專利名稱：一種光電數字線性規的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種光電數字線性規。屬精密的長度計量儀表。
現有的光電數字線性規中，其主要測量元件計量光柵和滑動測量桿都是平行布置并相隔一段距離，因而對測量桿及有關的機械結構加工要求很高，制作難度大；現有技術中都使用拉簧來調節測量滑動桿的位置，但在測量過程中，拉簧的拉力會有明顯變化，從而引起測量力也隨之改變，這樣就產生了測量誤差；另外，現有技術中其數字顯示系統通常都是采用分離的電子元件組合而成或用一般微機，其體積大，成本高，而且功能不夠強。
本實用新型的目的在于提供一種能克服上述缺陷的光電數字線性規。
本實用新型是通過以下方式實現的。
本實用新型，由光電傳感器和數字顯示器組成，其特征在于所說的光電傳感器的主要測量元件為計量光柵，該計量光柵安裝在一個空心框架的空腔內，滑動測量桿的上、下端由分別安裝在此空心框架兩端同軸圓孔內的兩根軸組成，該二軸的軸線與計量光柵刻線的對稱軸線完全重合，滑動測量桿、空心框架及計量光柵組成一整體。空心框架及其空腔內的計量光柵能隨著滑動測量桿一起沿軸線方向相對殼體滑動適當距離(最大量程)。這樣，滑動測量桿在滑動過程中的不同軸度對其測量精度的影響大為減小，與具有同等測量精度的現有技術相比，本傳感器對滑動測量桿、軸承等機械結構加工精度的要求大大降低，從而方便了加工，降低了制造成本。為了使滑動測量桿作用在工件上的測量力均勻，本傳感器內使用了由片簧和拉簧串連在一起的組合簧，片簧的一端固定在滑動測量桿(或空心框架)上，另一端和拉簧勾連，拉簧的另一端與傳感器的殼體連接，在測量過程中片簧和拉簧同時產生彎曲和伸長，使得拉簧和片簧連接點的移動量遠小于測量桿的滑動距離，因而作用在工件上的測量力接近恒定，測量力對測量精度的不良影響大為減小。
光電傳感器中發出的光柵光電信號進入數字顯示器后，首先經過模擬數字轉換器轉換成數字量，然后輸入單片微機根據特殊軟件進行運算，求得細分值和數據處理，并進行可逆計數、綜合所得結果用數字顯示出來。從而實現了誤差自動修正、自動給出最大值、自動給出量值跳動范圍等智能功能。
該數字顯示器中使用的單片機可以是各種型號的，從位數來說，8位數的，16位數的，32位數的均適用，對于一般光電線性規來說，8位數已經夠用，選用8位數的可使制造成本較為低廉。
本光電數字線性規，可以制成整體式的，即把光電傳感器和數字顯示器裝在同一殼體中；也可以制成分離式的，使光電傳感器和數字顯示器各自有獨立的殼體，中間用撓性電纜連接，由于光電傳感器的體積很小，給測量工作帶來方便，這尤其適用于被測物周圍有較小空間的情況。
本光電數字線性規，可以根據量程的大小，制成系列化產品，如0－10mm，0－30mm，0－50mm，0－100mm等等。
以下結合附圖所示的實施例作進一步詳述
圖1是一種分離式光電數字線性規的外形示意圖。圖中，(1)是光電傳感器，(2)是撓性電纜(3)是數字顯示器。
圖2是光電傳感器的結構示意圖，圖3是圖2的A－A剖視圖。圖中，(4)為滑動測量桿上端，(5)為空心框架，(6)為計量光柵，(7)是片簧，(8)拉簧，(9)是殼體，(10)是滑動測量桿的下端。
計量光柵(6)固定在空心框架(5)的空腔內，計量光柵刻線的對稱軸線與滑動測量桿的上、下端的軸線完全重合，使用一只片簧和一根拉簧組成組合簧，片簧(7)和空心框架(5)固連，拉簧(8)和殼體(9)固連。測量時，滑動測量桿下端與工件接觸，由于片簧(7)和拉簧(8)的綜合作用的結果，作用在工件上的測量力接近恒定，使測量力對測量精度的影響甚小。
本實用新型具有精度高，可靠性好，體積小，使用方便，制造成本低等特點，適用于高精度的長度測量，可以單獨使用，也可用于長度的自測自控系統之中，取代部份的傳統量規；如與相應的傳感器連接，還可以用來實現壓力、溫度、重量、流量等測量的數字化。
權利要求1.一種光電數字線性規，由光電傳感器和數字顯示器組成，其特征在于所說的光電傳感器的主要測量元件-計量光柵安裝在空心框架的空腔內，滑動測量桿的上、下端由分別安裝在空心框架兩端同軸圓孔內的兩根軸組成，該二軸的軸線與計量光柵刻線的對稱軸線重合，用組合彈簧將滑動測量桿(或空心框架)和殼體連接，所說的數字顯示器中使用單片機代替分離電子元件。
2.如權利要求1所述的一種光電數字線性規，其特征在于所說的滑動測量桿、空心框架及計量光柵片固裝成一整體，空心框架和計量光柵可隨著滑動測量桿沿軸線方向相對殼體滑動。
3.如權利要求1所述的一種光電數字線性規，其特征在于所說的組合彈簧由拉簧和片簧串連組成，片簧的上端固定在滑動測量桿(或活動框架)上，拉簧的下端與光電傳感器殼體連接。
專利摘要本實用新型是一種光電數字線性規，由光電傳感器和數字顯示器兩部分組成，其特征在于光電傳感器中的滑動測量桿和計量光柵刻線的對稱軸線完全重合；測量力均勻；在數字顯示器中使用單片機代替一系列分離電子元件，從而實現了自動修正誤差、自動找最大值、自動找量值跳動范圍等智能功能。適用于高精度的長度測量，也可以代替部分傳統量規，用于長度的自測自控系統之中；如與相應的傳感器連接，還可用來實現壓力、溫度、重量、流量等測量的數字化。它具有精度高、穩定可靠、體積小，使用方便，制造成本低等特點。
文檔編號G01B21/02GK2037061SQ88213358
公開日1989年5月3日 申請日期1988年9月12日 優先權日1988年9月12日
發明者鄒自強, 儲家如, 李明媛 申請人:中國科學技術大學