CN101551228A - 内径测量装置及其测量方法 - Google Patents

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蔡志坚
吴树德
廖裕杰
张昭琳
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Abstract

一种内径测量装置，用来测量一物体的孔的内径，其包括一感应单元、一数据处理单元及一显示单元，该数据处理单元连接该感应单元及该显示单元，该感应单元包括一多爪检测触头，该检测触头包括若干呈圆周排列的测量爪，该测量爪末端可向外散射而抵触该物体的孔的内壁，该检测触头上装设有角度感测器用于感应该各测量爪所张开的角度并产生感应信号发送给该数据处理单元；该数据处理单元将感应信号进行处理并利用各测量爪的角度值进行计算得出该物体的内径，该显示单元将该内径显示出来。本发明还提供一种内径测量方法。相较现有技术，本发明检测装置及其检测方法利用测量爪的张开角度来计算待测物体的内径，测量结果准确。

Description

内径测量装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及一种内径测量装置及其测量方法。
背景技术
业界通常使用游标卡尺来粗略测量物体的内径：将其两内测量爪伸入待测量物体的内孔中并抵于内孔的内壁，然后读数即可得该物体的内径。使用游标卡尺测量内径时，由于两内测量爪所抵的位置极有可能不是该待测量物体的内孔的直径上的两个圆周点，而是一条弦上的两个圆周点，这样使得所测得的孔内径偏小。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种简单有效的内径测量装置。
此外还提供一种内径测量方法。
一种内径测量装置，用来测量一物体的孔的内径，其包括一感应单元、一数据处理单元及一显示单元，所述数据处理单元连接所述感应单元及所述显示单元，所述感应单元包括一多爪检测触头，所述检测触头包括若干呈圆周排列的测量爪，所述测量爪末端可向外散射而抵触所述物体的孔的内壁，所述检测触头上装设有角度感测器用于感应所述各测量爪所张开的角度并产生感应信号发送给所述数据处理单元；所述数据处理单元将感应信号进行处理并利用各测量爪的角度值进行计算得出所述物体的内径，所述显示单元将所述内径显示出来。
一种内径测量方法，包括以下步骤：
上电，系统进行初始化，将所述显示单元的显示信息清空，使所述多爪检测触头的各个测量爪处于待测量状态；
将所述内径测量装置的检测触头伸入到所述物体的孔中；
使感应单元的检测触头的各测量爪呈发射状散开直到其中至少一测量爪与所述待测量物体的孔的内壁相抵触，从而得到包含所述测量爪张开的角度值的感应信号；
所述数据处理单元接收来自所述感应单元的感应信号，将感应信号进行处理并根据公式d＝D+2Lsinθ计算出待测物体的孔的内径d，其中D为在待测量状态时测量爪的末端所在圆周的直径，L为测量爪的外侧长度，θ为测量爪在测量时所张开的角度；以及
将所得内径的数值d显示于所述显示单元。
相较现有技术，本发明检测装置及其检测方法利用测量爪的张开角度来计算待测物体的内径，测量结果准确。
附图说明
图1是本发明内径测量装置的电路框图。
图2是本发明内径测量装置较佳实施方式在未进行测量状态下的结构示意图。
图3是本发明内径测量装置较佳实施方式在进行测量状态下的结构示意图。
图4是本发明内径测量方法的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明内径测量装置较佳实施方式包括一感应单元100、一数据处理单元200及一显示单元300。
请一并参阅图2与图3，该感应单元100在本实施方式中为一伞骨状的多爪检测触头10。该多爪检测触头10包括至少三个外侧长度为L的测量爪11，这些测量爪11的末端位于一水平面内的一直径为D的圆周上。在待测量状态时这些测量爪11处于竖直且相互平行的位置；测量时，这些测量爪11像打开的雨伞的伞骨一样呈发射状散开，每一测量爪11与其待测量状态时呈一定角度θ。该检测触头10上装设有角度感测器12用于感应测量爪11所张开的角度θ并将该角度θ发送给该数据处理单元200。
该数据处理单元200用于接收来自该感应单元100中包含各测量爪11张开角度的感应信号，将感应信号进行处理运算。假设待测物体的内径为d，则d＝D+2Lsinθ。该数据处理单元200在本实施方式中为一微处理芯片20。
该显示单元300用于将经过该数据处理单元200处理后得出的检测结果显示出来。在本实施方式中，该显示单元300为一液晶显示屏31。
每一测量爪11的末端外侧也可以装有压力感测器14，以使测量爪11触碰到待测量物体的内孔的侧壁时发生感应信号以判断是否有测量爪11尚未触碰到该内孔的侧壁。这些测量爪11可以是同步联动，也可以是各个测量爪11分别动作。
若这些测量爪11是同步联动的，即其中一个测量爪的张开角度为θ，则其它测量爪的张开角度也必为θ。如果所测内孔为非理想状态下的圆形，当将这些测量爪11伸入待测物体内孔时，其中一个或多个测量爪接触到了内孔的内壁，而其它测量爪并未接触到内孔的内壁，此时所测得的内径为与该内孔内切的最大圆的直径。
若这些测量爪11是分别动作的，即各测量爪在测量时呈发射状散开，直到分别接触到内孔的内壁。如果所测内孔为非理想状态下的圆形，当将这些测量爪11伸入待测物体内孔时，这些测量爪11所张开的角度θ是不完全相同的。感应单元100将包括各测量爪11所张开角度θ的感应信号传送给该数据处理单元200后，该数据处理单元200可根据各θ值分别计算出所测内孔的最大直径、最小直径及直径均值并将结果输出到该显示单元300。
请一并参阅图4，本发明内径测量方法的流程如下：
步骤S402，上电后，系统进行初始化，例如将该显示单元的显示信息清空，使该多爪检测触头10的各个测量爪11处于待测量状态。其中测量爪11的外侧长度为L，这些测量爪11的末端在待测量状态时位于一水平面上的一直径为D的圆周上。
步骤S404，将待测量物体置于一平台上，使该待测量物体的内孔轴向垂直于该平台。
步骤S406，将该内径测量装置的检测触头10伸入到该内孔内，并使各测量爪11垂直于该平台。
步骤S408，使该检测触头10的各测量爪11呈发射状散开并与该待测量物体的内孔壁相抵触并产生包括各测量爪11张开的角度θ值的感应信号。
步骤S410，该数据处理单元200接收来自该感应单元100的感应信号，将感应信号进行处理并根据公式d＝D+2Lsinθ计算出待测物体的内径d。
步骤S412，将所得内径的数值d显示于该显示单元300。

