤塑料罩殼的第一“O”形圈槽扣到量表環(huán)形機殼骨架外周第一“O”形橡膠圈上，就完成了量表的主體安裝。而且其帶有液晶屏，按鍵和第二電路板的面表盤塑料罩殼可以沿量表環(huán)形機殼骨架的第一“O”形橡膠圈旋轉(zhuǎn)。
量表環(huán)形機殼骨架上鑲有上下軸套，以支承測量軸頂桿，使其能滑動自如。其上軸套的外沿有螺紋并開有第二“O”形圈槽并鑲有第二“O”形橡膠圈。通過上軸套的外周螺紋擰上一個塑料制的帽。在塑料帽內(nèi)開有第二“O”形圈槽，塑料帽的頂端打有一個微孔。塑料帽被擰到上軸套，并使上軸套上的第二“O”形橡膠圈被塑料帽及其內(nèi)的第二“O”形圈槽緊緊壓住。這在使用中對測量軸頂桿的快速下落起到阻尼作用。
下面根據(jù)
本發(fā)明實施例。
圖1是表示本發(fā)明實施例外觀的立體圖。
圖2是將圖1的實施例后蓋拆卸后的后視圖。
圖3是沿圖2中A-A線的剖視圖。
圖4是圖3的分解立體圖。
如圖所述本發(fā)明實施例具有陶瓷容柵位移傳感器陶瓷容柵位移傳感器由陶瓷容柵位移傳感器定柵片12和陶瓷容柵位移傳感器動柵片11組成。陶瓷容柵位移傳感器動柵片11與金屬簧片21焊在一起。金屬簧片21有品字形分布的三根臂。金屬簧片21被沖制成拱形。金屬簧片21的一根臂的中心線在測量軸頂桿31的軸線平面上。這一臂被沖制有加強筋且長于其他兩臂。中心臂的尾端與陶瓷容柵位移傳感器動柵片11的反面的尾端相焊接。另外兩臂分居中心線的兩側(cè)且等長。這兩根臂的尾端與陶瓷容柵位移傳感器動柵片11的反面相接觸而且接觸面積很小。金屬簧片21通過螺釘23被安裝在安裝塊22上。此安裝塊22穿在量表的測量軸頂桿31并被緊箍。測量軸頂桿31貫穿量表環(huán)形機殼骨架32外周壁。量表環(huán)形機殼骨架32的外周沿開有一個第一“O”形圈槽并鑲有第一“O”形橡膠圈81。
如圖所述本發(fā)明實施例具有具有陶瓷容柵位移傳感器其中的陶瓷容柵位移傳感器定柵片12被粘到第一電路板41上，僅在陶瓷容柵位移傳感器定柵片12的一端涂了膠與第一電路板41粘貼。因而陶瓷容柵位移傳感器的定柵片12是可以向另一端側(cè)方向自由地隨溫度變化而伸縮。并且陶瓷容柵位移傳感器定柵片12與第一電路板41之間用金屬絲焊接，使它們保持必要的電氣聯(lián)通。粘有陶瓷容柵位移傳感器定柵片12的第一電路板41，在第一電路板41的另一側(cè)面上焊有一根螺旋狀的軟性電路板43。螺旋狀的軟性電路板43的另一端插到第二電路板42上的一個插座上。以保證第一電路板41和第二電路板42之間的電氣聯(lián)通，而兩者之間又不是剛性連接。插有螺旋狀的軟性電路板43的第二電路板42，其另一面面向液晶屏53和按鍵52被安裝到面表盤塑料罩殼51上。面表盤塑料罩殼51的口緣內(nèi)側(cè)開有一第一“O”形圈槽。這樣，面表盤塑料罩殼51及其內(nèi)的液晶屏53、按鍵52、第二電路板42以及螺旋狀的軟性電路板43與它相連的第一電路板41自成一整體。
在本實施例中，第一電路板固定在一塊鋼襯板71上。再通過鋼襯板用螺釘固定到量表環(huán)形機殼骨架32的端面上。鋼襯板71在對應(yīng)于位移-電量變換器電路板的下側(cè)面所粘的陶瓷容柵位移傳感器定柵片的位置開了一個方孔72，并且方孔72略大于陶瓷容柵位移傳感器的定柵片12。鋼襯板71在對應(yīng)于陶瓷容柵位移傳感器的動柵片11移動的路程上開了槽73。以便于陶瓷容柵位移傳感器動柵片11不受阻礙地移動。這樣結(jié)構(gòu)的鋼襯板71既讓陶瓷容柵位移傳感器的動柵片11與陶瓷容柵位移傳感器的定柵片12能夠互相接觸又不阻礙陶瓷容柵位移傳感器的動柵片11的移動。這樣可以糾正第一電路板41不平整情況。
