CN102374853A - 用于测量尺寸的装置 - Google Patents

Abstract

用于测量尺寸的装置。具有用于测量长度的多个探针的测量系统，各个探针包括：按相对于外壳可去除的方式连接的探针尖端；提供表示所述探针尖端相对于所述外壳的位置的电信号的换能器；用于对来自所述换能器的信号进行采样并将该信号变换成所述位置的数字表示的数字处理单元；以及用于无线通信网络的、连接所述探针与控制单元的双向接口，所述方法的特征在于以下步骤：通过所述双向无线接口来对所述探针的所述数字处理单元的时钟进行同步；以及所述控制单元发送确定对所述电信号进行采样的时刻的命令。

Description

用于测量尺寸的装置

技术领域

本发明涉及用于测量位移的传感器的系统。本发明的实施方式具体涉及用于测量相对尺寸的多测量系统，该多测量系统围绕无线通信网络组织，该无线通信网络由编程和监测系统或者通过嵌入时钟来控制所述测量系统的数据生成系统连接(interface)。

背景技术

使得能够同时测量部件的多个尺寸的测量系统是已知的。这些装置(也被称为指定多点测量系统)通常被用于对制成部件(具体地说，机械加工部件，但不仅仅是通过自动机械加工获得的部件)的质量控制和尺寸检验的操作。

这些系统通常包括用于定位要测量的部件以及定位测量元件的系统。而且，这些系统通常包括用于按可重复方式定位移动部件的止动部(stop)，以测量设置在该系统中的部件。通常存在支撑用于一维测量的比较器或探针的支架或移动元件，这些比较器或探针在该部件的多个预定点同时相接触。这些探针通过高精度换能器(transducer)提供向控制所述探针的外部电子接口发送的电测量信号，接着，这些结果通常被发送至计算机系统，该计算机系统使得能够分析和计算这些参数，以及对诸如厚度、直径、垂直度、锥度、平行度、偏心率等的值执行尺寸统计。

根据必要性和要测量的部件的构造，这些已知的多点测量装置使用具有滑动探针尖端的长度探针和具有绕轴旋转(pivoting)探针尖端的杠杆(lever)探针。换能器是最常见的感应式换能器，例如LVDT(线性可变差动变压器)或感应式半桥，并且通常在几毫米的测量范围中提供具有1μm级别的精度的测量。由于空间需求，这些电子器件通常在该换能器外部。

文献WO2005109166描述了一种具有用于测量机械部件的表面的滑动探针尖端的测量探针。包含在该探针中的感应式换能器使得可以将该探针的移动部件的位移转换成电信号，该电信号接着被发送至显示装置或外部计算机。通过USB或无线接口来进行至该计算机的通信。

已知的探针的一个缺点在于，各个探针必须连接至外部测量电子器件，该外部测量电子器件对来自感应式传感器的模拟数据进行变换并将它们发送至监测系统。在无线探针的情况下，由于这些系统具有可变延迟，所以通过测量触发信号来触发测量，接着利用测量时间来标记这些测量。各个测量元件因而可以具有导致难以校正的误差的测量延迟。当不知道在除了测量时刻和发送结果的时刻以外的时刻不同的元件正在做什么时，难以保证这些不同的元件的传送的同步。而且，这些系统在触发测量时与恢复测量时之间依靠异步传输协议，这使得这些系统中的传输复杂、慢并致使数据不总是可比较的。最终可能导致这些系统在测量时接收到无用信息，这会导致处理的延迟。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种用于测量尺寸的变化的测量系统，该测量系统可以被用作多点测量装置，而不受已知装置和系统的限制。根据本发明，通过主权利要求的目的来显著地实现这些目的。

这种解决方案相比现有技术具有显著的优点，以使得能够简化通信并且同时实现相当多的数量的探针的测量。这些探针在测量时刻是自主的(autonomous)，并且不执行可能中断(disrupt)测量的其它操作。这种相比现有技术的优点使得可以限制功耗(consumption)和干扰(perturbation)并保证测量的准时(punctuality)、质量以及精确度(accuracy)。