Claims (7)

1.一种内径测量装置，用来测量一物体的孔的内径，其包括一感应单元、一数据处理单元及一显示单元，所述数据处理单元连接所述感应单元及所述显示单元，所述感应单元包括一多爪检测触头，所述检测触头包括若干呈圆周排列的测量爪，所述测量爪末端可向外散射而抵触所述物体的孔的内壁，所述检测触头上装设有角度感测器用于感应所述各测量爪所张开的角度并产生感应信号发送给所述数据处理单元；所述数据处理单元将感应信号进行处理并利用各测量爪的角度值进行计算得出所述物体的内径，所述显示单元将所述内径显示出来。
2.如权利要求1所述的内径测量方法，其特征在于：所述多爪检测触头包括至少三个外侧长度相等的测量爪，这些测量爪的末端均位于一水平面的一圆周上。
3.如权利要求2所述的内径测量方法，其特征在于：在待测量状态时这些测量爪处于竖直且相互平行的位置；测量时，这些测量爪呈发射状散开触碰物体的孔的内壁，每一测量爪与其待测量状态所呈的角度即为所述测量爪在测量时所张开的角度。
4.如权利要求3所述的内径测量方法，其特征在于：所述数据处理单元依据d＝D+2Lsinθ算出待测物体的孔的内径d，其中D为在待测量状态时测量爪的末端所在圆周的直径，L为测量爪的外侧长度，θ为测量爪在测量时所张开的角度。
5.如权利要求1所述的内径测量方法，其特征在于：所述多爪检测触头的测量爪为同步联动，各测量爪所张开的角度相等，此种情况下所测得的内径为与物体的孔内切的最大圆的直径。
6.如权利要求1所述的内径测量方法，其特征在于：所述多爪检测触头的测量爪为分别动作，如果物体的孔为非圆孔，则各测量爪所张开的角度不完全相同，此种情况下所述数据处理单元根据各测量爪张开的角度值分别计算出待测物体的孔的最大直径、最小直径及直径均值。
7.一种应用权利要求1所述的内径测量装置的内径测量方法，包括以下步骤：
上电，系统进行初始化，将所述显示单元的显示信息清空，使所述多爪检测触头的各个测量爪处于待测量状态；
将所述内径测量装置的检测触头伸入到所述物体的孔中；
使感应单元的检测触头的各测量爪呈发射状散开直到其中至少一测量爪与所述待测量物体的孔的内壁相抵触，从而得到包含所述测量爪张开的角度值的感应信号；
所述数据处理单元接收来自所述感应单元的感应信号，将感应信号进行处理并根据公式d＝D+2Lsinθ计算出待测物体的孔的内径d，其中D为在待测量状态时测量爪的末端所在圆周的直径，L为测量爪的外侧长度，θ为测量爪在测量时所张开的角度；以及
将所得内径的数值d显示于所述显示单元。
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