CN102538609A - 高精度数显式螺旋测微器 - Google Patents

Abstract

一种高精度数显式螺旋测微器，主要由测微器外壳，套内伸缩测杆及测杆内的转轴，圆形光栅片，激光器，光电计数器，粗调装置，细调装置，粗调、细调正反转检测装置等组成。该螺旋测微器具备将测量精度提高至0.001毫米、将测量数据数字显示的优点。使用时在测杆归零、显示屏复位后，信号处理器在正反转信号控制下对激光计数器传来的光电信号进行统计，在数显屏上进行显示。

Description

高精度数显式螺旋测微器

技术领域

一种高精度数显式光栅螺旋测微器，主要应用于工业生产过程及产品检测过程中对于回转体直径，板件厚度等器件小尺寸的高精确测量。

背景技术

随着工业生产对产品精度越来越高的要求，对产品的检验也需要高精度要求的测量仪器，目前生产与实验当中广泛被使用的测量仪器为游标卡尺与螺旋测微器，其读数能够测量出0.001毫米，但其最后一位为估读所得，且目前市面上的测微器的种类大部分为需人工读数的仪器，在读数过程中，需花费大量的时间，以确保读数的准确性，即使如此，也很难排除人为的疲劳的原因而导致的读数错误。目前市场上也有生产厂家生产出了部分数显式的螺旋测微器，但其测量精度为0.001厘米，这难以达到部分机械加工中要求达0.001毫米的精度。而本发明能很好的解决这一问题，数显式使数显式使读数通过数显屏显示出来，减少了人工读数的麻烦，而且数显式螺旋测微器的的测量精度达到了0.001毫米的程度。

发明内容

本发明能将螺旋测微器的测量精度提高到0.001毫米，并能在数显屏上显示。

本发明是一种高精度数显复位式光栅螺旋测微器，(图1)包括由具有螺距为0.5毫米的测微器外壳测杆传动螺纹8的测微器外壳1、测微器外壳1内的测杆2及测杆内的中心转轴3组成的测杆传动机构(图1)(图2)(图4)；由中心转轴3的中部通过光栅盘固定螺纹52连接的光栅盘4、在光栅盘4边缘与中心转轴3成90度分布的通过激光计数器固定孔(29)固定于测微器外壳1上的4个激光计数器25组成的测量信号检测机构(图2)(图11)；由中心转轴3、位于中心转轴3上光栅盘4右侧的轴轮5、与后盖6成一体的粗调转动齿轮轴30、安装于测微器外壳1与后盖6之间粗调传动齿轮22、粗调内环齿轮11、粗调连动弹簧环47、粗调连动内环10、粗调连动外环9组成的粗调传动机构(图2)(图8)；由中心转轴3、细调连动弹簧46、细调连动内环13、细调连动外环12、后盖6、滚珠(50)、组成的细调传动机构(图1)(图2)(图9)；由粗调连动外环9、安装于后盖6上的粗调正反转检测器27、通过粗调正反转检测片转轴32连接于后盖6上的粗调正反转检测杆片26、通过粗调正反转检测器固定孔34中的螺丝固定于后盖6上的细调正反转检测器32、粗调正反转检测激光束32组成的粗调正反转检测机构(图1)(图6)；由细调连动外环12、后盖6、U型细调正反转检测片24、细调正反转检测片转轴31、细调正反转检测器23、细调正反转检测激光束48组成的细调正反转检测机构(图2)、(图7)六大机构。

本发明中测杆传动机构的特征在于测杆2右部有与测微器外壳1上测微器外壳测杆传动螺纹8相配合的相配合的外螺纹(图1)，中心转轴3与测杆2通过中心转轴3上的突起与测杆2上的内凹连接(图4)。

本发明中测量信号检测机构的特征在于激光计数器25包括激光器43与光电感应器41并且激光器43与光电感应器41分别位于光栅盘4上光栅孔40的两侧(图2)(图9)，光栅盘4边缘有125个均匀分布的光栅孔40(图10)，其中光栅角度67是光栅孔角度65的4倍(图10)。

