[发明专利]一种能够有效降低阿贝误差的游标卡尺及测量方法

说明书

本发明公开了一种能够有效降低阿贝误差的游标卡尺及测量方法，包括主尺和游标尺，游标尺的前侧面上下两端均通过设置凸缘形成主尺容置槽，主尺设置在主尺容置槽内且游标尺与主尺滑动连接，上下两端的主尺容置槽内沿前后方向均对称设置有压力传感器，压力传感装置用于采集主尺对游标尺产生的压力信号，压力传感装置的信号输出端连接处理模块的信号输入端，处理模块的信号输出端连接有显示装置；处理模块用于接收压力传感装置输入的压力信号，并对压力信号进行信号处理后计算得出用于表示游标尺主线与主尺主线的平行度的差动压力信号值。本发明能够解决现有游标卡尺使用过程中阿贝误差大，测量精度低的问题。

技术领域

本发明涉及一种测量工具，尤其涉及一种能够有效降低阿贝误差的游标卡尺。

背景技术

在常规测量工具行业中，普通的游标卡尺分为机械式游标卡尺、带表式游标卡尺和数显式游标卡尺三种类型。机械式游标卡尺由主尺、游标尺、尺身、量爪等组成，因使用方便、测量稳定性好，在机械制造领域应用广泛。带表式游标卡尺是在机械式游标卡尺基础上，利用齿条传动齿轮带动指针显示数值，主尺上有大概的刻度，结合指示表读数，比机械式游标卡尺读数更为快捷准确。数显式游标卡尺是在带表式游标卡尺基础上，利用齿条带动圆形栅格片转动，用光电脉冲计数原理，将卡尺量爪的线位移转变为脉冲信号，从而将数据显示，因为读数直观清晰、使用方便、数据存储和分析方便以及测量效率高等优点，现在也广泛应用于各个行业。

各种游标卡尺的基本测量原理都是相同的，均为“错位放大法”。但是，游标卡尺因设计时被测量轴线与主尺轴线不一致，即不符合“阿贝原则”，且由于游标卡尺中游标尺与尺身装配时存在间隙，测量人员用力大小不同，会造成游标尺量爪发生微小倾斜，如图1所示，其阿贝误差为ΔL＝Stgφ≈Sφ，该值一般较小，而测量人员难以察觉，造成测量数据精度较低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效降低阿贝误差的游标卡尺，能够解决现有游标卡尺使用过程中阿贝误差大，测量精度低的问题。

本发明采用下述技术方案：

一种能够有效降低阿贝误差的游标卡尺，包括主尺和游标尺，游标尺的前侧面上下两端均通过设置凸缘形成主尺容置槽，主尺设置在主尺容置槽内且游标尺与主尺滑动连接，上下两端的主尺容置槽内沿前后方向均对称设置有压力传感装置，压力传感装置用于采集主尺对游标尺产生的压力信号，压力传感装置的信号输出端连接处理模块的信号输入端，处理模块的信号输出端连接有显示装置；处理模块用于接收压力传感装置输入的压力信号，并对压力信号进行信号处理后计算得出用于表示游标尺主线与主尺主线的平行度的差动压力信号值。

所述的上下两端的主尺容置槽的槽底沿前后方向均对称设置有两个压力传感器安装槽，每个压力传感器安装槽内均设置有一个压力传感器，差动压力信号值Δp的计算公式为：

其中，上端的主尺容置槽内沿前后方向设置的第一压力传感器和第二压力传感器在t时刻输出的压力信号分别为p_1t和p_2t，下端的主尺容置槽内沿前后方向设置的第三压力传感器和第四压力传感器在t时刻输出的压力信号分别为p_3t和p_4t，w_i表示第i个压力传感器输出的压力信号的权重值，p_it表示第i个压力传感器在t时刻输出的压力信号，i＝1,2,3,4。

所述的压力传感器安装槽内均设置有预紧弹簧，预紧弹簧的上下两端分别与对应的压力传感器安装槽和压力传感器连接，预紧弹簧在自然状态下，压力传感器的受力检测面均突出主尺容置槽的槽底。

所述的游标尺上还设置有锁紧装置。

所述的锁紧装置采用电控锁紧装置，电控锁紧装置的信号输入端连接处理模块的信号输出端。