[其他]光柵檢測(cè)數(shù)顯圓錐儀

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87208042
• 申請(qǐng)日: 1987-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87208042U
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈文祥;李永林;張明;王金寶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 交通部第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院;天津自行車(chē)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/30
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/30;E02D1/00
• 代理公司: 中國(guó)法律事務(wù)中心知識(shí)產(chǎn)權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 藏慧敏

本實(shí)用新型屬于測(cè)試儀器，特別是用于土工試驗(yàn)中液塑限聯(lián)合測(cè)定的一種圓錐儀。

液限和塑限指界限含水量，是粘性土極為重要的指標(biāo)，是粘性土工程分類(lèi)的主要依據(jù)，和天然含水量一起，是估價(jià)土的工程特征的主要參數(shù)。所謂液、塑限聯(lián)合測(cè)定，是用圓錐儀同時(shí)測(cè)定土的液限和塑限，方法是在不同含水量情況下，做入土試驗(yàn)，尋求入土深度與含水量之間的關(guān)系，以此求出土的液限和塑限值。1986年6月，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土工試驗(yàn)規(guī)程送審稿已將液、塑限聯(lián)合測(cè)定法定為標(biāo)準(zhǔn)方法。

現(xiàn)有的用于液、塑限聯(lián)合測(cè)定法中的圓錐儀，如水電規(guī)程和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土工試驗(yàn)規(guī)程中采用的儀器及日本采用的儀器，其大體上分為落錐、測(cè)量和讀數(shù)機(jī)構(gòu)。測(cè)量機(jī)構(gòu)采用目測(cè)或光學(xué)放大，目測(cè)是錐體上有刻度用目測(cè)直讀落錐深度，光學(xué)放大是在錐體上連一刻度片自由落下，然后由投光放大法直接讀出錐體上的刻度值。這些結(jié)構(gòu)存在著讀數(shù)人為誤差大，測(cè)量精度不高，以及量程小的缺點(diǎn)，而且不能連續(xù)記錄圓錐入土的全過(guò)程，不能滿足實(shí)驗(yàn)研究的需要。

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種綜合性的圓錐儀，使其量程大，測(cè)量精度高，并可連續(xù)記錄試驗(yàn)的全過(guò)程，便于數(shù)據(jù)記錄與處理及繪制圖表自動(dòng)化。

本實(shí)用新型是對(duì)現(xiàn)有圓錐儀進(jìn)行的改進(jìn)，其由機(jī)架，機(jī)體，電磁啟動(dòng)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)圓錐，樣品升降調(diào)節(jié)裝置，基準(zhǔn)水平泡等構(gòu)成，特征是，采用一個(gè)光柵檢測(cè)位移傳感器與檢測(cè)圓錐連接，并鉛垂安裝在機(jī)架上，做為圓錐儀的深度測(cè)量裝置，在機(jī)體內(nèi)設(shè)置數(shù)字顯示裝置，可將光柵檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)字顯示，使得讀數(shù)人為誤差小，測(cè)量精度提高，并能和打印機(jī)，微機(jī)連接，連續(xù)記錄測(cè)量全過(guò)程。

下面結(jié)合附圖說(shuō)明該儀器的實(shí)施例及工作原理。

圖1為圓錐儀的主視結(jié)構(gòu)圖

圖2為圓錐儀的右視結(jié)構(gòu)圖

圖3為光柵檢測(cè)位移傳感器的結(jié)構(gòu)圖（右視）

圖4為圖3的（A－A）剖面圖。

圖5為數(shù)字顯示裝置的電路框圖

圖6為數(shù)字顯示裝置的電氣原理圖。

圖1，圖2中，（1）為機(jī)架，（2）為機(jī)體，（3）為電磁啟動(dòng)機(jī)構(gòu)，其由電磁鐵（21）和滑塊掛鉤（22）組成，可把圓錐頭（4）固定在起始位置上，可調(diào)整重量。（7）為光柵檢測(cè)位移傳感器，與圓錐頭連接，并鉛垂安裝在機(jī)架上。（5）為樣品升降調(diào)節(jié)裝置，主要包括，試樣托盤(pán)（23），升降螺絲（24）等，其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的圓錐儀相同，（6）為基準(zhǔn)水平泡。（8）為數(shù)字顯示裝置，裝在機(jī)體內(nèi)。（25）為面板，其中（26）為工作指示燈，（27）為清零按鈕，（28）為銜鐵開(kāi)關(guān)，（29）為電源開(kāi)關(guān)。（30）為微機(jī)和打印機(jī)接口。