获知测量的精确时刻非常重要。本发明使得能够对必须执行测量的时刻精确地编程。通过无线网络将该必须执行测量的时刻发送至所有相关的探针，使得在该测量时刻，探针仅可以自由执行测量。这些探针通过与主发送器的时钟同步的嵌入时钟在所编程的时刻执行测量，并且通过无线传输顺序地、随机地或优选地按照经确定的次序向主发送器返回测量结果，该主发送器接着可以将这些测量结果发送至监测站，并且例如接着控制部件分类(sorting)系统。

这些探针还设置有使得可以考虑测量时刻的环境干扰的其它测量装置，例如，用于校正由于热膨胀(dilatation)导致的误差的温度探针、或者用于测量与要测量部件的接触力的力传感器、或者倾斜传感器、或者使得能够限定(qualify)探针的状态(例如，电池的电荷电平、无线电信号的质量或任何其它环境参数)的测量元件。

附图说明

在通过附图例示的描述中示出本发明的实施方式的示例，附图中：

图1图解地例示了根据本发明的一个方面的长度探针。

图2图解地例示了根据本发明的一个方面的多点测量装置。

图3例示了根据本发明的一个方面的处理单元的框图。

具体实施方式

图1例示了可以在本发明的框架中使用的长度探针40的示例。该探针40包括处于在圆筒状外壳51内部滑动的杆部62的末端的探针尖端60(例如，直径被精确获知的硬金属球)。轴承(未示出)或另一合适的线性导向装置使得杆部62能够精确地轴向滑动以及使得探针尖端60的移动(优选地，直线移动)能够精确地再现。

探针40包括换能器65，该换能器65使得能够即时测量杆部62相对于外壳51的位移和探针尖端60相对于外壳51的位移。换能器65可以是提供振幅按已知方式取决于探针尖端60的位移的AC模拟信号的感应式换能器(例如，线性差动变压器(LVDT-线性可变差动变压器))或感应式半桥(HBT-半桥式变压器)。本发明还可以包括：具有例如但不限于光学、磁、压电、电容或超声波技术的一个或多个换能器、包括应变仪的伸长仪、接近或接触检测器、或者加速计或温度探针、或者距离信息是原始的或完全或部分经数字化处理的多种传感器的任何组合。

通常，换能器使得能够以非常好的再现性来测量探针尖端60的位置，例如，测量范围为±2mm时再现性为0.4μm。通常，尺寸测量(metrology)中的可容许误差(MPE，最大可容许误差)随着位移的值而增加，因此保持对校准值的密切关注，以便能够使用具有低MPE的低行程(stroke)探针。LVDT探针主要用于低行程下的高精度测量。针对更宽尺寸范围中的测量，将使用其它技术。本发明的系统因而不限于感应式LVDT或HBT探针，而且还覆盖了使得能够在适于该情况的测量范围中提取准确的尺寸信息的任何换能器。

所有种类的距离换能器都可以用于本发明。第一步骤包括将距离信息转换成电信息。通过换能器测量位置，该换能器主要返回模拟电测量结果，接着，对该结果进行处理，以便将该结果变换成数字信息，接着可以对该数字信息进行处理，以根据通过校准获取的函数来执行线性化校正。可以通过应用数学公式来逼近换能器的行为(behavior)，或者通过对多个离散的(a discrete number of)校准位置进行插值，或者通过以针对换能器的各个分辨率级别(resolution step)的准确度所完全测量和确定的对应表来执行线性化。接着，还可以执行与环境传感器相关的其它校正，这样使得能够考虑影响传感器级别上或所测量的物理值级别上的测量的变化，例如：光束反射、线圈温度升高、环境温度、接触力，地球引力(仅举几个示例)。

本发明不是仅限于如图1所示用于测量尺寸的轴向线性位移探针，而且包括变型例(未示出)，该变型例中，通过绕轴旋转的杆部来承载探针尖端，并根据通过轴向换能器或角度换能器测量的位移来将探针尖端的倾斜转换成测量信号。

光学探针、电容式探针、超声波探针以及所有非接触式探针还使得能够根据相同的原理并利用相同的约束来测量距离。所测量的电结果本身还是要测量的距离的函数，并且经常需要线性化处理。还可以使用接近检测器、接触检测器来观察不太重要的尺寸值，或者使用力传感器、压力传感器或振动传感器来按无限小(infinitivelysmall)进行测量。