本发明中粗调传动机构的特征在于轴轮5与粗调传动齿轮22通过齿相连接，粗调传动齿轮22与粗调内环齿轮11通过齿相连接图8，粗调内环齿轮11在粗调连动内环10以内并通过安装于由粗调连动外环9外侧中部的环形槽与粗调连动内环10内侧中部的环形槽共同组成的粗调弹簧安放环形槽14中的粗调连动弹簧环47互相连接(图1)(图8)，粗调连动内环10通过粗调连动外环9上的键与粗调连动外环9相连接，并且粗调连动内环10上的槽的弧长是粗调连动外环9上的键的弧长的2-3倍(图8)。

本发明细调传动机构中的细调连动内环13位于细调连动外环12的内部并通过细调连动外环12上的键与细调连动外环12连接，细调连动弹簧环46安放于有中心转轴30尾部外侧的环形槽与细调连动内环13中心内侧的环形槽共同形成的细调弹簧环安装槽19中，其中细调连动外环12通过安装于滚珠孔环槽中的滚珠相连接，中心转轴3尾部顶尖与细调连动外环12接触相连接。

本发明粗调正反转检测机构的特征在于粗调连动外环11靠近后盖一侧的厚度大于靠近测微器外壳处并在较厚处内侧分布有齿，粗调正反转检测杆片26上的粗调正反转检测片刚性杆58一端伸入的粗调连动内环10上相邻齿之间，粗调正反转检测杆片26上的粗调正反转检测片挡光板60伸入粗调正反转检测器27中，粗调正反转检测器27上还包含有一个激光器43与一个光电感应器41，激光器43与光电感应器41分别安装于粗调正反转检测片挡光板60的两侧。

本发明细调正反转检测机构中细调连动外环12靠近后盖6一侧外侧分布有齿，U型细调正反转检测杆片24上的细调正反转检测片刚性杆57一端伸入的细调连动外环12上相邻齿之间，细调正反转检测杆片24上的细调正反转检测片挡光板55伸入细调正反转检测器23中，细调正反转检测器23上还包含有一个激光器43与一个光电感应器41，激光器43与光电感应器41分别安装于细调正反转检测片挡光板60的两侧。

