数显千分表及外径测量尺架制造技术

本实用新型专利技术涉及一种测量仪器，包括数显千分表和外径测量尺架，在尺架上设有可用螺钉调整尺距的定位块，且与尺架之间设有用以扩大测量范围的可快速装卸的Ｕ型块规。该尺架由电感式位移传感器将检测外径尺寸的微小变化经测量电路送液晶显示器显示，测量电路采用低功耗，低飘移的线性运算元件构成，具有体积小、功耗低，稳定性好，抗干扰能力强，直流供电等特点。数显千分表与尺架采用快速装卸式结构连接，便于千分表与形状测量范围各异的测量尺架配合使用。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种利用电感量变化来检测微小位移的测量仪器，适用于精密机械加工行业产品尺寸的测量及普通长度计量器具的标定。国内机械加工行业中，精密零件尺寸的检测大都使用机械百分尺，百分表、千分表等。前二者分辩率低，精度差，易产生人为读数误差。而机械千分表又存在重复测量误差较大的缺点，因而都无法很好适用于IT7级精度以上尺寸的测量。现有的电感、电容式测微仪，虽然具有足够高的分辩率，但存在测量范围小，飘移大，抗干扰能力差等缺点，且无论是电感、电容式，还是光栅、磁栅式测微仪，大都存在体积大，功耗大，须交流供电等不足，因此只能台位工作，这就限制了它们的应用范围。本技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种体积小，使用操作方便，测量精度高，抗干扰能力强、功耗低可用电池驱动的电感式数显千分表。本技术还提供一种可与数显千分表配合，可快速检测工件直径的外径测量尺架。上述目的可以通过以下措施来达到一种数显千分表，主要由振荡电路、滤波电路、测量电桥、信号放大电路、检波电路、零点调整电路及A／D模数转换电路、数字显示器组成。其中振荡、滤波、放大、检波、零点调整这五部分电路均采用低功耗、低飘移的集成运算放大器构成。数显千分表是由运算放大器Ic1构成振荡电路提供标准信号，经滤波电路至测量电桥和由集成运算放大器Ic7、Ic8构成的零点调整电路，零点调整电路输出与A／D模数转换电路连接，测量电桥则与由运算放大器Ic3－Ic5构成的差分放大电路的输入端连接，其输出经检波电路至A／D模数转换电路。由其将位移电信号转换为数字信号至液晶显示器显示。一种可与上述数显千分表配合使用的外径测量尺架，包括尺架和手把，在弧形尺架上设有可用螺钉快速调整尺距的定位块，且在定位块与尺架之间可设有块规，用以改变尺架固有直径尺寸，保证传感器处于一定位移范围内，扩大尺具的量程范围，块规最好为U型，以利于快速更换。在弧形尺架的一端部设有传感器。在手把及尺架上设有与数显千分表相连的连接插头和导向燕尾槽、锁紧挂钩，可将千分表固定在尺架上，且有利用装卸。本技术为精密机械加工行业提供了一种高分辩率、高精度的数显千分表，且可与形状测量范围各异的尺架配合使用。该表由于采用了低功耗、低飘移的运算集成电路，使用较少的元件构成振荡，滤波、放大、检波及零点调整电路，缩小了该表的体积，降低了成本，其分辩率为0.001毫米，测量精度为±0.0015毫米，还具有抗干扰能力强、稳定性好、功耗低，可用电池驱动的特点。本技术所述的外径测量尺架，可与数显千分表配合使用，该尺架利用更换块规来扩大其测量范围，具有快速准确测量的特点，其使用操作方便，适用于加工现场检测，可提高检测效率。附图说明图1为数显千分表最佳实施例的电路原理图。图2为本技术的结构示意图。以下结合附图作进一步详述如图1所示，电源(10)通过二个稳压集成块向电路提供±5伏电源。振荡电路(1)由运算放大器Ic1、电容C1－3、电阻R1－4、二极管D1、稳压管DW1、构成。滤波电路(2)由运算放大器Ic2、电阻R5、电容C4组成。测量电桥(3)由电感式位移传感器的两线圈L1、L2、电阻R6、R7组成。由运算放大器Ic3－Ic5及电阻R8－14组成高阻抗，高精度的差分放大电路(4)。检波电路(5)由运算放大器IC6及电容C5－6、电阻R15－17、二极管D2－3组成。零点调整电路(8)由电位器W1、运算放大器IC7、IC8及电阻R18－22电容C7、二极管D4、D5组成。