在已知的技术中，这些传感器被用于基本静态的情形，留下足够的时间来稳定电气值并用于顺序地获取这些经稳定的点。因为所需的稳定性周期在采样获取时刻被缩减，所以由本发明产生的优点是更快速地执行这些测量的能力。于是，可以在经准确预定的测量时刻精确地执行动态测量，而不会存在探针在该精确测量时刻忙于其它任务的风险。

在本发明中，探针40包括处理和控制电子单元71，该处理和控制电子单元71被设置成用于接收由换能器65生成的电信号并将该电信号变换成数字信号。该处理和控制电子单元71执行对该电信号的处理，使得该电信号变为与通过该换能器观察到的位移距离(优选地根据归一化测量单位(例如mV/μm))成比例。优选的是，该处理和控制单元71被设置成例如通过记录在存储器单元中的单独的校准数据库或者通过与换能器的行为相关的参数函数(其需要计算单元来根据该电气值获取线性测量值)来针对各种换能器校正专用于换能器65的相对于位移的测量非线性。

探针40还包括使能双向数据通信的无线通信接口80。在所示的示例中，无线接口80以及处理和控制单元71被包含在与探针40相同的外壳中。然而，还可以想到，处理和控制单元71和/或无线接口80构成通过线缆或光纤互连至探针40的一个或更多个外部元件，以便限制测量位置处的空间需求。

无线接口80由使得能够在现有频率范围内(优选地具有多个可用频带)在诸如WiFi、ZigBee、Bluetooth的基于IEEE 802.11和IEEE 802.15的传统无线局域网中传送和交换信息的无线电接口构成。该系统还可适用于诸如GSM或其它商用标准的其它类型的调制。通信将专用于这种应用，但遵守这些标准以便不中断其它用途。该网络使得能够将多个靠近的装置分组到同一频率上，并且外围设备之间的距离小于100米，优选地小于10米。

图2例示了根据本发明的一个实施方式的多点测量装置的示例。要测量的部件30被定位系统(未示出)保持。固定到一个或多个刚性移动支撑部上的多个探针40、45被设置在该部件30的测量位置处，并占据与该部件30相关的位置。由此可以逐个部件地观察由同一探针构造获得的与已知的基准部件相比的尺寸变化。当该部件30是转动部件或者是具有旋转对称性的部件时，该部件30在测量期间被可选地驱动为环绕该部件30的轴旋转，因而可以在旋转期间按照多个时间间隔来测量该部件30。

围绕配备有无线双向接口80和用于与监测系统(例如，计算机)通信的至少一个接口的基站20组织网络。无线接口使得可以与探针40、45的接口通信，并从探针40、45接收数据(例如，测量结果)，而且使得能够询问其它参数。将同时获知的通过探针40、45测量的点的相对尺寸变化发送至处理单元20，该处理单元20对这些相对尺寸变化进行处理以获取复杂信息并根据这些构造来组合测量结果，以便确定直径、厚度以及可以被计算并被用于估计垂直度、平行度、同心度、垂直度或锥度的误差的任何种类的尺寸参数，并且建立考虑了取向和环境(温度、振动、加速、约束)影响的统计并确定对这些部件的分类。

图3图解地例示了实施方式的示例，数字处理单元71的可能结构。然而，必须理解，本发明不限于该结构，本发明还包括功能上等同于所要求保护的本发明的其它变型实施方式。

感应式换能器65的示例在该示例中被示出为LVDT传感器。将源自振荡器OSC的交变信号输入到初级线圈(primary)中。由此获取端子A、B、C处的模拟测量信号。该信号表示柱塞芯(plunger core)的位置，并因此表示探针尖端20的位置。解调器通过信号采样器103将该信号变换成探针尖端20的位置的尺寸变化的数字信息。如果必要，通过数据总线110将该数字表示记录在MEM存储器中，并且可通过处理器130访问该数字表示，直到该数字表示被传送至基站和中央单元为止。

根据本发明的一个方面，该单元71还包括提供用作该单元71的时间基础(timebasis)的精确时钟信号的时钟电路CLK。该时间基础可以像通常的情况一样被用于时间戳(time-stamp)信息，而且在本发明的框架中，该时间基础使得能够针对经编程的时刻触发测量采样，该时间基础作为递减计数进行操作直到测量时刻为止。该时钟电路CLK与构成无线网络80的其它单元的其它时钟电路同步，以便在特定时间内与构成无线网络80的其它单元的其它时钟电路保持同步。有时或者在消息交换期间进行同步，而不需要永久的同步。