本发明由于有激光计数装置与正反转检测装置，使用时在测杆2归零、显示屏复位后信号处理器在正反转信号控制下对激光计数器传来的光电信号统计，在数显屏上进行显示。

附图说明

图1是本发明按图3后盖图中B-O-C所在面对整个部件的剖面图。

图2是本发明按图3后盖图中A-O-B所在面对整个部件的剖面图。

图3是本发明后盖的左视图(以图1为参考面)。

图4时本发明测杆连接D-D剖面示意图。

图5是本发明中粗(细)调正反转检测器的放大图。

图6是本发明粗调正反转检测原理示意图(由图1左视)。

图7是本发明细调正反转检测原理示意图(由图1左视)。

图8是本发明粗调转动原理示意图(图2的F-F剖面图)。

图9是本发明细调装置放大图及细调传动原理图(G-G剖面图)。

图10是本发明激光光栅计数原理示意图。

图11是本发明光栅盘右视图(以图1为参考面)。

图中标记如下

1测微器外壳               2测杆                     3中心转轴

4光栅盘                   5轴轮                     6后盖

7控制腔                   8测微器外壳测杆传动螺纹   9粗调连动外环

10粗调连动内环            11粗调内环齿轮            12细调连动外环

13细调连动内环            14粗调弹簧环形槽          15粗调连动键间隙

16滚珠装孔                17滚珠孔环槽              18细调连动键间隙

19细调弹簧环行槽          20细调正反转检测带动齿    21后盖固定螺纹

22粗调传动齿轮            23细调正反转检测器        24U型细调正反转检测片

25激光计数器              26粗调正反转检测杆片      27粗调正反转检测器

28细调正反转检测挡光片    29激光计数器固定孔        30粗调传动齿轮轴

31细调正反转检测片转轴    32粗调正反转检测片转轴    33中心转轴孔

34粗调正反转检测器固定孔  35细调正反转检测器固定孔  36后盖紧固螺纹

37粗调正反转检测片安装间隙  38后盖紧固环               39光栅遮光栅

40光栅孔                    41光电感应器               42激光束

43激光器                    44激光计数器安装角度       45光栅长度

46细调连动弹簧环            47粗调连动弹簧环           48细调正反转检测激光束

49粗调正反转检测激光束      50滚珠                     51滚珠装孔密封螺丝

52光栅盘固定螺纹            53激光计数器螺丝起通孔     54细调正反转检测片转轴

55细调正反转检测片挡光板    56细调正反转检测片弹性片   57细调正反转检测片刚性片

58粗调正反装检测片刚性杆    59粗调正反装检测片弹性片   60粗调正反装检测片挡光板

61显示屏与电路安放口        62检测信号导线安装槽       63电源开关

64复位按钮                  65光栅孔角度               66挡光栅角度

67光栅角度

具体实施方式

从图1与图4可看出本发明包括具有测微器外壳测杆传动螺纹(8)的测微器外壳(1)，测微器外壳(1)内的在右部有较小一段与测微器外壳(1)上测微器外壳测杆传动螺纹(8)相配合的螺纹的可伸缩测杆(2)，测杆(2)通过测微器外壳测杆传动螺纹(8)在测微器外壳(1)中随测量者的调节而自由伸缩，用以对测件进行夹紧测量，测杆内有中心转轴(3)，中心转轴(3)上的向测杆(2)凸出的部分可使测杆(2)与中心转轴(3)同步转动，同时由于中心转轴(3)与测杆(2)接触部分光滑有间隙，所以摩擦力较小，于是测杆(2)由于转动使其在测微器外壳(1)上测微器外壳测杆传动螺纹(8)带动下向旋进或旋出方向微小平移，而中心转轴(3)在中心转轴(3)右侧安装于细调弹簧环安装槽(19)中的细调连动弹簧环(46)的阻挡作用下保持与测微器外壳(1)相对不变的位置。

从图1与图10图11可以看出本发明还包括位于中心转轴(3)的中部的、边缘均布125个光栅孔(40)的、通过光栅盘固定螺纹(52)固定于中心转轴(3)上的圆形光栅盘(4)，光栅盘(4)用以对激光计数器(25)左侧激光器(43)发来的激光束(42)进行间断的遮挡，光栅孔(40)的左侧四个成90度均布的激光计数器(25)上的激光器(43)，激光器(43)可发出连续激光束(42)，光栅孔(40)右侧有激光计数器(25)上的光电感应器(41)，光电感应器(41)用以对激光器(43)发出的、在光栅孔(40)间断通透作用下产生的、在光栅孔右侧的间断激光束信号(42)进行感应检测，产生高低电平的电信号，输送给测微器的信号处理器进行计数

从图2图8还可以看出本发明还包括中心转轴(3)上光栅盘(4)右侧处、通过中心转轴(3)轴轮(5)连接的、并通过粗调传动齿轮轴(30)固定于后盖(6)上的粗调传动齿轮(22)，粗调传动齿轮(22)与固定于测微器外壳(1)与后盖(6)中间的粗调内环齿轮(11)连接，粗调内环齿轮(11)由安放于由粗调连动内环(10)内侧中心环形凹槽与粗调内环齿轮(11)外侧中心环形凹槽共同形成的粗调弹簧安放环形槽(14)中的粗调连动弹簧环(47)与粗调连动内环(10)连接，粗调连动内环(10)与粗调连动外环(9)由粗调连动外环(9)上的键与粗调连动内环(10)上尺寸为粗调连动外环(9)上键尺寸3倍的键槽连接组成粗调装置，当使用者调动粗调装置上的粗调连动外环(9)时，在粗调连动外环(9)上位于粗调连动键间隙(15)中的键对粗调连动内环(10)的作用下带动粗调连动内环(10)的转动，粗调连动内环(10)则通过位于粗调弹簧安放环形槽(14)中的粗调连动弹簧环(47)对粗调连动内环(10)内侧中部环形凹槽壁、粗调内环齿轮(11)外侧中部环形凹槽壁的弹性压力的作用下而产生的摩擦力的作用下带动粗调内环齿轮(11)转动，粗调内环齿轮(11)则带动粗调传动齿轮(22)转动，粗调传动齿轮(22)继续带动轴轮(5)转动，进而带动中心转轴(3)转动，对测件进行夹紧，当测件已经加劲时，由于测件对转动部位的阻碍作用，而粗调弹簧安放环形槽(14)中的粗调连动弹簧环(47)对粗调连动内环(10)内侧中部环形凹槽壁、粗调内环齿轮(11)外侧中部环形凹槽壁的弹性压力的作用下而产生的摩擦力的大小一定，提供了测杆(2)对测件的恒定大小的夹紧力，同时使使用者无需担心用于测件的阻挡作用而使粗调连动外环(9)在继续调节过程中对测量造成的不良影响。

