[实用新型]数显卡卷尺

说明书

本实用新型是一种采用金属反射钢带粗光栅原理采用数字显示测量大长度的精密卡卷尺。

通常，在各种生产与加工中所使用的长度量具有卡尺、卷尺、千分尺等。卡尺的使用极为普遍，但如果量程超过500mm或者达到1－2m，这样长的长尺不但制造困难而且价格昂贵，尤其是结构笨重，操作使用极不方便，精度也难以保证，因而在实际生产中得不到推广与普及。普通的钢卷尺由于采用了柔性钢带，尺带可通过卷带盒任意伸长或缩短，测量范围能达到3－5m甚至更长，并且体积小，重量轻、操作携带方便、价格低廉，故应用范围广。然而钢卷尺的精度很低，一般每米为±0.8mm，它比卡尺的精度（约为±0.08mm／m）差了一个数量级，而且每mm间仅有一条刻线分辨率是1mm，这样在工业领域，特别是电控行业，开关板行业，重大另件的机加工行业，随着技术进步实际要求加工另件的精度都在±0.1～0.2mm／m之间，对大长度另件的测量，钢卷尺虽然量程够但精度不能满足，卡尺虽然精度好，但量程又不能满足，因而长期以来一直存在着大长度、高精度测量的实际困难。目前绝大多数场合对大长度的测量只能用钢卷尺勉强对付，由于测量精度低造成了生产加工的另部件精度差，产品合格率低，生产效率低产品质量难以保证等一系列问题。

本实用新型的目的在于：提供一种新型的测量量具，它能综合原卡尺与卷尺的优点，实现对大长度（3～5mm或更长）的高精度（约±0.1～0.15mm／m）测量，解决目前实际生产中存在的困难。

为了实现这个目的，数显卡卷尺在现有技术的基础上采取了以下技术措施：

1）去掉原钢卷尺钢带上的刻度，取而代之的是在钢卷尺表面刻制出黑白相间的粗光栅线纹。（线宽为0.1或0.2mm或根据使用要求设置）。

2）、在卷带端头设置了测量卡头，它具有与卡尺头相类似的结构。

3）、在原卷带机构的基础上增加了测力机构，以消除尺带柔性带来的测量误差。

4）、在数显卡卷尺内部设置光电转换，信号处理，计数与显示部件。

当尺带拉出与收进时，光电转换器将尺带上黑白相间的粗光栅条纹转换成为电信号，经信号处理形成加减计数脉冲，送到计数器记录并显示出实际测量值。

本实用新型的数显卡卷尺具有以下优点：

1）、能对大尺寸（3～5m）进行数字化精度测量，解决卡尺长度测量的困难。

2）、精度上比卷尺高出一个数量级（包括分辨率，重覆定位精度和测量精度）。

3）、体积小，重量轻，操作携带方便。

为了对实用新型的结构及优点作出更清楚的了解，以及将结合一个优选实施例，并参照附图加以详细说明：

其附图为：

图1：本实用新型数显卡卷尺的一个优选实施例的正面剖视图；

图2：该数显卡卷尺优选实施例的测量卡头；

图3：该优选实施例的一个后视图；

图4：该优选实施例的光电转换，信号处理、计数与显示部分的电路框图。

由图1可以看到，该数显卡卷尺的一个优选实施例的基本结构，它是由测量卡头1，尺带10，光电转换部分2，压力机构3，加力机构6，卷带盒12，壳体5，及电池盒4等组成。

其中尺带10，即测量带，它是卡卷尺测量精度的基础，采用钢带粗光栅制造工艺，在钢带上刻制出线宽为0.1或0.2mm黑白等间矩的线纹，该测量带的刻制精度每米≤0.1－0.15mm。

电子测量部分由图1、图3和图4可见，由光电转换部分2专用大规模集成电路8和液晶显示部分9组成，其中光电转换部分2包括光电转换头7，指示光栅11，和信号前置处理部分（包括发光管，光电管）组成；尺带10与光电转换器中指示光栅11之间具有确定的测量间隙，保证产生稳定的光电信号，经信号处理后形成两路互为正交的位移方波信号；图3是该实施例的后视图，其中在外壳5的内侧面安装了专用大规模集成电路8，它是为该数显卡卷尺专门设计与开发的，它可以提高电路集成度，可靠性，减少功耗，缩小体积，降低成本；液晶显示部分9通过导线排与集成电路8相连对测量数据以公制或英制方式作出显示，该显示器最小显示单位为0.01或0.1mm，最大显示长度为1m或10m。

图2描述了图1中测量卡头1的具体结构，由图可见它与卡尺卡头相似，动爪15与定爪16均设有导向机构，测头还包括内刀口13和圆测量头14，该部件是提高该数显卡卷尺重覆定位精度与测量精度的关键部件，其技术条件引用卡尺通用标准。