多个时钟同步机制是可能的并被包括在本发明的框架内。优选的是，按网络协议的级别执行同步(箭头104)，时钟CLK通过无线接口80的无线电信号来进行同步。该同步消息通常被包含在通过主网络管理单元发送的消息的开始处。

在对图1所示的探针40、45的时钟进行同步的步骤之后，控制单元检验探针45准备好进行测量并接着通过无线网络向这些探针发送命令，以便对测量时刻进行编程，所述测量时刻将被用于对来自测量换能器103的模拟电信号进行采样。

在本发明的变型实施方式中，集中无线通信并且用作基站的装置使得可以组织、同步以及控制这些探针和外围设备。基站在多个频带(也称作信道)上对来自这些探针和外围设备的通信进行分组，并且组织信道的探针和外围设备，以使得具有结构化的通信。各个信道可以具有它自己的独立通信。基站在该多个可用信道中的一个可用信道上工作，用户可以根据需要来对其进行编程。在各个成员之间分配各个信道的带宽，并且限定调制频率，使得针对各个成员的发送时间在大多数情况下足够用于发送优选地要在单次发送内发送的全部信息(例如，测量结果)。

在其它功能上等同的变型实施方式中，本发明可以使用时分协议或符号调制协议。该系统因而可以具有使得能够在网络80中的不对应于不同(distinct)频带的节点之间进行独立通信的发送信道。

优选的是，因为所有外围设备彼此靠近，所以该装置通过简单的协议来组织这些外围设备，构成网络80的节点之间的发送延迟因而是适度的并具有可比较的大小。不必执行连续的同步来调节由于传播时间导致的可能的延迟。因而主装置将提供该同步，而且，主装置将首先给出测量命令和编程命令，接着，根据这些外围设备的组织，这些外围设备根据预定的序列逐个地顺序地进行响应。

根据本发明的一个方面，按照下列方式来组织这些外围设备：外围设备具有唯一设置的内部标识符，该外围设备首先在最后使用的信道上寻找最后获知的基站并尝试进行登记。如果没有发现基站或者该基站的先前的预留不再空闲，则该外围设备将在空闲频率或存在仍具有可能的预留的可用基站的信道上寻找新的基站。该外围设备接着相应地进行处理，直到该外围设备发现可用基站并且接收到信道中的序列号为止。

优选地在针对该效果设置的时间空间中执行登记处理。当已经确定了信道、基站以及序列号时，将预留分配给该外围设备达可以确定的持续时间或无限长的持续时间。在相当大数量的周期期间不活动的情况下，可以自动释放这些分配。没出现的(absent)外围设备可以建议归还它的分配或者请求新的分配。还可以通过永久的编程来确定分配。

没有其它可用预留的基站在它的消息中通知这种情况，这使得探针能够直接寻址能够接受它们的基站。

这些外围设备接着在所分配的信道中按照序列号进行操作，直到它们的重新初始化或者基站的重新初始化为止。通过重新初始化，应当理解该清除分配的主动(voluntary)行为，原则上，这些参数在经历简单断电后将继续存在。序列号的分配因而使得能够在无线通信中标识外围设备，因为这样可以根据基站的同步消息来在信道传输中为这些外围设备提供位置。这样使得不需要发送外围设备的标识符，尽管仍然可以使用该标识符。

各个基站能够在多个可用信道中的一个可用信道上工作，并且用户可以通过编程或者根据需要和环境来手工地确定信道，寻找具有低环境噪声的空闲信道。基站接着开始侦听各个信道以根据现有的基站和所测量的噪声来确定最佳选择。有利的是，由于所需的广播信号变弱，所以基于电池工作的外围设备可以在无线电信号很少被干扰的信道上以较低功耗工作。

接收测量结果或由基站发送到探针的询问可以要求来自该基站的接受消息，以在对包括在传输中的控制元件进行确认后返回至各个外围设备。

在本发明的变型实施方式中，监测站通过无线电网络连接至基站。该基站可以仅存在于使得系统在测量点的状态能够被快速可视化的诸如便携式计算机或PDA(个人数字助理)的便携式系统中。这使得操作者能够在使用探针和有源(active)元件之前动态调节这些探针和有源元件。在正常工作模式下通过基站进行通信。