从图1图6图8可以看出本发明中粗调连动外环(9)上靠近后盖(6)边缘厚度比靠近测微器外壳(1)处厚，粗调连动外环(9)上靠近后盖(6)厚度较厚处内侧有环形齿，环形齿间隙中安放由粗调正反转检测片转轴(32)而固定在后盖(6)上的、粗调正反转检测杆片(26)上的、粗调正反检测片刚性片(58)的一端，粗调正反转检测杆片(26)上与粗调正反转检测片弹性片(59)一端连接的粗调正反转检测片挡光板(60)伸入安装于后盖(6)上的、由螺丝固定于后盖(6)上粗调正反转检测器固定孔(34)内的粗调正反转检测器(27)内，当使用者使用时顺时钟调动粗调连动外环(9)时，当粗调连动外环(9)中的键还未接触到粗调连动内环(10)上键槽槽壁使粗调连动内环(10)转动时，在粗调连动外环(9)右内侧齿对粗调正反转检测片刚性杆(58)的带动下，粗调正反转检测杆片(26)绕粗调正反转检测片转轴(32)顺时钟转动，则如图6中粗调正反转检测片档光板(60)也顺时钟位移，直至与粗调正反转检测器(27)内壁接触，此时粗调连动内环(10)继续带动粗调正反装检测片刚性片(58)顺时钟转动一个较小的角度，而此时由于粗调正反转检测片弹性片(59)的弹性作用，粗调正反转检测片弹性片(59)将发生弯曲，使粗调连动外环(9)不会由于粗调正反转检测片刚性片(58)的阻碍作用而不能继续转动，此时粗调正反转检测档光板(60)处于顺时钟位移状态中，如图6所示粗调正反转检测激光束(49)处于未被遮挡的状态中，此时粗调正反转检测器(27)中激光感应器能接收到激光信号并产生低电平输出信号传输给信号处理器进行处理，极短的处理时间后粗调连动外环(9)还得转动一个较小的角度使粗调正反转检测片弹性片(59)产生弯曲后，粗调连动外环(9)中的键才与粗调连动内环(10)中的键槽槽壁相接触使粗调连动内环传动，当使用者改变粗调连动外环(9)的转向，逆时钟旋转时，由于粗调连动内环(10)中的键槽比粗调连动外环(9)中的键的尺寸大1-2倍，所以当粗调连动外环(9)带动粗调正反转检测杆片(26)转动时，粗调连动外环(9)还未带动粗调连动内环(10)转动，而此时在粗调连动外环(12)带动下，粗调正反转检测片(26)逆时钟旋转，粗调正反转检测片档光板(443)产生逆时钟位移，并挡住由粗调正反转检测器(27)发出的激光束(49)，粗调正反转检测器接收不到激光信号，而差生一个高电平信号传送给信号处理器进行处理，同顺时钟旋转同样的原因，到此时粗调连动外环(9)还得转动一个较小的角度使粗调正反转检测片弹性片(59)产生弯曲后，粗调连动外环(9)中的键才与粗调连动内环(10)中的键槽槽壁相接触使粗调连动内环传动，所以达到了只有先对使用者的正反转的检测后再由传动结构带动中心转轴(3)转动进行光栅计数的目的。

