[发明专利]一种容栅式数显卷尺

说明书

技术领域

本发明涉及测量仪器领域，具体涉及一种容栅式数显卷尺。

背景技术

随着现代电子技术的发展，长度测量也逐渐实现的数字化，智能化。霍尔传感器、光电传感器、容栅传感器都在数显卷尺领域被广泛应用，容栅传感器由于它低功耗的特性更值得推广。

专利号为201220739071.X的中国实用新型专利公开了一种数显卷尺，其上设有激光照射器，功耗很大。此专利产品的精度取决于其尺带上设置的均匀分布的与尺带长度方向垂直的通孔两点间的距离，如小孔间距5mm则测量精度为10mm。小孔过于密集会增加加工难度，因此这款卷尺的精度会严重受制。

专利号为200320102400.0的中国实用新型专利公开了一种容栅式数显卷尺，其利用两片式容栅传感器通过测量转动角度实现尺带长度的测量功能，两片式容栅传感器对传感器结构的同轴性要求较高，否则不能保证容栅传感器的测量精度。其实施例1中容栅传感器与发条盒同轴，将容栅传感器检测的发条盒转动的角度直接经单片机转换成显示码输入显示器以完成尺带长度的测量。此实施例中没有考虑到尺带缠绕每一圈的周长是不一致的(外圈大，内圈小)，产品的测量范围越大，缠绕圈数越多，该偏差值就越大，直接影响了容栅式数显卷尺的测量精度。这种同轴结构无法保证尺带缠绕的一致性，其缠绕松紧不一影响测量结果的重复性和可靠性。其实施例2中，容栅传感器装在带齿转动轮上，尺带上开有等距离的圆孔以配合齿轮转动，这种结构尺带的加工难度较大，尺带上圆孔的加工精度直接会影响测量精度。且这种结构并不适应于各种不同形式的尺带(比如线带)。

发明内容

综上所述，为克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种容栅式数显卷尺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种容栅式数显卷尺，包括壳体、尺带盒、尺带、容栅传感器和单片机，所述壳体内的沿其轴向设有可转动的中轴，所述尺带盒同轴线固连在所述中轴上且对应所述壳体内后侧的位置，在所述尺带盒内设有对其进行预紧的发条；所述尺带缠绕收集在所述尺带盒外圆周的凹槽内，并且其一端通过所述壳体侧壁上的出口伸出到外部；所述容栅传感器处于所述壳体内靠近前侧的位置，并且所述容栅传感器与所述尺带盒同轴线设置用于测量出所述尺带盒的转动角度，所述单片机处于所述容栅传感器上并通过容栅传感器测量出的转动角度来得出尺带的测量长度，在所述壳体的前面设有将所述容栅传感器得出的测量长度显示出来的显示屏；所述容栅传感器的动栅固定在与所述尺带盒固连的中轴上，所述壳体内壁对应所述出口的位置处设有用于调节所述尺带伸出到壳体外或者收缩到壳体内的速度的自调机构。

本发明的有益效果是：容栅传感器动栅固定在与所述尺带盒固连的中轴上，随尺带盒一起转动，能保证容栅传感器可靠地测量尺带的拉动变化，提高测量的可靠性和长期稳定性。通过自调机构自动调整尺带伸出到壳体外或者收缩到壳体内的速度，防止尺带伸出壳体外或收缩壳体内的速度过快，导致容栅传感器的响应速度跟不上而影响测量结果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，通过出厂校准的方式按每N节距角度计量一个对应所述尺带展开的长度值，并将容栅传感器每N节距角度与所述尺带展开的长度值以一一对应的形式存入单片机，在单片机内形成所述尺带的电子数字刻度。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：克服尺带每一圈缠绕周长不一致而产生的精度误差。

进一步，所述单片机将对容栅传感器起始位置节距内零位位置的记忆与尺带当前位置做比较，以检测所述尺带是否归零的自检功能，并通过所述显示屏显示出检测结果。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：判断尺带是否归零，保证测量的准确性。

进一步，所述自调机构包括转销和限速杆；所述转销处于所述壳体内壁上相应的位置处，所述限速杆的中部可转动的安装在所述转销上，并且所述限速杆的一端抵住所述尺带盒的外周，其另一端斜向延伸后抵住所述尺带处于所述尺带盒和所述出口之间的部分。

采用上述进一步方案的有益效果是：转销和限速杆形成一杠杆机构，其利用杠杆原理来使尺带的收缩速度得到控制。