探针和便携式计算机还可以包括具有到彼此的直接连接的故障解决模式，因为该模式不执行任何时间同步但使得能够对参数进行编程(例如，对于在外围设备不执行自动搜索的情况下至基站的连接)，所以该模式被保留用于调节，并且该模式还可以允许执行重新编程(固件)或者参数化(转储(dump))，以在不经历所有参数化步骤的情况下使探针彼此交换。

探针配备有可充电电池，如果必要，这些可充电电池也可以在测量期间被交换或被充电。然而，在一些使用情况下，如果从任何电缆释放探针以针对定位提供更大的自由度和更少的影响，则这样是有帮助的。这些探针在它们不再能够进行测量之前向基站通知电池故障的情况。为此，这些探针设置有电池电量传感器。

正如基站一样，可以对特定外围设备专门编程。而且，基站可以包括针对需要交互性的外围设备的专用编程模块，例如用于发送命令或执行用于操作的宏，这需要在比该外围设备中可用的单元强大或快速的单元上执行操作。这种类型的外围设备包括：监测站、在测量系统以及分类系统之前的触发器和状态检测器、用于测量结果的后处理以及经测量的部件的处理和操作的计算系统。可以通过无线网络来操作所有外围设备，或者在基站中实现了专用编程的情况下，通过该基站来连接和控制所有外围设备。这种编程用于限定这些外围设备如何彼此交互，以例如区别紧急停止触发器与测量触发器以及辨别要向谁发送来自外围设备的操作结果。

在本发明的变型实施方式中，如果探针在长时间段期间没有接收到消息，则使这些探针进入待机，其中可以对待机之前的该持续时间进行编程；在待机期间，接收器按非持久(less permanent)的方式侦听该信道并且不再进行发送。为了唤醒这些探针，因而必需重复启动消息并在进行测量之前等待所有探针被唤醒。

在本发明的一个变型实施方式中，探针配备有温度探针，以测量该探针在经延长的待机时段之后或者在准时(punctual)测量期间的温度升高，以便能够使工作状态尽可能地适应于经校准的线性化特性。例如可以确定在经降低的温度上执行校准，或者相反地，对传感器进行加热，使得该传感器达到用于该测量的基准温度。除了测量结果以外，这些传感器的附加参数也可以返回至处理单元，或者用作用于测量或该处理单元的规划和编程的先决条件。这不限于温度传感器，而是还可以涉及所要达到的取向、或必要的接触力、或加速度的测量结果、或振动水平、或不应当超过的限制位置、或干扰光学测量的环境照明、以及可以被限定的且对传感器或对通过传感器测量的物理值具有影响的所有其它测量条件。

在本发明的变型中，基站针对外围设备使用快速编程模式。基站使用全部发送器带宽来按突发模式同时对外围设备编程，而不是使用基站的独特的发送空间时间来对外围设备编程。这种方法提供了花费非常少的时间的优点。探针针对命令发出和编程保持较短时段的侦听。在该变型实施方式中，各个带宽被专门用于要被发送到各个外围设备的数据，并在执行测量之前每当需要时将所有参数发送至这些探针。

在该突发模式的变型实施方式中，编程序列被预先预定并且总是按相同顺序发送，作为针对测量的预备。按这种方式，各个外围设备接收相同数量的参数，如果必要，可以包括空参数。这样优化了对该信道的所有外围设备进行参数化所必需的发送周期数。按这种模式，各个参数具有它自己的经分配的发送周期，使得各个外围设备在同一时间接收同一类型的参数。随后，测量模式按常规的发送-接收模式进行。

在本发明的变型实施方式中，探针可以接收参数编程命令和状态询问命令。该探针主要接收用于设置时间同步并允许对内部时钟编程的操作参数，还接收诸如最小值和最大值的公差信息，或者使得能够全部或部分地处理测量结果的其它进一步的有用参数。这种外围设备能够完全被远程编程，以便添加功能并处理附加的内部传感器。这种外围设备还能够集成更复杂的计算功能，以考虑投影或比例角或者校正由其它探针或者由该外围设备自己的传感器提供的定位误差，或者能够根据测量结果来进行判定。