當?shù)谝浑娐钒?1通過鋼襯板71被螺釘安裝到量表環(huán)形機殼骨架32的端面時，陶瓷容柵位移傳感器定柵片12和陶瓷容柵位移傳感器動柵片11就相對并接觸。并且壓迫金屬簧片21使其變形。變形后金屬簧片21的中心臂與陶瓷容柵位移傳感器動柵片11的夾角應(yīng)小于9度。這樣，在使用中測量軸頂桿31的移動帶動金屬簧片21并帶動陶瓷容柵位移傳感器動柵片11，陶瓷容柵位移傳感器動柵片11作相對于陶瓷容柵位移傳感器定柵片12的移動，這種相對位置變化被第一電路板41上的位移-電量變換器轉(zhuǎn)化為電量變化，這電量變化被螺旋狀的軟性電路板43傳到第二電路板42，第二電路板42上的量表功能鍵顯示控制電路驅(qū)動液晶屏53作相應(yīng)數(shù)字顯示。測量軸頂桿31的移動過程中，變形的金屬簧片21始終通過三根臂的三個端點壓迫陶瓷容柵位移傳感器動柵片11，使其緊貼陶瓷容柵位移傳感器定柵片12。品字形分布的三個端點使兩者始終相互伺服。在兩傳感器的動定柵之間的任意面上粘貼有一層絕緣且介電常數(shù)大耐磨和摩擦系數(shù)小的薄膜，從而使兩片傳感器的間隙保持恒定。把面表盤塑料罩殼51的第一“O”形圈槽用力扣到量表環(huán)形機殼骨架32外周第一“O”形橡膠圈81上，就完成了量表的主體安裝。而且其帶有液晶屏53、按鍵52和第二電路板的面表盤塑料罩殼51可以沿量表環(huán)形機殼骨架32的第一“O”形橡膠圈81旋轉(zhuǎn)。
到這里應(yīng)該說明一下，上述提到的測量軸頂桿31、量表環(huán)形機殼骨架32，就是傳統(tǒng)的機械量表的測量軸頂桿、量表環(huán)形機殼骨架，只是不再需要齒輪、齒條和面表盤殼了。
量表環(huán)形機殼骨架32上鑲有上、下軸套33、34，以支撐測量軸頂桿31，使測量軸頂桿31移動自如。上軸套33的外周有螺紋并開有第二“O”形圈槽，并鑲有第二“O”形橡膠圈91。通過上軸套的外周螺紋擰了一個塑料制的帽。在塑料帽61內(nèi)開有第二“O”形圈槽，塑料帽的頂端打有一個微孔62。塑料帽61被擰到上軸套33，并使上軸套33上的第二“O”形橡膠圈91被塑料帽61及其內(nèi)的第二“O”形圈槽緊緊壓住。這在使用中對測量軸頂桿31的快速下落起到阻尼作用。
權(quán)利要求1．一種電子數(shù)字量表裝置，具有陶瓷容柵位移傳感器陶瓷容柵位移傳感器由陶瓷容柵位移傳感器定柵片和陶瓷容柵位移傳感器動柵片組成。陶瓷容柵位移傳感器動柵片與金屬簧片焊在一起。金屬簧片通過螺釘被安裝在安裝塊上。此安裝塊穿在量表的測量軸頂桿并被緊箍。測量軸頂桿貫穿量表環(huán)形機殼骨架外周壁。所述電子數(shù)字量表裝置，其特征在于所述金屬簧片有品字形分布的三根臂。金屬簧片被沖制成拱形。金屬簧片的一根臂的中心線在測量軸頂桿的軸線平面上。這一臂被沖制有加強筋且長于其他兩臂。中心臂的尾端與陶瓷容柵位移傳感器動柵片的反面的尾端相焊接。另外兩臂分居中心線的兩側(cè)且等長。這兩根臂的尾端與陶瓷容柵位移傳感器動柵片的反面相接觸而且接觸面積很小。
2．如權(quán)利要求1所述的電子數(shù)字量表裝置，具有陶瓷容柵位移傳感器，其特征在于陶瓷容柵位移傳感器定柵片被粘到第一電路板上，僅在陶瓷容柵位移傳感器定柵片的一端涂了膠與第一電路板粘貼。并且陶瓷容柵位移傳感器定柵片與第一電路板之間用金屬絲焊接，使它們保持必要的電氣聯(lián)通。
3．如權(quán)利要求2所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于粘貼有陶瓷容柵位移傳感器定柵片的第一電路板被安裝到測量軸頂桿所貫穿的量表環(huán)形機殼骨架的一端面上。
4．如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的電子數(shù)字量表裝置，當所述的第一電路板被安裝到測量軸頂桿所貫穿的量表環(huán)形機殼骨架的一端面上。其特征在于陶瓷容柵位移傳感器定柵片和陶瓷容柵位移傳感器動柵片就相對并接觸。并且壓迫金屬簧片使其變形。變形后的金屬簧片的中心臂與陶瓷容柵位移傳感器動柵片夾角應(yīng)小于9度。
5．如權(quán)利要求1所述的電子數(shù)字量表裝置，具有陶瓷容柵位移傳感器其特征在于在傳感器的動定柵之間的任意面上粘貼有一層絕緣且介電常數(shù)大耐磨和摩擦系數(shù)小的薄膜。