圖3，圖4中，光柵檢測(cè)位移傳感器主要包括，導(dǎo)軌（9），滑塊（10），指示光柵（11），標(biāo)尺光柵（12），光電器件（13），發(fā)光器件（14），并組裝在同一殼體內(nèi)。導(dǎo)軌呈V型，導(dǎo)軌和滑塊之間嵌有滾珠（15），導(dǎo)軌采用滾珠滾動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活，摩擦阻力小。V型導(dǎo)軌（9）固定在殼體上，標(biāo)尺光柵（12）固定在滑塊上，滑塊下端通過(guò)桿（31）與圓錐連在一起，上端和滑塊掛勾相連。光電器件采用光電三極管（32）和光電管座（33），發(fā)光器件采用發(fā)光二極管（34）和發(fā)光管座（35）。發(fā)光二極管做光源，光電三極管做摩爾條紋的檢出元件，光電器件和指示光柵與殼體連接，可以微動(dòng)調(diào)整。

圖5，圖6中，數(shù)字顯示裝置由放大整形電路（16），四倍頻電路（17），計(jì)數(shù)寄存譯碼電路（18），顯示電路（19），和接口電路（20）組成。該裝置連接光柵測(cè)頭（36）和電源（37）。放大整形電路包括兩個(gè)放大器（38），四倍頻電路采用一塊四倍頻集成電路芯片（39），計(jì)數(shù)寄存譯碼電路（18）是由四塊一位可逆計(jì)數(shù)器（40）組成四位可逆計(jì)數(shù)器，顯示電路包括四個(gè)譯碼器（41）和四個(gè)數(shù)碼管（42），接口電路采用四選一數(shù)據(jù)選擇器（43）。

本儀器的工作原理是；啟動(dòng)銜鐵開(kāi)關(guān)（28），受電磁鐵吸引，滑塊掛勾松開(kāi)，圓錐與滑塊（10），標(biāo)尺光柵（12）依自重鉛垂下移，指示光柵固定，此時(shí)，由兩光柵形成的摩爾條紋也在移動(dòng)。通過(guò)發(fā)光管（34），光電管（32）接收到隨位移的改變而變化的電信號(hào)，經(jīng)放大整形后，形成和摩爾條紋相對(duì)應(yīng)的脈沖，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)位移0.04mm，經(jīng)四倍頻電路，產(chǎn)生四倍原信號(hào)的脈沖，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)0.01mm位移，并同時(shí)判別運(yùn)動(dòng)方向，控制可逆計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方式，經(jīng)譯碼，顯示出位移量的多少?？赡嬗?jì)數(shù)器（40）的BCD譯碼經(jīng)四選一數(shù)據(jù)電路控制，根據(jù)打印機(jī)或計(jì)算機(jī)的指令送出數(shù)據(jù)。

采用本實(shí)用新型，操作簡(jiǎn)單，調(diào)換錐頭，調(diào)整重量方便，測(cè)量精度為0.01mm，高于規(guī)程0.1mm的要求，測(cè)量深度可達(dá)26.2mm，能自動(dòng)記錄，進(jìn)行各種計(jì)算處理。該儀器不僅能滿足我國(guó)水電、冶金、鐵路、公路及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土工試驗(yàn)中液，塑限聯(lián)合測(cè)定試驗(yàn)規(guī)程的要求，也能測(cè)定粘土的強(qiáng)度，天然稠度和對(duì)混合土類(lèi)作出工程設(shè)計(jì)所需要的指標(biāo)。