在本发明的一个实施方式中，探针首先接收参数编程。接着，这些探针接收来自定位探针的并将测量设置(setting up)系统限定到部件上的第一测量。如果必要，这些探针接收与支撑这些探针的测量支撑部的位置和取向相关的校正数据，以便根据这些对准变化来调节该结果。可以按三维来表示这些校正。最后，这些探针接收针对它们的测量的时间编程。在该变型实施方式中，计算单元可以被包含在探针内用于简单操作。在复杂测量的情况下，该系统可以采用计算单元(例如，监测站)来在特定排列中存在许多探针时执行更繁重的几何计算操作，在该情况下，该探针接收要应用的与它自己的测量基准框架相适应的校正来作为参数。

在本发明的变型实施方式中，探针能够根据取向和定位参数来进行测量和自适应。这通过能够提供限定传感器的状态和工作点的信息并使得可以推断出准时测量期间的最精确的可能结果的附加传感器(例如，加速计、压力传感器、振动传感器、温度探针)来实现，因为这样可以与理想条件下的测量结果相比较，而不受任何影响并且完全稳定。接着，根据取向、干扰和操作点的校正，返回经调节和校正的测量值。

还发现传感器使得能够考虑装配(fitting)系统的位置，这样使得能够通过检测影响来自各个探针的测量结果的取向变化来校正多个探针的测量结果。可以使计算单元计算这些校正，但还可以想到的是，定位探针以在测量之前发送这些参数，使得测量要测量的部件的探针在确定测量结果时考虑这些参数，以便考虑这些探针的特定取向。还观察到，这类实施方式需要获知这些探针的取向，以便获知在哪一个方向校正定位或分析与相对的探针的变化。

在本发明的变型实施方式中，探针可以产生简单的结果或者与另一结果组合的结果，例如，在为了获取一个维度上的合成公差结果而按规则几何结构分布相对探针或平行探针的情况下，需要对这些结果进行累积或微分，或者可以在已经处理了多条信息之后发送多个外围设备的状态。

在本发明的变型实施方式中，探针还包括取向传感器，例如加速计和/或局部重力传感器，使得能够对所获取的测量结果的方向进行精确定向，并且能够返回矢量值(例如，矢量长度)。

在本发明的变型实施方式中，监测系统可以用作对于用户的辅助，以按最佳工作范围来对探针进行定位和/或定向，以便在质量测量结果的变化可计量并以经增加的准确度和最小的熵被校准的范围中获取该质量测量结果。例如，可以参数化针对LVDT传感器的设置温度升高，并且在这些特定条件下对针对LVDT传感器的该设置温度升高进行校准，以避免具有多个参数的复杂公式。基于可能的参数的最大值来使熵最小化。

该系统还使得能够对探针的行程进行定位，使得相对于所要测量的情况最佳地设置有用的走向(run)，尤其是使得相结合地进行测量的所有探针被设置在尽可能彼此相似并远离探针的行程末端的测量条件下。通过仔细注意这些非线性方面，可以减小总测量误差。监测系统通过使得能够相对于该探针的行程和所使用的换能器类型以及相对于所要测量的部件和所期望的测量结果变化对该探针的测量范围进行可视化和定位来精确地执行这种服务。

在这种构造中，可能希望将在基准位置的测量值重置为零，以便仅观察在对部件进行测量时的变化。该系统能够有利地提供使得能够利用静态延迟值来对测量范围编程的选项。这个值可以是添加该变化的真实基准点的值，或者是使得相对于基准部件的尺寸变化能够被隔离的值。

在本发明的变型实施方式中，围绕能够发送测量命令(这些相同的测量命令来自便携式触发器)、能够在通信信道上工作的中央发送器-接收器系统，以及能够接收该测量命令并且能够在经过预定编程的时间之后执行该测量的一组探针来组织探针。接着，根据被编程在这些探针中的公差，这些探针向分类元件返回好或差状态，通过围绕不需要永久监测站的简化基站的点对点类型的无线外围设备的无线网络来管理所有这些探针。