由图9可以看出本发明还包括在中心转轴(3)尾部通过安放于由细调连动内环(13)内侧中心的环形凹槽与中心转轴(3)尾部外侧环形凹槽共同形成的细调弹簧环安装槽(19)内的细调连动弹簧环(46)与细调连动内环(13)相连，细调连动内环(13)通过细调连动外环(12)上的键与细调连动内环(13)上尺寸是细调连动外环(12)上键尺寸大的3倍的键槽间隙连接，细调连动外环(12)通过安装于滚珠孔环槽(17)内的滚珠(50)连接固定在后盖(6)上的细调结构，细调结构的转动原理与粗调传动的传动原理相同，但是细调结构中的细调连动弹簧环(46)与其环心相近的一侧不是像粗调联动弹簧环(47)一样与粗调内环齿轮(11)相接触，而与中心转轴(3)直接相接触传动，同时由于细调连动弹簧环(46)位于由细调连动内环(13)内侧中心的环形凹槽与中心转轴(3)尾部外侧环形凹槽共同形成的细调弹簧环形槽(19)的中心，所以细调连动弹簧环(46)对中心转轴有固定作用，由于滚珠(50)安装于细调连动外环(12)内侧左部的环形内凹槽与后盖(6)右部外侧环形外凹槽共同形成的滚珠孔环形槽(17)中间，所以滚珠对细调装置有固定作用。

由图2图7可以看出本发明还包括细调连动外环(12)靠近测微器外壳(1)一侧外侧有细调正反转检测带动齿(20)，通过细调正反转检测片转轴(31)固定连接在后盖(6)上的U型细调正反转检测片(24)上细调正反转检测片弹性片(56)向内伸入控制腔(7)内，细调正反转检测片刚性片(57)一端伸向细调连动外环(12)上的细调正反转带动齿(20)中，细调正反转检测片挡光板(55)伸入通过螺丝安装于后盖(6)上细调正反转检测器固定孔(35)中而固定于后盖(6)上的细调正反转检测器(23)中的细调正反转检测装置结构，其中细调正反转检测装置的原理与粗调正反转检测装置的原理相同，但不同的是细调正反转检测装置中细调连动外环(12)顺时钟旋转时，其带动U型细调正反转检测片(24)逆时钟旋转。

图10是本发明的的光栅计数原理图，如图共有四个激光计数器(定义从图10看从左到右四个激光计数器分别为计数器一、计数器二、计数器三、计数器四)上的四个激光器(43)与四个光电感应器(41)，且一个光栅孔(40)的长度称之为一个光栅孔长度、两个光栅孔之间的光栅遮光栅(39)之间的长度称之为遮光栅长度、遮光栅长度与光栅孔长度相加组成光栅长度(45)，如图11中一个光栅所对应于光栅盘(4)中心的角度称为一个光栅角度(67)且对应图10中的一个光栅长度(45)、一个光栅遮光栅(39)对应于光栅盘(4)中心的角度为一个遮光栅角度(66)对应于图10中的挡光栅长度、一个光栅孔(40)对应于光栅盘(4)中心的角度称为一个光栅孔角度(67)对应于图10中的一个光栅孔长度。光栅盘上一周共有125个光栅，125个光栅角度为360度，故每个光栅的角度为2.88度，又每个遮光栅角度为光栅孔角度的3倍，故每个光栅孔角度为0.72度，每个遮光栅角度为2.16度，所以一周共可以分为500个光栅孔角度，对应于中心转轴(3)带动测杆(2)在测微器外壳测杆传动螺纹带动下进给一个螺距长度0.5毫米，因此每一个光栅孔长度对应0.001毫米。计数原理如图10共分为a、b、c、d、e四个时刻，a时刻为测量的起始位置，此时计数器四激光信号可通过，计数器四输入给信号处理器一个低电平，而另外三个激光计数器由于其上的光电感应器接收不到激光信号所以输入给信号处理器高电平；当光栅盘(4)转动一个光栅孔角度时计数器四激光信号被遮挡，而计数器三激光信号可通过，计数器三输入给信号处理器低电平，另外三个激光计数器输入给信号处理器高电平，对应于b时刻；当光栅盘再转动一个光栅孔角度时，计数器三激光信号被遮挡，计数器二激光信号可通过，计数器二输入给信号处理器低电平，另外三个激光计数器输入给信号处理器高电平，对应于c时刻；当光栅盘再转动一个光栅角度时，计数器二激光信号被挡住，计数器一激光信号可通过，计数器一输入给信号处理器低电平，另外三个激光计数器输入给信号处理器高电平，对应于d时刻；当计数器再转动一个光栅孔角度时，计数器一激光信号被挡住，计数器四激光信号可通过，计数器四输入给信号处理器低电平，另外三个激光计数器输入给信号处理器高电平，对应于e时刻，此时四个计数器与相邻光栅的相对位置与a时刻相同，从此之后重复这一过程。在原理图中共5个光栅，在实际试用新型中共有125个光栅，实际发明中原理图中5个光栅孔中无激光信号通过的光栅孔之见还有30个光栅，而各个时刻每个激光计数器与之相邻的光栅的相对位置与原理图相同，于是光栅盘每转一个光栅角度时总会有一个计数器计数一次，光栅盘转动一周，共计数500次，对应于500微米即0.5毫米。

