[其他]具有计算机的位移测量设备

说明书

具有计算机的位移测量设备，包括一个将位移量转换成相应频率电信号的传感器；一个门电路；一个计数器和一台计算机；传感器的输出信号送入门电路；计算机定期“打开”“关闭”门电路；计数器对门打开期间通过的信号进行计数；计算机采集、处理该数从而不使用“模－数”转换器便可以把位移量送入计算机进行处理。

本发明涉及一种具有计算机的位移测量设备，更具体地说，本发明涉及一种具有计算机的，能对中小位移量进行精确、连续测量的位移测量设备。

由于计算机可以对信息进行贮存、处理、所以在位移测量领域中，计算机得到了越来越广泛的应用。当把计算机用于测量时，将位移信息送入该计算机是必需的。

有两类传统的方法可以把位移量转换成电信号。第一类是使用光栅，磁尺等具有不同物理刻线的尺子，当有位移时，检测系统可以把走过的刻线的数目变成相应数目的电脉冲。第二类方法是使用电参数随位移的改变而变化的电感器或电容器作为传感器。使用时传感器上通有固定频率的交流电，所以，对应于每个确定的位移，传感器上都有一个确定的电压值，这就是传感器的输出信号。

上面所述的第一类方法的优点是量程可以做得很大，分辨率较高，而且不会随量程的增加而下降，输出的电信号是数字量信息，可以直接送入计算机。缺点是成本高，制造困难，使用条件苛刻，安装布置困难，所以一般仅限于在量程大而且分辨率要求高的场合使用，如数控机床，坐标测量等。第二类方法的优点是制造简易，价格低廉，安装布置灵活方便。不足的是分辨率随量程的增加而降低，一般只能做到分辨率为量程的百分之几。这类方法的输出信号是模拟量，不能直接被计算机处理。这种传感器被广泛地应用于量程很小的场合或量程稍大但分辨率要求很低的场合，如电动量仪的测头、要求不高的电子秤等。如若把这类传感器输出的电信号送入计算机处理，就需要进行线性放大和“模-数”转换，而一般地说，线性放大器和“模-数”转换器是系统中两个较大的误差源和成本源，故而，迄今为止，将这类传感器输出的电信号送入计算机处理都是以牺牲一定的精度和高成本为代价的。

与上述测量设备和方法有关的现有技术文件有：

（1）US-A-3383498，（2）US-A-4455755，（3）1984年3月出版的哈尔滨工业大学强锡富主编的《电动量仪》。

测量仪器电脑化的主要问题是测量数据如何加入计算机，本发明的目的在于：为位移信息进入计算机提供一种廉价、易行的，能达到高精度的设备。

本发明另一个目的在于：提供一种改善了的，具有计算机的位移测量设备，根据该设备，可以在中、小量程的范围内不使用光栅，磁尺一类的测量手段，达到相同的精度，降低对安装环境的要求，使操作使用更加灵活便利，同时也降低了成本。

本发明的另一个目的在于：提供一种改善了的，具有计算机的位移测量设备，根据该设备，可以不使用线性放大器和“模-数”转换器而将位移量送入计算机，从而减少误差环节，提高测量精度，同时也降低了成本。

本发明的另一个目的在于：提供一种改善了的，具有计算机的位移测量设备，根据该设备，可以对随时间变化而变化的位移量进行连续的高精度测量。

本发明的另一个目的在于：提供一种改善了的，具有计算机的测量设备，使其能够更方便地应用于各种利用测量位移量而测量重量，加速度，或压力等的场合。

下面将说明本发明的内容，即本发明的构成和工作方法。

本发明是一种“门控计频”位移测量设备。从结构上讲，本发明包括：将位移量转换成频率与位移量相应的电信号的位移传感装置1;门装置2;计数装置3和计算机4;计数装置和计算机构成一个“计算机计数器系统”;位移传感器的输出信号作为门装置的输入信号;门装置的输出信号作为计数装置的输入信号;门装置的“开”、“关”状态由计算机控制;计算机计数器系统直接处理对应于一定位移的具有相应频率的电信号。