專利名稱：智能型電子卡規的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子卡規，特別涉及將電感傳感器核心部件鑲嵌在卡規體內的智能型電子卡規。
針對傳統的不可調整式電子卡規的缺點，目前出現了一些電感內藏式電子卡規，即電子卡規的測量部分為一體的彈性測量體，將電感傳感器鑲嵌在彈性測量體內，再通過模擬電路對傳感器的信號進行處理。如中國專利局公開的“一種電感內藏式電子卡規”，其授權公告號為“CN 2260311Y”，申請號為“ZL96203364.2”。該類電子卡規雖然克服了傳統電子卡規的一些缺點，但其顯示部分僅表示被測件的公差尺寸，對需判斷被測件是否符合公差范圍的用戶而言，還必須記住公差的上下限值，當被測件規格多時，帶來極大不便，容易出現錯誤，而且工作效率低；同時該電子卡規的調校不方便。
發明內容
針對現有技術存在的缺點，本實用新型提供一種智能型電子卡規。本實用新型的智能型電子卡規利用數字電路對傳感器輸出信號進行處理，提供方便的調校方式和多樣的顯示方式。
本實用新型的智能型電子卡規包括彈性測量體，設置在彈性測量體內的傳感器，對傳感器輸出信號進行處理的信號處理電路；其特征在于所述的信號處理電路包括中央處理器、存儲器、模擬/數字轉換電路和信息輸出部分；所述模擬/數字轉換電路將傳感器的模擬信號轉換成數字信號，所述存儲器用于存儲程序指令，所述中央處理器根據存儲器中的程序指令對所述模擬/數字轉換電路的輸出信號進行處理，所述信息輸出部分輸出中央處理器處理后的輸出信息。
根據上述技術方案，所述的彈性測量體上固定有殼體，用于封裝所述信號處理電路的部分元器件，所述信息輸出部分設置在所述殼體的上表面。
根據上述技術方案，所述的模擬/數字轉換電路內置于所述中央處理器中。
根據上述技術方案，所述的信息輸出部分為液晶顯示屏。
根據上述技術方案，所述的信號處理電路還包括信號放大電路將傳感器的輸出信號進行放大處理并輸出到模擬/數字轉換電路；控制輸入向所述中央處理器傳遞控制信息。
根據上述技術方案，所述的控制輸入包括模式鍵用于選定設置狀態；位置鍵用于選定要調整的數字；調整鍵用于調整數字；
背光開關鍵打開或關閉顯示部分的背光；鎖值鍵鎖值鍵用于調校完畢時使控制電路的參數固定在最佳狀態，以及測量完成后使輸出結果被鎖定，以防止被測件取下時其輸出結果發生改變；確認鍵確認鍵用于確認每次調整操作。
根據上述技術方案，所述液晶顯示屏上設置有模擬顯示和數字顯示，所述模擬顯示用于顯示被測件實際尺寸的偏差在公差范圍中的模擬位置。
根據上述技術方案，所述的殼體上設置有手柄。
根據上述技術方案，所述的手柄內腔為電池倉。
根據上述技術方案，所述的信息處理電路還包括報警裝置；當被測工件的尺寸超出設定偏差范圍時，所述報警裝置發出報警提示。
根據上述技術方案，所述的信息處理電路還包括電壓檢測回路。
根據上述技術方案，所述的智能型電子卡規還包括標準器，所述的標準器用于校準所述信息處理電路的工作參數。
本實用新型具有無磨擦磨損的彈性鉸鏈、尺寸傳遞環節少，其工作可靠、使用壽命長；特別是顯示部分同時具有模擬顯示和數字顯示兩部分，對判斷被測件是否符合公差范圍的使用者而言，可通過觀察模擬顯示部分來確定，同時對超過公差范圍上限值的被測量需再加工的尺寸通過觀察數字顯示部分也一目了然，因而可大大提高其工作效率；數字處理電路對傳感器的輸出信號進行處理，可通過程序對其誤差自動補償，其測量精度極高，模擬部分的顯示結果是程序計算出實測的誤差值在公差范圍中的百分比，因此較傳統的模擬顯示的準確性大大地提高；報警電路對超出公差范圍的被測件發出警示信號，可提醒操作者，避免了人為的失誤，可大大地提高工作質量。