本发明传动原理及信号处理器信号接收方式由以上设计方案可知，当测量者顺时钟粗调时，粗调连动外环(9)、粗调连动内环(10)、粗调内环齿轮(11)、粗调传动齿轮均顺时钟旋转，而轴轮(5)与中心转轴(3)逆时针旋转，此时测杆(2)也逆时针旋转，测杆(2)所测实际范围减小，此时粗调正反转检测激光束(49)被挡住，粗调正反转检测器(27)传出高电平给信号处理器，同时，在中心转轴(3)逆时针带动下，整个细调装置在极小时间后亦逆时针转动，从而使U型正反转检测片顺时钟转动，挡住细调正反转检测激光束(48)，使细调正反转检测器正向信号处理器输入一个高电平；逆时针粗调时反之，当逆时针粗调时，粗调正反转经检测器传出高电平给计数器，此时测杆(2)所测实际范围增大，同时极小时间后，细调正反转检测器向信号处理器输入一个低电平；当测量者顺时钟细调时，在细调传动机构的带动下，测杆(2)亦将顺时钟传动，测杆(2)所测实际长度增大，此时细调正反转检测激光束(48)被通过，细调正反转检测器传输低电平给信号处理器，同时在中心转轴带动下，粗调转置中轴轮(5)顺时钟转动，进而带动粗调传动齿轮(22)、粗调连动内环(10)、粗调连动外环(9)逆时针转动，使粗调正反转检测杆片(26)也逆时针转动，从而粗调正反转检测激光束没被档住，粗调正反转检测器(27)向信号处理器输入一个低电平，反之，当逆时针细调时，测杆(20)所测实际长度减小，细调正反转检测器传出高电平给信号处理器，同时极小时间后，粗调正反转检测器(27)向信号处理器输入一个高电平实现；(以上顺时钟粗调、逆时针粗调、顺时钟细调、逆时针细调均在一个极小时间后实现了粗调正反转检测器与细调正反转检测器向信号处理器输入电平信号的同步。)四个计数器同时工作，激光计数器上光电感应器(41)每得到激光照射时便将低电平传送给信号处理器，当得不到激光照射时，便将高电平传给信号处理器。当激光计数器传给信号处理器的电平由高电平转换为低电平时，信号处理器便计数一次。以下所述的信号均表示计数器传输给信号处理器的电平由高电平转换为低电平。

为表述方便此处定义计数加处理为任意一个激光计数器输入给信号处理器的电平由高变为低时，则在原有数据基础上增加一个单位(一个单位对应于1微米)；定义减处理为任意一个激光计数器输入给信号处理器的电平由高变为低时，则在原有数据基础上减少一个单位。

