[發明專利]接觸式直徑自動測量儀

在審

• 申請號: 201810620881.5
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108871255A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 郭德偉;董懿川;張文斌;李麗;張自紅;江潔;俞利賓;閔潔;吳昊;毛慧珍;普亞松;王鴻鈞
• 申請（專利權）人: 紅河學院
• 主分類號: G01B21/10
• 分類號: G01B21/10
• 代理公司: 紅河州專利事務所 53102
• 代理人: 朱躍平

本發明為一種接觸式直徑自動測量儀，它有底座框架、絲桿、光軸和步進電機，步進電機安裝在底座框架上，絲桿上裝有滑塊，滑塊上有限位開關支承架，限位開關支承架上裝有上限位開關和下限位開關，絲桿上端安裝在絲桿擋板上，下端通過聯軸器與步進電機連接傳動，絲桿擋板與底座框架間有光軸固件和光軸，滑塊上裝有滾輪在光軸上滾動，絲桿擋板上裝有零點擋板，底座框架上有放置被測工件的支承架，步進電機與單片機和驅動器間有電連接，支承架為一對有拱形刃口的凹卡，置于有燕尾滑槽結構的支承底座上。本發明體積小、重量輕、精度高、結構簡單、操作方便等特點，適合學校或材料力學實驗室人員對工件直徑的快速測量。

技術領域

本發明涉及一種測量儀器，具體是一種接觸式直徑自動測量儀。

背景技術

目前，圓柱體直徑測量的方法分為接觸式測量和非接觸式測量兩類。其中，接觸法測量主要有尺寸規劃法、坐標測量機測量法、電接觸法等，非接觸法主要有光學測量法和氣動測量方法等。

1、尺寸規劃法

尺寸規劃法通俗來講就是尺規測量，常見的是應用科學實驗室常用的刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器等測量工具。這一測量方法也是眾多方法之中最常見、最普通的。

以游標卡尺為例，它的測量精度一般可達到0.01mm，但非專業人士測量可能會造成讀數困難的麻煩，其方法是首先需要調零，將可移動測量抓推至固定測量抓一側，兩抓接觸時調零，將可移動測量抓與固定測量抓分開，中間放置被測工件后再將兩抓合攏，直至兩抓同時接觸到被測物時讀出示數。

數顯游標卡尺的核心是容柵機構，容柵機構是一種獨特的測長傳感器。其主要(核心)部分是容柵傳感器。容柵傳感器與游標卡尺相對應，可移動測量抓上安裝容柵傳感器的動尺，固定測量抓上安裝容柵傳感器的定尺。兩者之間為電容耦合，在可移動測量抓上設置發射電極，固定測量抓上設置接收電極。發射電極可以將多個相位不同的交流信號發射給接收電極。從而轉換成數字信息。達到數顯測量的目的。

2、坐標測量機測量法

坐標測量機（Coordinate Measuring Machine，簡稱CMM）是最有代表性的坐標測量儀器。

坐標測量機的工作原理就是通過建立一個坐標系，然后將被測工件表面的測量點對應的投射到建立好的坐標系中，就能構建出所測工件的空間模型。有了工件的空間模型，坐標測量機就可以計算出所需的幾何參數。

坐標測量機當前存在的問題有對環境要求比較嚴格；坐標測量機的導軌加工精度很高，并且與氣浮軸承的配合間隙很小，必須保證導軌上面沒有灰塵或其它雜質，否則就容易造成氣浮軸承和導軌劃傷；而且它的制作工藝非常復雜，制作成本也相對較高。

3、電接觸法

直觀理解就是被測工件只能作為導體，兩側通電測量體接觸導通時得出測量值。電接觸法測量工作原理是，被測工件為可導電的圓柱體，夾持完畢后，兩側的通電接觸片開始向中心運動，當接觸到被測瞬間，兩端導通，從而得出相應示數，同時，兩端接觸片恢復到初始位置。

4、光學測量法

光學測量法擁有非接觸、快速、精度高等優點。其測量方式有工業電視，圖象傳感器，激光束掃描等。

5、氣動測量法

氣動測量法就是應用空氣的流量和壓力來對工件尺寸進行測量，氣動量儀就是應用此方法進行測量。氣動量儀利用了空氣流量和壓力均與間隙的大小成比例關系，同時對應的壓力和流量之間成反比例關系這一物理原理。

它是一種非接觸式的且測量精度相對較高的測量儀器，它的優勢在于它的測量精度極高，可以達到0.005英寸，當測量小公差時，氣動量儀的測量分辨率更是可以達到0.000002英寸(0.05μm)。此外，氣動量儀還可以測量各種硬度低、光潔度高、薄板或者其他特殊材料的零件。