[發明專利]一種數顯卡尺及測量方法

在審

• 申請號: 202111164917.1
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113916082A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 陳剛
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: G01B3/20
• 分類號: G01B3/20;G01B11/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 熊靖

本發明公開了一種數顯卡尺及測量方法，屬于測量技術領域，包括水平設置的主尺，所述主尺內傾斜設置多條刻度線，所述刻度線內設有光源；所述主尺垂直方向設有游標尺，所述游標尺與主尺滑動連接用于測量待測部件尺寸；所述游標尺內設有電路板所述電路板上依次分布有傳感器、單片機、驅動電路、液晶屏，所述傳感器用于檢測刻度線交叉位置并將數據傳輸至單片機，所述單片機用于所接收并處理傳感器數據，所述驅動電路根據所述單片機處理的數據結果驅動顯示屏顯示測量數值。發明中使用的幾何原理簡單，技術成熟，成本低，測量精度高。

技術領域

本發明公開了一種數顯卡尺及測量方法，屬于測量技術領域。

背景技術

在常規的尺寸測量領域中，經常會用到游標尺卡尺或數顯卡尺檢測被測工件的長度，寬度或者深度等尺寸，常見的測量儀器有：游標尺卡尺，千分尺，數顯卡尺等。游標尺卡尺是工業上常用的測量長度的儀器，它由尺身及能在尺身上滑動的游標尺組成，測量精度分為3種：即0.1mm、0.05mm和0.02mm。依賴眼睛讀數，由于人眼分辨率的限制，精度有限。千分尺又稱螺旋測微器是比游標尺卡尺更精密的測量長度的工具，用它測長度可以準確到0.01mm，測量范圍為幾個厘米，也依賴眼睛讀數。

數顯卡尺形狀與游標尺卡尺類似，數顯卡尺具有讀數直觀、使用方便、功能多樣的特點。數顯卡尺的尺身裝有高精度齒條，齒條運轉帶動圓形柵格片轉動，用光電脈沖計數原理,將卡尺量爪的位移量轉變為脈沖訊號，通過計數器和顯示器將測量尺寸用數字顯示在屏上。但數顯卡尺的精確度有待進一步提高。

發明內容

本發明提供了一種數顯卡尺及測量方法，可以實現對工件常規尺寸的精確測量。為了解決上述問題，本發明采用如下技術方案：

一種數顯卡尺，包括水平設置的主尺，所述主尺內傾斜設置多條刻度線，所述刻度線相互平行，所述刻度線內設有光源；所述主尺垂直方向設有游標尺，所述游標尺與主尺滑動連接用于測量待測部件尺寸；所述游標尺內設有電路板，所述電路板上依次分布有傳感器、單片機、驅動電路顯示屏，所述傳感器的受光面與所述主尺上的刻度線貼合；所述傳感器用于檢測與刻度線交叉位置并將數據傳輸至單片機，所述單片機用于所接收并處理傳感器數據，所述驅動電路根據所述單片機處理的數據結果驅動顯示屏顯示測量結果。

進一步地，前一刻度線的右端與后一刻度線左端在垂直方向對齊。

進一步地，所述傳感器與刻度線之間形成交叉點，所述傳感器根據交叉點的位置確定測量結果。

另一方面，本發明還提供了一種數顯卡尺測量方法，方法，所述方法包括：

測量時，游標尺根據待測部件尺寸在主尺上移動；

游標尺上的傳感器與主尺上的刻度線有交叉點；

傳感器探測交叉點位置坐標

傳感器將交叉點坐標的信息傳輸至單片機；

單片機處理計算交叉點坐標的信息，得到待測部件的測量數值x，并將處理結果傳輸至驅動電路；

驅動電路驅動顯示屏顯示測量數值x。

進一步地，所述單片機計算交叉點坐標的信息，得到游標尺測量數值，包括：初始時n＝0；若位移每超過1個毫米時，交叉點的位置由最高點,跳到最低點，此時n加1mm；反之，若交叉點位置由最低點跳到最高點，n減1mm；所述游標尺測量數值x計算公式為；

x＝n+h tanθ (3)

式中：n表示游標尺位移整毫米數，θ表示傳感器列與主尺刻度線的夾角，h表示刻度線與傳感器的交叉點上升的高度。

進一步地，所述刻度線與傳感器的交叉點上升的高度h的計算公式為：

h＝(m-m₀)δ (1)