[发明专利]数显测量装置

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及到测量工具，具体说是一种全密封数显卡尺。

(二)背景技术：

卡尺分为机械卡尺和数显卡尺。

机械卡尺又分游标卡尺，带表卡尺和螺旋卡尺，游标卡尺和螺旋卡尺的测量原理是尺寸数据由主尺上的大(整)数和游标或螺旋上细分的小数相加而成，是绝对意义上的测量，如公开号为CN2428754Y的精密千分尺发明专利，其测量装置为两副，主尺上读出测量值的大数部分，由螺旋测微机构读出测量值的小数部分，大数部分与小数部分相加即得测量值。

传统数显卡尺的数显测量装置为电容传感器，它由动栅和定栅两部份组成，数显卡尺的定、动栅分别固装于尺身和尺框上。由动栅和定栅构成的传感器为增量传感器，随着尺框在尺身上的移动，动栅和定栅相对感应出移动的距离，并通过液晶显示屏给予显示。其测量范围往往大于容栅的1/2节距，因此其测量与空间位置不是一一对应的绝对测量，而是只能采用增量测量的相对测量。

传统数显卡尺已应用多年，其间经过了多次的改良，性能和精度不断提高，但由于其传统的设计结构，因此存在不可避免的缺陷：

1、传统数显卡尺是在超过一个1/2节距外的相对测量，而非绝对测量，因此一一对应的关系不稳定，当尺框在尺身上的移动速度加快时，容栅传感器来不及感知经过第几个节距，显示的距离数据存在偏差。

2、也是由于传统数显卡尺是在超过一个节距外的相对测量，其对环境的要求也比较高，比如说周围环境的瞬间电脉冲，都会造成测量结果的不准确。日本‘三丰’公司发明的绝对编码电容位移传感器虽然具有绝对测量功能，但是制造工艺复杂，产品价格高。

3、再就是传统数显卡尺的密封问题，当动、定栅之间侵入导电介质时，将不能正常工作。为了提高数显卡尺的工作可靠性，大多数工程技术人员采用将动栅或者定栅安装在一个密封的腔体中，使其与外部环境隔离，达到有效防护的目的，如深圳联思公司陈其良等人的“一种电容式数显卡尺(专利号：98116518.4)”专利和赵志强，赵飚等人的“滚动电容数显卡尺(公开号：CN1415931A)”就是这个思路的典型代表。但尺身上的动栅或者定栅、传动部件如齿条等仍然裸露无法密封，还是不能达到完全密封的效果。

因此，能否利用机械卡尺的大、小数测量原理对传统数显卡尺进行改良，使其具有绝对测量功能，并且在最大限度上克服密封缺陷，是有关部技术部门急待解决的重要问题。

(三)发明内容：

针对传统数显卡尺存在的问题，本发明的目的是公开一种能够将电容传感器的容栅进行完全密封的数显卡尺，本发明的另一目的是使全密封数显卡尺实现绝对测量。

能够实现上述目的的全密封数显卡尺，包括尺身和尺框以及于尺身和尺框之间的大数测量装置和小数测量装置，在本发明中，大数测量装置和小数测量装置的结构与众不同：

1、大数测量装置，包括凹槽或孔位、与凹槽或孔位配合的活动卡销和在凹槽或孔位深度方向上相互偶合的一套电容传感器及其电路，凹槽或孔位具有不同深度且均匀固化于尺身上，电容传感器的大数测量定栅固定在尺框内，电容传感器的大数测量动栅在尺框内与活动卡销固连。不同深度凹槽或孔位的位置对应于不同测量长度的大数值，活动卡销在各个凹槽或孔位深度内的位移量不同，大数测量定栅和动栅测出不同的深度再转换成实际的大数长度。

2、小数测量装置，包括测杆在尺身方向上相互偶合的另一套电容传感器及其电路，测杆弹性外伸于尺框且平行于尺身，与尺框分离的尺框卡爪与测杆的外伸端头固连，电容传感器的小数测量定栅固定在尺框内，电容传感器的小数测量动栅在尺框内与测杆固定连接。

大数测量装置没有完全测量完的测量值由小数测量装置来完成，小数测量装置依靠数显卡尺的尺身卡爪和尺框卡爪夹合实现。上述小数测量装置其实为一百分表结构，测量时尺框卡爪的压缩量由该百分表感应和捕捉。

3、在本发明还包括将大数测量装置的测量值和小数测量装置的测量值相加得出得出总测量结果的计算装置，测量结果在显示屏上直接显示。

通过上述结构设计，巧妙地将两套电容传感器隐藏于尺框内，达到对电容传感器容栅的密封目的。

所述凹槽或孔位的间隔距离为一固定值，如为10mm，也可以选其它数值。

由于活动卡销跟随尺框移动，活动卡销不停地在尺身内或者尺身上和凹槽或孔位内滑动，为避免活动卡销和凹槽或孔位因滑动而造成的磨损，影响测量结果，因此尺框上还设有将活动卡销与凹槽或孔位分离的按扭，当要将活动卡销滑动时，启动按扭将活动卡销与凹槽或孔位、尺身分离，当要接近测量位置时再放开按扭，使活动卡销落入对应凹槽或孔位中。