平板测微仪制造技术

本发明专利技术涉及一种平板测微仪的结构改进，属于测量仪器技术领域。该仪器包括光学平板、传动机构、读数装置。光学平板铰支在仪器壳体的一端，读数装置由光电信号转换器件、处理电路以及显示器件构成。光学平板的铰支轴通过正切传动机构与传导杆的一端衔接，传导杆与壳体形成移动副，另一端与实现光电信号转换的ＣＣＤ器件相对的光电管固连，ＣＣＤ器件的信号输出端通过处理电路接安置在仪器壳体上的显示器件。本发明专利技术结构十分简捷，不仅传动误差小，而且形成了确定的函数关系，只需通过处理电路的简单转换，即可得出精确的测量结果，使用时无需复位处理，不受外界环境影响，因此与现有技术相比，具有显著的进步。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学测绘仪器，尤其是一种平板测微仪的结构改进，属于测量仪器

技术介绍
水准测量无论在工农业生产，还是在国防建设中，都发挥着巨大的作用。例如大型设备的安装和制造、道路和河道桥梁的建设、文物古建筑的保护、国家地图的测绘等，都离不开水准测量。据申请人了解，目前市场上广泛使用的平板测微仪通常由光学平板、传动机构、读数装置组成。其工作原理是，利用光学平板的转动，使被测目标的像产生位移，再通过传动机构把光学平板转动的角度量转化为线性量，并加以放大，从而实现细分，得到一个精确的测量值。传统的细分措施有测微手轮或光学测微尺。这两种措施都需要人眼的观测，因此观测结果容易因人而异，直接影响了测量结果的精度。为了解决这一问题，有人提出了测角的方法，即直接测量光学平板转动的角度，从而计算出目标的位移。这一方案存在两个问题难以解决，一个是测角的精度难以保证，另一个是设备的结构非常复杂，因而这一技术难以得到应用。还有人提出用容栅的方式，例如申请日为2001.06.07、申请号为01238211.6的中国专利申请所公开的电子平板测微器即使如此。该测微器包括壳体、光学平板、镜座、拨杆、齿轮和齿条，以及容栅模块和液晶屏。容栅模块包括定栅、动栅和处理电路，动栅和齿条连动，构成齿条组件，定栅和处理电路一体，并固定在壳体上，动栅与定栅配合设置，容栅模块的输出与液晶屏连接。其不足之处是不能承受野外作业的恶劣环境，同时在使用时每测量一次必须置一次零位，造成使用仪器的较大不便。如果一次疏忽没有置零，将造成整个测量工作的前功尽弃。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对以上现有技术存在的缺点，提出一种结构简单、测量精度准确、并且使用十分方便的平板测微仪。为了达到以上目的，本专利技术的平板测微仪包括光学平板、传动机构、读数装置；所述光学平板铰支在仪器壳体的一端，所述读数装置由光电信号转换器件、处理电路以及显示器件构成；所述光学平板的铰支轴通过正切传动机构与传导杆的一端衔接，所述传导杆与壳体形成移动副，另一端与实现光电信号转换的CCD器件(Charged CoupledDevice--电子耦合器件)相对的光电管固连，所述CCD器件的信号输出端通过处理电路接安置在仪器壳体上的显示器件。测量时，光学平板的转动使通过平板的光线产生位移δ，平板转动的角度θ与光线的位移δ之间存在函数关系δ＝F1(θ)。由于读装置的光电管通过正切机构与光学平板相衔接，因此光电管的位移L与平板转动的角度θ符合正切函数关系，即L＝TAN(θ)×H(H为常数)，结果光电管的位移L与光线的位移δ就建立了函数关系L＝F2(δ)。CCD器件通过判读光电管的位移量L，经处理器通过函数关系L＝F2(δ)计算处理，即可准确得出光线的位移δ结果，并送往显示器件显示。由此可见，本专利技术合理采用了正切机构和CCD器件，因此使得整个仪器的结构十分简捷，而正切机构与CCD器件之间不仅传动误差小，而且形成了确定的函数关系，只需通过处理电路的简单转换，即可得出精确的测量结果，使用时无需复位处理，不受外界环境影响，因此与现有技术相比，具有显著的进步。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本技术一个实施例的结构示意图。图2为图1的俯视图(拆去上盖)。图3为图1的A向视图。图4为图1中正切机构与CCD器件的结构示意图。图5为图1实施例的电路原理图。图6为图5电路的波形图。图7为对应图5的具体电路图。