本发明的信号处理器的处方式为，电源打开时，将上次使用关闭电源的数据作为初始数据x，此时随时判断粗调正反转检测器与细调正反转检测器的输入状态，如果均为高电平，此时，信号处理器为计数减临界状态，只要两正反转检测器传给信号处理器保持高电平保持不变，信号处理器对激光计数器信号进行在x上进行减处理；若两正反转检测器传给信号处理器均为低电平则信号处理器处于计数加临界状态，只要两正反转检测器传给信号处理器保持低电平两个低电平不变，信号处理器对激光计数器输入高电平信号在x上进行加处理；如果细调正反转检测器与粗调正反转检测器输入信号中有一个为高电平，有一个为低电平，则信号处理器对原数据x不做任何处理，但在此时对任意一个正反转检测器输入信号发生改变之前的、激光计数器传来的信号进行加处理并保存在另一个变量之上，设此变量为y，直到其中任意一个正反转检测器输入信号发生改变时后，两个正反转检测器输入电平相同时那一刻起，停止对激光计数器输入高电平在y上的加处理，并判断此时的两个相同正反转检测器输入电平的高低，若是高电平，则将x减y的值赋值给x，然后对在此之后的激光计数器传来的信号在x上进行减处理，若是低电平，则将x加y后赋值给x，然后在此之后的激光计数器传来的信号进行减处理；同时信号处理器只对有变化的从激光计数器输入的信号进行处理，对恒定不变的信号不进行处理，即保证了对激光计数器向信号处理器输入的高电平信号只做一次处理，当处理之后，只要原来输入信号的激光计数器的电平未发生变化，则不管粗调正反转检测器输入电平、细调正反转检测器输入电平、复位输入电平发生何种变化，信号处理器对原激光计数器输入的未改变的信号不再做任何处理。

信号处理器随时将处理后的信号x进行译码显示在数显屏上。

本发明测量误差分析的说明：本发明中的中心转轴(3)与光栅盘(4)通过螺纹紧固在一起，故此螺纹连接不会使测量产生误差，但中心转轴(3)与测杆(2)通过键槽相连接，此处存在极其细小的间隙，设此值为z，且在测量时首先应将测杆(2)缩进测微器外壳(1)中，此时由测微器传动原理可知，中心转轴(3)与光栅盘(4)比测杆(2)多顺时钟转动了一个z值，测量显示值将比实际值大，但当夹紧被测物时，中心转轴逆时针转动，由转动原理可知夹紧被测物体时中心转轴(3)与光栅盘(4)比测杆(2)多逆时针转动一个z值，此时刚好与测杆(2)缩进测微器外壳(1)过程中多顺时钟转动的一个z值相抵消，故此处的键槽配合传动对测量精度不产生影响。

Claims (7)

1.一种高精度数显式螺旋测微器，其特征在于：主要由测杆传动机构、信号检测机构、粗调传动机构、细调传动机构、粗调正反转检测机构、细调正反转检测机构六部分组成；测杆传动机构由具有测微器外壳测杆传动螺纹(8)的测微器外壳(1)、测微器外壳(1)内的测杆(2)及测杆内的中心转轴(3)组成；信号检测机构由中心转轴(3)的中部通过光栅盘固定螺纹(52)连接的光栅盘(4)、在光栅盘(4)边缘与中心转轴(3)成90度分布的通过激光计数器固定孔(29)中的螺钉固定于测微器外壳(1)上的4个激光计数器(25)组成；粗调传动机构由中心转轴(3)、位于中心转轴(3)上光栅盘(4)右侧的轴轮(5)、与后盖(6)成一体的粗调转动齿轮轴(30)、通过测微器外壳(1)与后盖(6)在后盖固定螺纹(21)的连接下而安装于测微器外壳(1)与后盖(6)之间粗调传动齿轮(22)、粗调内环齿轮(11)、粗调连动弹簧环(47)、粗调连动内环(10)、粗调连动外环(9)组成(图2)(图7)；细调传动机构由中心转轴(3)、细调连动弹簧(46)、细调连动内环(13)、细调连动外环(12)、后盖(6)、滚珠(50)组成；粗调正反转检测机构由粗调连动外环(9)、通过粗调正反转检测器固定孔(34)中的螺钉安装于后盖(6)上的粗调正反转检测器(27)、通过粗调正反转检测片转轴(32)连接于后盖(6)上的粗调正反转检测杆片(26)、通过粗调正反转检测器固定孔(34)中的螺丝固定于后盖(6)上的细调正反转检测器(32)、粗调正反转检测激光束(32)组成；细调正反转检测机构由细调连动外环(12)、后盖(6)、U型细调正反转检测片(24)、细调正反转检测片转轴(31)、细调正反转检测器(23)、细调正反转检测激光束(48)组成。