圖1為本實用新型的立體圖；圖2為本實用新型的結構圖；圖3為圖2中M部分的放大圖；圖4為本實用新型顯示部分的結構示意圖；圖5為顯示屏的放大圖；圖6為本實用新型的信號處理電路邏輯框圖；圖7為本實用新型的信號處理電路原理圖；圖8、圖9為本實用新型的程序流程圖。
參考圖2傳感器固定在測量杠桿2和彈性測量體1上。如圖3所示在彈性測量體1上設置線圈座7，電感線圈由兩個電感線圈8-1、8-2串聯而成并固定在線圈座7內，磁芯9正位于電感線圈的孔中，磁芯9和線圈組成差動傳感器，線圈的連接線通過聯線件10-5引出。在測量杠桿上設置磁芯座10-2，彈性螺套10-3和其內部的磁芯部件9-1設置在磁芯座10-2內，緊定螺釘10-1擰入彈性螺套10-3內。磁芯部件9-1與磁芯9連接，以使測量桿2帶動磁芯9在電感線圈8-1、8-2的孔中移動。整個傳感器通過密封套10-4密封。
如圖4所示顯示屏4為液晶顯示屏。液晶顯示屏上的左邊為模擬顯示部分，中部為數字顯示部分，上部和下部設置有操作指示和報警指示，在其內部設置背光顯示。參考圖5模擬顯示部分包括電子柱4-1和公差帶4-2，電子柱4-1顯示范圍與公差帶4-2相對應，其顯示被測件實際尺寸的偏差在公差帶4-2中的模擬位置，參照標尺可大致估算出百分數，是一種直觀形象的顯示方式，用于快速判斷。數字顯示部分顯示的是被測件的實際偏差，最小有效位是1微米，小數點前未顯示的值是被測尺寸的標稱值，該值為一規定值，單位為毫米。
在顯示屏4底部的外殼體3上設置電源健11、模式選擇鍵12、調整/背光開關鍵13、位置鍵14和鎖值/確認鍵15等操作鍵。
參考圖6信號處理電路包括中央處理器16，存儲器17，信號放大電路23，模/數轉換電路22，電壓檢測電路21，控制輸入20，顯示部分18和報警裝置19。存儲器17中存儲有實現本實用新型所必須的程序指令，并通過數據、地址和控制總線與中央處理器16連接，信號放大電路23將傳感器的輸出的模擬信號放大，模/數轉換電路22將放大后的模擬信號轉換成數字信號，中央處理器16根據程序指令和控制輸入20的操作指示，對上述的數字信號進行處理，并通過顯示部分18將結果提供給操作者。電壓檢測電路21對提供工作電壓的電池進行檢測，如果電壓低于設定值，顯示屏上將出現提示信息。對超出設定公差范圍的被測件，中央處理器16將控制報警裝置19發出報警提示。
圖7進一步揭示了本實用新型的信號處理電路中央處理器16型號為MSP430，其內置有12位輸出的模/數轉換器，存儲器包括讀/寫隨機存儲器(RAM)和只讀存儲器(E2PROM)，顯示部分18采用液晶顯示屏，其結構圖5已清楚反映。控制輸入20采用鍵盤式輸入，分別包括電源健、模式選擇鍵、調整/背光開關鍵、位置鍵和鎖值/確認鍵。本實施例中，中央處理器16與控制輸入20、顯示部分18、存儲器17以及外圍電路的連接均采用本領域普遍技術員熟知的手段實現，工作電源(圖中未示出)的提供也通過常規方式連接。
傳感器的電感線圈8-1、8-2與電阻R1、R2、R3、R4組成電橋，振蕩器23-1輸出正弦波信號給電橋。當磁芯9的位置變化時，電感線8-1、8-2的連接點A的輸出信號發生變化，該信號經放大電路23-3處理后輸出至電路23-2和電路23-4組成的檢波電路，檢波后的模擬信號輸出至中央處理器16內置的模/數轉換器。
