[發明專利]一種長度或角度測量裝置及其電路結構

有效

• 申請號: 201110162740.1
• 申請日: 2011-06-17
• 公開（公告）號: CN102331230A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 唐臻宇
• 申請（專利權）人: 唐臻宇
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01B7/30
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏;吳彥峰

技術領域

本發明涉及位移測量裝置，特別是一種一體化、便攜式的一種長度或角度測量裝置及其電路結構。

背景技術

現有技術中的電子長度測量裝置大多為齒輪齒條型，其原理為在待測物品設置一齒條,長度測量裝置上有同此齒條嚙合的小齒輪。小齒輪在齒條上滾動，位移測量裝置通過計數小齒輪滾動的周期數計算待測物品的長度。見國內專利“高度計”，申請號為：85109249。

除上述專利文獻公開的長度測量裝置外，還有一種基于圓容柵角位移傳感器的齒輪齒條長度測量裝置。其原理是：當小齒輪在齒條上滾動時，帶動圓容柵角位移傳感器轉動，小齒輪每轉動一圈，圓容柵角位移傳感器輸出一定數量的脈沖信號，通過計數脈沖信號便可得出待測物品的長度。

但是，上述現有技術的缺陷是：整個測量裝置功耗大，且采用交流電源供電，體積大，安裝困難，基于圓容柵傳感器的長度測量裝置還具有測量精度低、容易受電氣干擾。?

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種一體化、便攜式、低功耗的一種長度或角度測量裝置及其電路結構。

本發明中的一種長度或角度測量裝置構造的主要技術方案是這樣的：包括齒輪、外殼、光源、圓指示光柵、圓標尺光柵、光敏元件、印刷電路板；所述光源、圓指示光柵、圓標尺光柵、光敏元件、印刷電路板位于外殼內；所述齒輪的一端與圓標尺光柵的中央部分固定連接，齒輪的另一端延伸出外殼；光源位于圓標尺光柵的一側，且光源與齒輪位于圓標尺光柵的同側；圓指示光柵與光源相對，且圓指示光柵與光源中間隔有圓標尺光柵；光敏元件位于印刷電路板上，與圓指示光柵相對，用以接收穿過圓標尺光柵與圓指示光柵的光線；所述印刷電路板與圓標尺光柵相對。

本發明中的一種長度或角度測量裝置構造的附加技術方案是這樣的：

優選地，還包括顯示屏，所述顯示屏設置于外殼外表面。

優選地，還包括按鈕，所述按鈕位于外殼外表面。

本發明中的一種長度或角度測量裝置電路結構的主要技術方案是這樣的：包括電源電路、控制處理單元、計數器、光敏元件信號處理電路與位移傳感器，其特征在于，所述電源電路向控制處理單元、計數器、光敏元件信號處理電路與位移傳感器供電；控制處理單元向電源電路輸出控制信號；位移傳感器的信號輸出端與光敏元件信號處理電路的信號出入端連接；所述光敏元件信號處理電路的信號輸出端與計數器的信號輸入端連接；計數器的信號輸出端與控制處理單元連接。

本發明中的一種長度或角度測量裝置電路結構的附加技術方案是這樣的：?

優選地，所述位移傳感器為圓光柵傳感器，所述圓光柵傳感器具有兩路相位正交的第一正弦信號輸出端、第二正弦信號輸出端以及零位信號輸出端。

優選地，光敏元件信號處理電路包括兩個結構對稱的第一放大電路與第二放大電路以及兩個結構對稱的第一比較器與第二比較器；所述第一放大電路的信號輸出端與第一比較器的信號輸入端連接；所述第二放大電路的信號輸出端與第二比較器的信號輸入端連接；第一放大電路的信號輸入端與圓光柵傳感器的第一正弦信號輸出端連接，第二放大電路的信號輸入端與圓光柵傳感器的第二正弦信號輸出端連接為光敏元件信號處理電路的信號輸入端；第一、第二比較器的信號輸出端為光敏元件信號處理電路的信號輸出端。

優選地，所述計數器為可逆計數器，所述可逆計數器具有零位信號輸入端，可逆計數器與第一比較器、第二比較器的信號輸出端連接，所述的零位信號輸入端還與圓光柵傳感器的零位信號輸出端連接，可逆計數器的輸出端接至控制處理單元。

優選地，還包括辨向電路，所述辨向電路的輸入端與第一比較器、第二比較器的信號輸出端連接,?位移比較器的輸出端同時接至可逆計數器的方向控制端及控制處理單元。

優選地，還包括顯示電路，所述顯示電路的信號輸入端與控制處理單元連接。

優選地，還包括信號輸入終端，所訴信號輸入終端的信號輸出端與控制處理單元連接。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：

1、將位移傳感器、光敏元件信號處理電路、控制處理單元、計數器、顯示電路、操作按鈕集成在一起，采用低功耗涉及，使用電池供電，減小了裝置的體積，便于攜帶；

2、輸入齒輪與圓標尺光柵直接連接，減小了整個轉動部分的轉動慣量，使得齒輪與齒條間的慣性作用力減小，從而延長了齒輪齒條的機械壽命；

3、采用辨向電路比較圓光柵傳感器輸出的兩路信號的相位差的正負可以測出帶有方向的位移值；