本技术的工作过程是由振荡电路(1)提供频率f＝10KH，峰峰值电压V＝1.5伏的振荡信号，该信号经滤波电路(2)滤除高频失真，提供给测量桥路(3)一个频率f＝10KH、V＝1伏的纯净的正弦波、桥路中L1、L2为电感式位移传感器(20)的两线圈，传感器铁芯处于中间位置时，上、下线圈的电感量相等，测量桥路平衡，A、B两端无输出电压，铁芯离开中间位置，则上、下线圈电感量变化，桥路A、B两端出一个峰峰值与铁芯移动距离成线性关系的振荡电压，其峰一峰值变化为△VAB＝K1·VP－P·△L；△L为铁芯移动距离，K为电感传感器的灵敏系数，VP－P是提供给测量桥路的振荡信号的峰峰值。该信号经高阻抗，高精度的差分放大电路(4)放大，再经精密检波电路(5)检波，在C点(9)输出一个与铁芯位移成正比的直流电平信号，该信号经三位半A／D模数转换器(6)后变换为相应数字送VCD三位半液晶显示器(7)，实现了由微小位移到数字显示的精密测量。在滤波输出与桥路输入端还连接有用以确定测量电路另位的零点调整电路(8)，同时，还起到补偿由振荡参数信号VP－P不稳定带来的零点变化，匹配调零电路与测量电路的漂移一至。可使整个电路的飘移减至最小。在模数转换电路(6)的输入端设有电位器W2，调整整个系统的放大系数，以使显示保证在1位数／微米的线性状态下。图2示出了可与数显千分表配合，专用于测量外径尺寸的测量尺架，在尺架(19)上设有手把(18)，弧形尺架的下端部向内处设有电感式位移传感器(20)，通过尺架内导线与插头(16)连接插头(16)与数显千分表相连，传感器(20)测头与被测工件为面接触，以克服由于被测外径变化而使传感器轴线偏离被测圆心而带来的理论测量误差。上端部向内处和内侧壁上设有用螺钉(13)调整尺距的定位块(11)，在其上、侧定位块与尺架的夹层中可设有快速更换的V形块规(12)，用以改变尺体固有尺寸，即保持传感器处于位移不超过2毫米的线性范围内，扩大尺架的测量范围。上、侧定位块(11)需同步更换块规(12)，保证传感器轴线通过被测外径圆心。在尺架(19)及手把(18)上设有与千分表(15)壳体相连的导向燕尾槽(14)和锁紧挂钩(17)，可将千分表固定在其上，便于装卸，且可使一个千分表配用若干不同测量范围的尺架。当用于测量时，将被测工件外径置于弧形尺架内，由于被测工件与测头为面接触，因此保证传感器轴线在一定范围内始终通过被测外径圆心，达到快速准确测量的目的。权利要求1.数显千分表，主要由振荡电路(1)、滤波电路(2)、测量电桥(3)、信号放大电路(4)、检波电路(5)、零点调整电路(8)及A/D转换电路(6)、数字显示电路(7)组成，其特征在于所述的振荡、滤波、差分放大、检波及零点调整这五部分电路均采用低功耗、低飘移的集成运算放大器构成；数显千分表是由运算放大器IC1构成振荡电路提供标准信号，经滤波电路至测量电桥和由集成运算放大器IC7、IC8构成的零点调整电路，零点调整电路的输出与A/D模数转换电路连接，测量电桥则与由运算放大器构成的差分放大电路的输入端连接，其输出经检波电路至A/D模数转换电路，将位移电信号转换为数字信号由液晶显示器显示。2.一种可与上述数显千分表配合的外径测量尺架，包括尺架(19)和手把(18)，其特征在于在弧形尺架(19)上设有可用螺钉(13)快速调整尺距的定位块(11)，且在定位块与尺架之间可设有用以扩大测量范围的块规(12)，弧形尺架一端部设有传感器(20)。3.根据权利要求2所述的外径测量尺架，其特征在于在手把及尺架上设有与数显千分表(15)相连的导向燕尾槽(14)、连接插头(16)和锁紧挂钩(17)。专利摘要本技术涉及一种测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
数显千分表，主要由振荡电路（１）、滤波电路（２）、测量电桥（３）、信号放大电路（４）、检波电路（５）、零点调整电路（８）及Ａ／Ｄ转换电路（６）、数字显示电路（７）组成，其特征在于所述的振荡、滤波、差分放大、检波及零点调整这五部分电路均采用低功耗、低飘移的集成运算放大器构成；数显千分表是由运算放大器Ｉ↓〔Ｃ１〕构成振荡电路提供标准信号，经滤波电路至测量电桥和由集成运算放大器Ｉ↓〔Ｃ７〕、Ｉ↓〔Ｃ８〕构成的零点调整电路，零点调整电路的输出与Ａ／Ｄ模数转换电路连接，测量电桥则与由运算放大器构成的差分放大电路的输入端连接，其输出经检波电路至Ａ／Ｄ模数转换电路，将位移电信号转换为数字信号由液晶显示器显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：文戈，王东炬，
申请(专利权)人：文戈，王东炬，大连市华铁综合技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]