控制輸入中的模式鍵用于選擇下述操作狀態示值校準在該狀態下，用本實用新型測量標準器中的一個標準圓柱，根據其顯示結果來判斷是否進行校準操作。
預置公差帶根據被檢定工件的技術要求，設置上、下偏差以確定公差帶。本實施中只有設置好公差帶后才有模擬顯示。
選擇單位制根據需要選擇米制和英制兩種測量單位制。
位置鍵用于選定要調整的數字(即使調整的數字位出現閃爍狀態)；調整鍵用于對閃爍位的數字進行增/減操作；背光開關鍵用于打開/關閉顯示部分的背光；鎖值鍵用于調校完畢時使控制電路的參數固定在最佳狀態，以及測量完成后使顯示結果被鎖定，以防止被測件取下時其顯示結果發生改變；確認鍵用于確認每次調整操作。
電壓檢測電路21是通過從電池取電壓信號，由中央處理器16的內置A/D轉換器將其轉換成數字信息，并與給定值比較。
報警裝置由三極管T1和蜂鳴器FM構成。當被測件的尺寸超出設定偏差范圍時，中央處理器的相應輸出端輸出高電平，三極管T1導通，蜂鳴器FM發出報警聲音。
圖8和圖9給出信號處理電路中中央處理器根據存儲器內程序指令執行的主要步驟，圖中所示的步驟在實際中可以包含一步驟以上的步驟。
打開電源開關11時，執行步驟110，中央處理器進行初始化處理；步驟120對供電電源的輸出電壓進行檢測，如果電源輸出電壓值小于設定值，執行步驟130，否則執行步驟140；步驟130是中央處理器輸出控制信號，使液晶顯示屏4上的電壓低指示燈4-7閃亮，然后轉到步驟140；步驟140判斷模式鍵是否按下，如果判斷是肯定的，則執行步驟150，如果判斷是否定的，則執行步驟210；步驟150判斷是否示值校準鍵是否按下，如果判斷是肯定的，則執行步驟160，如果判斷是否定的，則執行步驟170；步驟160進行示值校準，同時示值校準指示燈4-10亮，所述的示值校準是用本實用新型電子卡規測量一個標準圓柱，將結果與標準圓柱的給定值進行比較，若測量結果與給定值相同則不須調整，否則進行通過調整鍵13調整，使其與給定值相同；步驟170判斷設置上偏差的按鍵是否按下，如果判斷是肯定的，則執行步驟180，如果判斷是否定的則執行步驟190；步驟180進行上偏差設置，即按照被測工件尺寸的上偏差逐位調整數字顯示部分中的數字及符號，同時上偏差設置指示燈4-4亮，設置完后按確認鍵15結束，然后轉到步驟190；步驟190判斷設置下偏差鍵是否按下，如果判斷是肯定的則執行步驟200，如果是否定的則執行步驟210；步驟200進行上偏差設置，即按照被測工件尺寸的下偏差逐位調整數字顯示部分中的數字及符號，同時下偏差設置指示燈4-10亮，設置完后按確認鍵15結束，然后轉到步驟210執行；步驟210將模擬信號轉換成數字信號；步驟220中中央處理器對數字信號進行邏輯和數字運算；步驟230判斷所測得的結果是否高于上偏差，如果判斷是肯定的則執行步驟240，否則執行步驟250；步驟240進行超上偏差報警，蜂鳴器FM發出報警聲，報警燈4-6和上超差指示燈4-3亮，電子柱4-1全部亮；步驟250判斷據測得的結果是否低于下偏差，如果判斷是肯定的則執行步驟260，如果判斷是否定的則執行步驟270；步驟260進行超下偏差報警，蜂鳴器FM發出報警聲，報警燈4-6和下超差指示燈4-9亮，電子柱4-1全部開閉；步驟270判斷測量單位的制式，如果是米制，則米制指示燈4-12亮，然后執行步驟290，否則執行步驟280；步驟280進行英制轉換，英制指示燈4-13亮；步驟290將被測件的實際公差值通過數字顯示部分顯示出來；步驟300將被測件實際尺寸的偏差在公差帶中的模擬位置顯示出來，即電子柱4-1在公差帶4-2中的對應位置；步驟310判斷鎖值鍵是否按下，如果判斷是肯定的則執行步驟320，否則執行步驟330；步驟320進行鎖值處理，鎖值指示燈4-11亮，鎖值處理是指保持顯示值不變；步驟330則結束本次運行。