6．如權(quán)利要求2所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于粘有陶瓷容柵位移傳感器定柵片的第一電路板，在第一電路板的另一側(cè)面上焊有一根螺旋狀的軟性電路板。螺旋狀的軟性電路板的另一端插到第二電路板上的一個插座上。以保證第一電路板和第二電路板之間的電氣聯(lián)通，而兩者之間又不是剛性連接。
7． 如權(quán)利要求6所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于插有螺旋狀的軟性電路板的第二電路板，其另一面面向液晶屏和按鍵被安裝到面表盤塑料罩殼上。
8． 如權(quán)利要求7所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于面表盤塑料罩殼的口緣內(nèi)側(cè)開有一第一“O”形圈槽。
9． 如權(quán)利要求1所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于貫穿有測量軸頂桿的量表環(huán)形機殼骨架的外周沿開有一個第一“O”形圈槽并鑲有第一“O”形橡膠圈。
10．如權(quán)利要求9所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于把帶有液晶屏，按鍵和第二電路板的面表盤塑料罩殼，連同螺旋狀的軟性電路板一起用力扣到量表環(huán)形機殼骨架的第一“O”形橡膠圈上。這就完成了電子數(shù)字量表的主體的安裝。而且其帶有液晶屏，按鍵和第二電路板的面表盤塑料罩殼可以沿量表環(huán)形機殼骨架的第一“O”形橡膠圈旋轉(zhuǎn)。
11．如權(quán)利要求1所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于量表環(huán)形機殼骨架上鑲有上下軸套，以支撐測量軸頂桿，使測量軸頂桿移動自如。
12．如權(quán)利要求11所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于上軸套的外周有螺紋并開有第二“O”形圈槽，并鑲有第二“O”形橡膠圈。并鑲有第二“O”形橡膠圈。
13．如權(quán)利要求12所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于通過上軸套的外周螺紋擰上一個塑料制的帽。
14．如權(quán)利要求13所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于在塑料帽內(nèi)開有第二“O”形圈槽，塑料帽的頂端打有一個微孔。
15．如權(quán)利要求12和權(quán)利要求13權(quán)利要求14所述的電子數(shù)字量表裝置，其特征在于塑料帽被擰到上軸套，并使上軸套上的第二“O”形橡膠圈被塑料帽及其內(nèi)的第二“O”形圈槽緊緊壓住。這在使用中對測量軸頂桿的快速下落起到阻尼作用。
專利摘要一種電子數(shù)字量表裝置,具有的容柵傳感器動柵片11與金屬簧片21焊接。他們通過安裝塊22被緊固在測量軸頂桿31上。裝置具有的容柵傳感器定柵片12被粘到第一電路板41上。第一電路板41與第二電路板42及面表盤罩殼51之間用螺旋狀軟電路板43相連,并構(gòu)成整體。第一電路板41連同面表盤罩殼51裝到貫穿有測量軸頂桿的機殼骨架上時,金屬簧片起作用,使容柵傳感器定動柵11、12之間的間隙保持恒定且相互伺服,這種裝置很容易與傳統(tǒng)機械量表結(jié)合。
文檔編號G01B3/22GK2438098SQ9924854
公開日2001年7月4日 申請日期1999年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月19日
發(fā)明者商衛(wèi)華, 陳和正 申請人:北京峰光科技開發(fā)公司