[實用新型]一種高精度電子微距測量裝置

有效

• 申請號: 201320632733.8
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN203657774U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 高興茹;宗廣志;張松松;李琳;尚宏齡
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本實用新型涉及一種電子微距測量裝置，該裝置涉及高精度測量領域，特別涉及一種高精度電子微距測量裝置。?

背景技術

傳統微距測量儀器的測量精度普遍不高，如牛頓環實驗使用的顯微鏡，它的測量精度是0.01mm，其通過機械傳動將1mm分割成100份，由于螺紋存在空程所以測量中的測微鼓輪只能向一個方向轉動，以防因螺紋中的空程而引起的誤差，然而在實際測量過程中由于測量人員的手誤經常會發生空程，若測量人員未及時發現那么在整個測量過程中，由于空程誤差的積累最終使測量數據不準確。?

為解決上述問題和提高微距測量儀器的測量精度，本實用新型提出一種高精度電子微距測量裝置，該裝置能很好地解決測量精度較低和避免空程等人工影響帶來的測量誤差。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種高精度電子微距測量裝置，該裝置以微控制器為信息處理的核心，其利用內部定時計數模塊測量旋轉編碼器的角位移，再通過角位移和實際位移的對應函數關系計算出實際移動的距離；該裝置的顯示部分利用液晶屏顯示位移值。?

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種高精度電子微距測量裝置，該裝置包括微控制器、按鍵、旋轉編碼器、液晶顯示器、硬件電路；本裝置的微控制器采用STC89C51單片機進行控制，同時?微控制器安裝在設備外殼內部；按鍵與微控制器連接，且通過硬件電路對裝置進行控制；旋轉編碼器為本裝置的檢測單元，其與微控制器進行連接；液晶顯示器為顯示單元，用以輸出顯示的結果；所述硬件電路包括旋轉編碼器測角位移電路、單片機檢測電路、復位清零電路、微距值顯示電路，并且整體硬件電路由按鍵進行控制；?

所述旋轉編碼器測角位移電路中，旋轉編碼器通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成數字脈沖量；?

所述旋轉編碼器上設有微調旋鈕，且保證其與轉軸同步，當微調時旋轉編碼器同步旋轉；?

編碼器是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器；旋轉編碼器的精度有100～5000p/r不等，即旋轉一周輸出100～5000個脈沖，因為旋轉一周對應刻度是1個單位，故每檢測到一個脈沖即表示向前或向后移動了0.01～0.0002個單位，考慮到測量精度和實際存在的問題，旋轉編碼器選用精度為1000p/r，也就是說測量精度是0.001個單位；此外還需要通過編碼器判斷旋轉方向，因此選用歐姆龍的5線式1000p的旋轉編碼器。?

與傳統測量方法相比較，本實用新型具有以下優點。?

1、本裝置可以很方便的安裝在需要調微距的儀器上，比如牛頓環測量儀。?

2、本實用新型可以很好的改進傳統微距測量計存在的精度低、測量不方便等缺點。?

3、利用此裝置可以實現測量精度提高10倍或更高的數量級，且?測量效率大大提高以節省測量時間。?

附圖說明

圖1為該高精度電子微距測量裝置的框圖。?

圖2為該高精度電子微距測量整體硬件的電路框圖。?

圖3為該高精度電子微距測量的旋轉編碼器輸出波形。?

圖4為該高精度電子微距測量的轉速測量電路。?

具體實施方式

以下將結合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。?

如圖1-4所示，一種高精度電子微距測量裝置，該裝置以51單片機為信息處理的核心，利用其內部定時計數模塊測量旋轉編碼器的角位移，再通過角位移和實際位移的對應函數關系計算出實際移動的距離；該裝置的顯示部分利用1602液晶屏顯示位移值。?

本裝置需顯示測量得到的微距值，并在出現空程時顯示“erroragain”字符，由于該顯示方式控制簡單又能顯示字符和數字，所以選用1602液晶；考慮到出現空程時需要警示用戶，為了不產生噪聲警示電路選用Led燈；按鍵的作用是使測量從頭開始，即當按鍵按下時重新測量，按鍵就選用復位按鍵；設計使微調旋鈕和旋轉編碼器的轉軸同步，當微調時旋轉編碼器同步旋轉，旋轉編碼器的作用是通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成數字脈沖量，微處理器再對編碼器輸出的脈沖進行計算并判斷其旋轉方向，最后可以通過微處理器計算出絕對位移，并實時顯示在液晶屏上；微控制器是本裝置的信息處理核心部分，擔任采集和處理旋轉編碼器輸出的脈沖數字量，?把脈沖數量轉換成位移量并判斷旋轉方向以提醒用戶是否出現了空程誤差，因此選用比較常用的STC89C51單片機，它具有計數定時、外部中斷、管腳多、操作方便等特點。?