本實用新型最佳的實施方式已闡明，本領域的普通技術人員在不脫離其精神的基礎上所作出的各種改變皆應包含于本實用新型的保護范圍之中。
權利要求1.一種智能型電子卡規，包括彈性測量體，設置在彈性測量體內的傳感器，對傳感器輸出信號進行處理的信號處理電路；其特征在于所述的信號處理電路包括中央處理器、存儲器、模擬/數字轉換電路和信息輸出部分；所述模擬/數字轉換電路將傳感器的模擬信號轉換成數字信號，所述存儲器用于存儲程序指令，所述中央處理器根據存儲器中的程序指令對所述模擬/數字轉換電路的輸出信號進行處理，所述信息輸出部分輸出中央處理器處理后的輸出信息。
2.根據權利要求1所述的智能型電子卡規，其特征在于所述的彈性測量體上固定有殼體，用于封裝所述信號處理電路的部分元器件，所述信息輸出部分設置在所述殼體的上表面。
3.根據權利要求1所述的智能型電子卡規，其特征在于所述的模擬/數字轉換電路內置于所述中央處理器中。
4.根據權利要求1或2所述的智能型電子卡規，其特征在于所述的信息輸出部分為液晶顯示屏。
5.根據權利要求4所述的智能型電子卡規，其特征在于所述的信號處理電路還包括信號放大電路將傳感器的輸出信號進行放大處理并輸出到模擬/數字轉換電路；控制輸入向所述中央處理器傳遞控制信息。
6.根據權利要求5所述的智能型電子卡規，其特征在于所述的控制輸入包括模式鍵用于選定設置狀態；位置鍵用于選定要調整的數字；調整鍵用于調整數字；背光開關鍵打開或關閉顯示部分的背光；鎖值鍵鎖值鍵用于調校完畢時使控制電路的參數固定在最佳狀態，以及測量完成后使輸出結果被鎖定，以防止被測件取下時其輸出結果發生改變；確認鍵確認鍵用于確認每次調整操作。
7.根據權利要求4所述的智能型電子卡規，其特征在于所述液晶顯示屏上設置有模擬顯示和數字顯示，所述模擬顯示用于顯示被測件實際尺寸的偏差在公差范圍中的模擬位置。
8.根據權利要求2所述的智能型電子卡規，其特征在于所述的殼體上設置有手柄。
9.根據權利要求8所述的智能型電子卡規，其特征在于所述的手柄內腔為電池倉。
10.根據權利要求1或2所述的智能型電子卡規，其特征在于所述的信息處理電路還包括報警裝置；當被測工件的尺寸超出設定偏差范圍時，所述報警裝置發出報警提示。
11.根據權利要求1或2所述的智能型電子卡規，其特征在于所述的信息處理電路還包括電池電壓檢測回路。
12.根據權利要求1所述的智能型電子卡規，其特征在于還包括標準器，所述的標準器用于校準所述信息處理電路的工作參數。
專利摘要本實用新型公開了一種電子卡規,包括:彈性測量體,設置在彈性測量體內的傳感器,對傳感器輸出信號進行處理的信號處理電路;所述的信號處理電路包括中央處理器、存儲器、模擬/數字轉換電路和信息輸出部分;本實用新型具有無摩擦磨損的彈性鉸鏈、尺寸傳遞環節少,其工作可靠、使用壽命長、測量精度高;特別是顯示部分同時具有模擬顯示和數字顯示兩部分,以及超差判別和示值校準,可大大提高其工作效率;本實用新型主要應用在機械行業和汽車工業檢測中。
文檔編號G01B7/02GK2520496SQ0220131
公開日2002年11月13日 申請日期2002年1月9日 優先權日2002年1月9日
發明者王忠濱, 張永輝, 陳馨 申請人:時代集團公司