在该实施方式中，这些探针和外围设备需要预备编程以确定无线电信道中的测量、同步和串行化参数。接着，根据顺序地来自各个探针的各个结果，分类收集系统从基站接收这些状态并执行必要的分类。分类站还可以被包括在基站中。

在一个实施方式中，可以在这些探针被设置在用于测量的位置时按照触发探针或被设计成验证支撑这些探针的移动元件的位置和取向的位置测量的形式来使用状态指示器。该系统还使得可以检测部件的不存在和该系统的可能误差以及适于各种情况的补救办法(处理误差、碰撞、紧急停止等)，并且还防止发送错误的测量结果。

在本发明的变型实施方式中，可以将探针固定在关节臂或机器人的端部处的配件上。该关节臂接着定位该配件以相对于要测试的部件的不同点来执行高精度测量。在这种情况下，探针上不存在导线非常重要。可以设想，探针可以在机床(machine tool)中，而不是在工具中，以被加载在机器中，以按照生产周期来执行测量。

在本发明的另一变型实施方式中，探针被编程以获知测量结果的最小值和最大值以及取向，以便接着向分类系统返回公差信息。这种系统的优点是提供在没有导线的情况下能够实施并且需要很少的材料的模块化解决方案。

附图中使用的标号

40    具有轴向位移的探针

45    具有绕轴旋转的臂的探针

51    外壳

60    探针尖端

65    换能器

71    数字处理单元

80    无线接口

20    基站

30    要测量的部件

110    数据总线

103    电信号

130    处理器

104    同步信号

106    同步信号

Claims (17)

1.一种用于获取尺寸变化的系统，该系统具有多个位置测量探针，各个探针包括：换能器，该换能器提供表示所述探针与所观察的部件之间的距离的变化的模拟电信号；数字单元，该数字单元用于对所述模拟电信号进行采样并且能够将该模拟电信号变换成与位移成比例的数字信号；用于无线通信网络的双向接口，该双向接口连接所述探针与控制单元；以及处理单元，该处理单元设置有嵌入时钟，该嵌入时钟使得所述数字单元和所述通信接口能够被控制，

所述系统的特征在于：能够通过所述通信接口来对所述探针的所述时钟进行编程，所述编程使得能够在所述探针中对测量时刻进行编程。

2.根据前述权利要求所述的系统，其中，所述无线通信网络包括组织、同步和向所述探针发送命令的至少一个基站以及参与所述无线通信网络的外围设备。

3.根据前述权利要求所述的系统，其中，所述无线通信接口发送所述探针的测量结果和所述测量参数的编程。

4.根据前述权利要求所述的系统，该系统被设置成将所述无线通信网络的一个探针的操作参数传送给所述无线通信网络的另一个探针。

5.根据前述权利要求所述的系统，该系统具有能够连接在无线网络中的一个或多个便携式监测系统，并且该系统被设置成询问所述基站和/或所述探针以及外围设备。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，通过能够在各个探针中被编程的测量时间延迟来限定所述时间编程，所述时间编程能够根据所述多个探针而变化，以执行同步或异步测量。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，通过所述时钟的递减计数来触发所述测量，通过同步无线电信号和触发命令来触发所述递减计数。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述探针按照通过编程限定的时间间隔来执行一系列测量。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述探针还设置有其它测量装置，使得能够考虑测量时的环境干扰。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述探针还包括取向传感器并适于提供矢量测量结果。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，针对环境噪声来对所述无线电信号的频率和功率进行优化，以限制所述探针的用于在所述无线网络上进行发送的电消耗。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统被设置成根据所编程的公差限制来确定和发送公差信息。

13.根据权利要求5所述的系统，其中，所述监测系统被设置成用于使所述探针的行程可视化，并且使得能够相对于要测量的部件对所述探针进行定位和定向。

14.根据权利要求1所述的系统，该系统具有被设置成用于生成测量编程命令的触发开关或按钮。

15.根据权利要求1所述的系统，该系统被设置成用于通过所述无线网络来控制分类系统。

16.根据权利要求1所述的系统，该系统被设置成用于在对测量进行编程之前检查所述外围设备的状态。

17.根据权利要求1所述的系统，该系统被设置成用于在所述控制单元中计算以下多个值中的一个值的至少一个变化：直径、厚度、垂直度、平行度、同心度、正交性以及锥度。

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