2.如权利要求1所述的测杆传动机构，其特征是测杆(2)右部有与测微器外壳(1)上测微器外壳测杆传动螺纹(8)相配合的外螺纹，其特征还在于测微器外壳测杆传动螺纹(8)的螺距为0.5毫米，中心转轴(3)与测杆(2)通过中心转轴(3)上的弧形键与测杆(2)上的弧形槽连接。

3.如权利要求1所述的信号检测机构，其特征是激光计数器(25)包括激光器(43)与光电感应器(41)；激光器(43)与光电感应器(41)通过在激光计数器固定孔(29)中的螺钉安装在光栅盘(4)上光栅孔(40)六个方位上可供布置其他元器件仅剩余的两侧；光栅盘(4)边缘有125个均匀分布的光栅孔(40)，所述光栅角度(67)是光栅孔角度(65)的4倍。

4.如权利要求1所述的粗调传动机构，其特征是轴轮(5)与粗调传动齿轮(22)通过齿相连接，粗调传动齿轮(22)与粗调内环齿轮(11)通过齿轮传动连接，粗调内环齿轮(11)在粗调连动内环(10)以内并通过安装于由粗调连动外环(9)外侧中部的环形槽与粗调连动内环(10)内侧中部的环形槽共同组成的粗调弹簧安放环形槽(14)中的粗调连动弹簧环(47)互相连接，粗调连动内环(10)通过粗调连动内环(10)上的槽与粗调连动外环(9)上的键而与粗调连动外环(9)相连接；其特征还在于粗调连动内环(10)上的槽的弧长是粗调连动外环(9)上的键弧的度2-3倍。

5.如权利要求1所述的细调传动机构，其特征是细调连动内环(13)位于细调连动外环(12)的内部并通过细调连动外环(12)上的键与细调连动外环(12)连接，细调连动弹簧环(46)安放于有中心转轴(30)尾部外侧的环形槽与细调连动内环(13)中心内侧的环形槽共同形成的细调弹簧环安装槽(19)中，细调连动外环(12)通过安装于滚珠孔环槽中的滚珠相连接。中心转轴(3)尾部顶尖与细调连动外环(12)接触连接。

6.如权利要求1所述的粗调正反转检测机构，其特征是粗调连动外环(11)靠近后盖一侧的厚度大于靠近靠近测微器外壳处，并在较厚处内侧分布有内齿，粗调正反转检测杆片(26)上的粗调正反转检测片刚性杆(58)一端伸入的粗调连动内环(10)上相邻齿之间，粗调正反转检测杆片(26)上的粗调正反转检测片挡光板(60)伸入粗调正反转检测器(27)中，粗调正反转检测器(27)上还包含有一个激光器(43)与一个光电感应器(41)，激光器(43)与光电感应器(41)分别安装于粗调正反转检测片挡光板(60)对应粗调正反转检测片挡光板(60)面积最大的两侧。

7.如权利要求1所述的细调正反转检测机构，其特征是细调连动外环(12)靠近后盖(6)一侧外壁分布有齿，所述U型细调正反转检测杆片(24)上的细调正反转检测片刚性杆(57)伸入的细调连动外环(12)上相邻齿之间，细调正反转检测杆片(24)上的细调正反转检测片挡光板(55)伸入细调正反转检测器(23)中，细调正反转检测器(23)上还具有一个激光器(43)与一个光电感应器(41)，所述激光器(43)与光电感应器(41)分别安装于细调正反转检测片挡光板(60)对应细调正反转检测片挡光板(60)面积最大的两侧。

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