[发明专利]一种数显高度测量仪的操作方法

说明书

技术领域

本发明属于数控量具的测量部件核心技术领域，尤其涉及一种温度补偿型的容栅式数字显示高度测定设备。

背景技术

容栅传感器可实现直线位移和角位移的测量，可分为三类：直线容栅传感器(长容栅)，其整个传感器由两组条状电极群相对放置组成，一组为动栅，另一组为定栅，动栅和定栅通过静电耦合来实现其位移的测量；圆形容栅传感器(片状圆容栅)，它在圆盘形绝缘材料基底上镀了多个辐射状电极群，两同轴圆盘上的电极群相对应，电容耦合情况反映了两圆盘相对旋转的角度；筒形容栅传感器(柱状圆容栅)，它有两个套在一起的同轴圆筒组成，电极镀在圆筒上，可实现长度的测量。

现有技术已经公开长容栅的技术原理：靠电容量随位移差动变化来进行位置测量。现有技术中，长容栅式数显高度仪普遍采用电容传感器，由定栅和动栅两个基本测量元件构成。

现有技术公开了定栅的设计：在长320mm、宽50mm的长条形金属表面上，沿测量方向用光刻方法制成等间隔并相互绝缘的长方形电极，这些电极与周围绝缘。定栅上的这些电极叫转换电极。

现有技术还公开了相邻电极中心距离为4mm的动栅，其由50mmX40mm的双面敷铜板制成，一面是电极，另一面是印刷电路的连线。在动栅上与定栅转换电极平行，依次排布宽度为0.5mm并且相互绝缘的64个长条形电极。

每相隔7个连结一起成为同组电极，共8组，把依次相邻的8个供给电极简称为8个供给电极。在64个供给电极下面与其垂直的条形电极叫接收电极。8个供给电极为一个供电周期，分别供给相位差为45、90、135、180、225、275、315、360的参考电压，使相邻两个供给电极上的供给电压相位差为45。

定栅和动栅之间的耦合关系是动栅上的8个供给电极覆盖定栅上转换电极的一个节距，定橱上转换电极设计得较长，在覆盖动栅上的供给电极的同时也覆盖接收电极.工作时供给电极由电子电路供电，通过电容静电耦合，在定栅上的转换电极上诱发出电荷.转换电极再通过一次电容耦合，把感生的电荷转移到接收电极，信号经放大后供给电子电路。取出供给信号的一个周期，将前4个供给电极导片合并为一个极板，后4个供给电极导片合并为另一极板，定栅上的一个转换电极导片为第三极板，把它等同为接收电极。

如何在现有容栅数显高度仪基础上，开发应用新的动栅和定栅涉及、传感器、单片机，这使现有技术需要开发出一种数显高度仪的机械结构，并引入大屏幕数显组件或者快捷测量模式启动组件。

最近，国外出现了能够进行平面、平行面和圆柱面几何体内尺寸、外尺寸、高度、深度或距离尺寸测量的新型高度测量仪器，其可以进行一维或二维测量，能自动搜索孔或轴的顶点，在动态探测中记录最大、最小值以及最大最小值之间的差值计算，还可以测量垂直度、直线度、平行度等偏差和跳动误差，并以ISO1101标准输出数据。但是，和已有产品相同，这类新产品也没有数码显示屏，没有快捷测量启动组件，更没有设置位置检测编码器、自编程控制组件等，都无法实现高精度快速测量，无法对测量数据进行图形化批量处理。

在公开发表的文献中，国内发明人曾公开一种新型测高器，适合在林业上 测量树木高度。其基本原理是按任意相似三角型的原理设计而成。其特征是不需测量水平距，且不受地形条件的限制。它的测高精度在±3％之内，测高效率是勃鲁莱测高器的2.5倍。使用的时候，只需在被测树木的树干设一个2米的标高，在离树木水平距10～40米范围内的任一测点，由仪器瞄准标高，树基或树顶时摆针的停留位置，移动活动标尺，即可从固定刻度盘上确定出树木的高度。这个技术不适合应用于工程技术领域的测高，测量精度太低，应用领域太过狭窄，本发明的绝大部分组件都没有在该树木测高仪上应用。

韩国发明人曾发表一种物体高度测量设备，它有两个声光模块，以取决于调频的预定折射率折射从光发射器发射出来的光，从而使光沿物体的X轴和Y轴被投射；该技术还包含分别与前面两个声光模块的信号同步的另外两个声光模块，使从物体反射的光聚焦在光接收装置上。物体高度的改变就依据聚焦在光接收装置上的光点的位置与光接收装置的中心之间的距离变化而被测量出来。该技术的测高原理与组件设计，和本发明完全不同。

日本发明人发表了一种能在确认测头与被测定物的位置关系的同时，以轻松姿势移动的高度测量机。它的发明点是：在与具有支柱的测头的面相对并邻接的侧面且在底座附近，设有手柄，在该手柄上设有对向空气上浮装置的空气供给、遮断进行控制的空气上浮控制开关、重复开关、取消开关等。本发明的发明点与该现有技术完全不同，而且，本发明公开的发明点没有被该现有技术以及其他文献发表。