[发明专利]感力尺

说明书

技术领域

本发明涉及长度测量器具，尤其涉及一种电子长度测量器具。

背景技术

所谓尺就是一种长度或位置的测量器具。目前的长度测量器具可分为机械式和电子式，机械式长度测量器具有直尺式、游标式、指针表式等；电子式长度测量器具有容栅式、磁栅式和光栅式等。机械式长度测量器具是靠刻度来指示位置或长度，具有直观和测量基本不受环境影响等优点；但机械式长度测量器具也存在读数误差和无法直接向电脑传输数据的问题。电子式长度测量器具是靠传感器探测游标的位置或探测游标的移动量，具有数字读数、高分辨率高精度、可向电脑传输数据等优点，可向电脑传输数据更是为数控设备的闭环控制提供了手段；但电子式长度测量器具也存在易受环境影响的问题，其中容栅式怕水怕油、磁栅式怕外磁场和磁性粉末、光栅式怕尘，这样在许多工作环境下就存在可靠性问题；而且在超长测量中，电子式长度测量器具都会受到超长传感器的制作困难。

发明内容

本发明旨在提供一种感力的电子长度测量器具，以力来传递位置信息，提高电子长度测量器具的可靠性并降低成本。

本发明的技术解决方案是：与如图1所示，一个长为L的条状尺身100，条状尺身100两端有支承点110和120。在未受压力时条状尺身100处于受力平衡态，即两端支承点110和120支承力F₁和F₂之和等于条状尺身100的重量。在条状触控板100距两端两支承点110和120分别为a和b的位置130上，对条状尺身100施加压力P，支承力F₁和F₂的变化之和ΔF₁+ΔF₂等于压力P，两支承点支承力的变化ΔF₁和ΔF₂反比于施压点130距支承点的距离a和b，即压力的分配反比于施压点130距支承点的距离，即

ΔF₁+ΔF₂＝P，

ΔF₁/ΔF₂＝b/a，

a+b＝L，

依上面的关系式，通过测量两个支承点支承力的变化(即压力的分配)ΔF₁和ΔF₂，甚至只是测量两个支承点支承力变化的比值ΔF₁/ΔF₂，即两个支承点支承力变化的相对大小，就可得到施压点130在条状尺身100两端支承点连线上的位置。而测量被测物体头尾两端的位置，就可得到被测物体的长度。

将两个力学传感元件分别设置在条状直线尺尺身两端的支承位上，两个力学传感元件都连接测量电路。以一定的弹性力将一游标触压在尺身上，并让游标在尺身两端的支承位间可自由移动。游标处于尺身的某一位置时，游标将触压力传递到尺身上，尺身再将触压力分配到两个支承位置，测量电路由两个力学传感元件感测到触压力的大小，以及在两个支承位置上的分配，确定游标在直线感力尺尺身上的一维位置。

同样，只要在面状平面尺尺身不少于三个的支承位置上都设置力学传感元件，力学传感元件都连接测量电路。以一定的弹性力将一游标触压在定位板上，并让游标在面状尺尺身上可自由移动。游标处于面状尺尺身上的某一位置时，游标将触压力传递到面状尺尺身上，面状尺尺身再将触压力分配到各支承位置，测量电路由各力学传感元件感测到触压力在各支承位置上的分配，确定游标在平面感力尺尺身上的二维位置。

也可以用两个相互垂直的直线尺来测量游标在平面上的二维位置。

当游标在平面上绕固定点旋转时，通过测量游标在平面上两个垂直方向的位置，也可获得游标的角位置。

力学传感元件可以是压力传感元件，也可以是张力传感元件。

力学传感元件通过机构与尺身相连接。

力学传感元件也可以直接安置在尺身上。

也可以将力学传感元件安置在尺身的支承框架上，触压力通过尺身传递到支承框架上，安置在尺身支承框架上的力学传感元件感测到触压力以及触压力的分布。

可以在安置力学传感元件的尺身上或支承框架上设置特别的结构，以便尺身被触压时，在特别结构处产生相对大的形变，便于力学传感元件对触压力的测量。

与尺身相接触的游标上具有磁性材料，可以被被测物件上的磁性物体带动，实现非接触非测量。

本发明与现有技术对比的有益效果是：