具体实施例方式实施例一本实施例的平板测微仪如图1、图2和图3所示，光学平板玻璃1通过两个精密轴承铰支在仪器壳体11的一端，其作用是测量时通过平板的转动，使被测目标的象产生上下移动。平板玻璃的铰支轴通过正切传动机构A与传导杆2的一端衔接(参见图4)，该传导杆通过两个压块安置在壳体11内，与壳体形成移动副，只能做直线移动，另一端与CCD器件的光电管3固连。该光电管相对的壳体上固定安置CCD器件5，因此可以将平板玻璃的转动传递到CCD转换成为电信号。CCD器件与处理电路如图5所示(具体参见图7)，CCD器件的型号为TCD1500C。该CCD器件有5340个像元，每个像元7微米。当有光照到像元上时，该像元被感光，相应产生一个与光照度成正比的电压信号，每当光电管给CCD器件一个移位脉冲，TCD1500C就输出一个像元的电压信号。处理电路由放大电路芯片TL062、整形电路芯片LM393以及微处理器芯片ATMEGA8构成，CCD器件的信号输出端经放大和整形电路，接微处理器芯片的信号输入端，使达到一定阀值的信号输出，逻辑电平为‘1’，而光照不到的像元，逻辑电平为‘0’。微处理器芯片ATMEGA8产生CCD驱动信号，接收并处理来自CCD的信号。由于光学平板的转动导致的光线位移δ与平板转动的角度θ之间存在δ＝F1(θ)的函数关系，而正切机构(参见图4)使光电管的位移L与光学平板的转角θ形成个正切函数关系L＝TAN(θ)×H，由此建立起光电管位移L与光线位移δ之间的函数关系L＝F2(δ)，CCD器件判读光电管的位移量L，转换成电信号后，通过放大整形输送到微处理器中，微处理器根据以上函数关系L＝F2(δ)可以迅速准确计算出光线的位移δ，并将结果数值送往固定在壳体11后端的显示器件4，由图3所示的显示屏6显示输出。ATMEGA8产生CCD驱动信号及处理信号方式如图6所示PH信号是ATMEGA8可以处理的逻辑电平，当出现从‘0’到‘1’的翻转点时，即是光照到CCD器件上的边界点，而此边界点对应着光斑位置。ATMEGA8计取通过的RS脉冲数就可知边界点的位置。此外，图1中的锁紧手轮7通过螺纹与壳体相连接，并用止紧螺钉固紧，用于仪器的锁紧和固定；图2中的电池8安装于壳体11中部，提供仪器工作所需电能；传动手轮9安装在壳体11外右侧，通过齿轮齿条机构与传导杆2衔接，用于手动带动光学平板转动和光电管座移动；电源开关10位于壳体11外左侧。本实施例采用的高精度CCD器件(TCD1500C)由高感光度的半导体材料制成，可以将机械移动量通过光信号转换成电数字信号，并进行电细分处理，使仪器最终能准确、稳定地进行测量，从而达到高精度测量的目的。实践证明，本实施例的平板测微仪具有以下优点1.利用光学平板的转动使被测目标的像产生位移的光学原理，利用了CCD成像的技术，可以得到更高的测量精度，同时可以承受恶劣的野外作业条件；2.使用数字显示，避免了读数上的因人而异，消除了由于不同人读数的不同而产生的误差，提高了测量的精度(此优点在由多人合作完成的大规模测量工程中尤为重要，因为数字显示可以避免每个人读数的误差)；3.用干电池作为电源，安全性得到了保障，数码管显示字体清晰，对人眼也起到很好的保护作用。权利要求1.一种平板测微仪，包括光学平板、传动机构、读数装置；所述光学平板铰支在仪器壳体的一端，所述读数装置由光电信号转换器件、处理电路以及显示器件构成，其特征在于所述光学平板的铰支轴通过正切传动机构与传导杆的一端衔接，所述传导杆与壳体形成移动副，另一端与实现光电信号转换的CCD器件相对的光电管固连，所述CCD器件的信号输出端通过处理电路接安置在仪器壳体上的显示器件。2.根据权利要求1所述平板测微仪，其特征在于所述处理电路由放大电路、整形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平板测微仪，包括光学平板、传动机构、读数装置；所述光学平板铰支在仪器壳体的一端，所述读数装置由光电信号转换器件、处理电路以及显示器件构成，其特征在于：所述光学平板的铰支轴通过正切传动机构与传导杆的一端衔接，所述传导杆与壳体形成移动副，另一端与实现光电信号转换的ＣＣＤ器件相对的光电管固连，所述ＣＣＤ器件的信号输出端通过处理电路接安置在仪器壳体上的显示器件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王源仁，
申请(专利权)人：王源仁，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]