CN108801098A - 数字测量仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了数字测量仪器。数字测量仪器具有优异的环境耐久性和至少常规的可用性水平。数字卡尺包括主标尺(11)；相对于主标尺(11)可移动的滑块(13)；位移检测器，其配置为检测滑块(13)相对于主标尺(11)的位移或位置；和控制电路单元(100)。控制电路单元(100)包括模式改变控制单元(110)，其配置为控制正常测量模式和原点设定模式之间的改变。模式改变控制单元(110)包括第一区域设定存储单元(111)，其配置为设定并存储第一区域，第一区域是在测量范围之外的预设的预定范围。模式改变控制单元(110)配置为在检测到滑块(13)在第一区域内停止了连续预定时间段的情况下将操作模式从正常测量模式改变到原点设定模式。另外，数字卡尺不具有机械按钮开关(15)。

Description

数字测量仪器
技术领域
本发明涉及一种数字测量仪器。
背景技术
测量时由用户的手握住的测量仪器比如卡尺、千分尺和千分表(测试指示器)是已知的。
一个这样的例子是图1所示的传统数字卡尺。
数字卡尺10具有包括测量爪12的主标尺(固定构件)11、能够沿着主标尺11移动的滑块(移动构件)13、与滑块13一体地沿着主标尺11移动的深度杆16、以及配置为检测滑块13相对于主标尺11的位移量的编码器(位移检测器)17。编码器17包括标尺18和检测头19，检测头19配置为检测相对于标尺18的位移(或位置)。标尺18设置在主标尺11上，检测头19设置在滑块13上。另外，主标尺11的后表面设置有沿纵向方向的凹槽(未示出)。深度杆16容纳在凹槽中。深度杆16配置为当滑块13移动时从主标尺11的端部突出。
滑块13包括配置为数字地显示信息比如由编码器17检测到的测量值的显示单元14和布置在显示单元14周围的多个机械按钮开关15。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP4516288B
专利文献2：JP2015-102457A
专利文献3：JP3831218B
发明内容
技术问题
这种数字测量仪器由于其便携性而在工厂等场所中很有用。然而，在这样的工作环境中存在水、油、灰尘等，使得这样的环境不利于电子设备的使用。鉴于此，在相关技术中，已知具有耐水(油)性的各种数字测量仪器(JP4516288B、JP2015-102457A、JP3831218B)。
配置为手动下压的机械按钮开关15在测量仪器的耐水(油)配置中是特别有问题的区域。机械按钮开关15用于各种设定等的操作。然而，机械按钮开关15周围的密封结构需要增加部件数量和处理工时。
本发明的目的是提供一种具有优异的环境耐久性和至少常规的可用性水平的数字测量仪器。
解决问题的手段
根据本发明的一方面的测量仪器包括：固定构件；相对于所述固定构件可移动的移动构件；位移检测器，其配置为检测所述移动构件相对于所述固定构件的位移或位置；以及控制电路单元；其中，
所述控制电路单元包括模式改变控制单元，其配置为控制第一操作模式和第二操作模式之间的改变；
所述模式改变控制单元包括第一区域设定存储单元，其配置为设定并存储第一区域，所述第一区域是在测量范围之外的预设的预定范围；并且
所述模式改变控制单元配置为在检测到所述移动构件在所述第一区域内停止了连续预定时间段的情况下将操作模式从所述第一操作模式改变为所述第二操作模式。
根据本发明的一方面的卡尺包括数字卡尺，所述数字卡尺包括：
主标尺；相对于所述主标尺可移动的滑块；位移检测器，其配置为检测所述滑块相对于所述主标尺的位移或位置；以及控制电路单元；其中，
所述控制电路单元包括模式改变控制单元，其配置为控制第一操作模式和第二操作模式之间的改变；所述模式改变控制单元包括：第一区域设定存储单元，其配置为设定并存储第一区域，所述第一区域是在测量范围之外的预设的预定范围；并且所述模式改变控制单元配置为在检测到所述滑块在所述第一区域内停止了连续预定时间段的情况下将操作模式从所述第一操作模式改变到所述第二操作模式。
在本发明的实施例中，优选地，所述第二操作模式是原点设定模式；并且所述控制电路单元配置为在所述操作模式改变为所述原点设定模式之后，在检测到检测值停止在测量范围内的相同值达预定时间段的情况下，将来自所述位移检测器的检测值设定为原点。
在本发明的实施例中，优选的是不设置机械按钮开关。
附图说明
图1是表示常规数字卡尺的图。
图2是表示根据第一实施例的数字卡尺的图。
图3是控制电路单元的功能框图。
图4是用于描述控制电路单元的操作的流程图。
图5是用于描述原点设定模式的操作过程的流程图。
图6是表示模式改变操作如何工作的示例的图。
具体实施方式
现在将参考附图和附图中所示元件的附图标记描述本发明的实施例。图2是根据本实施例的数字卡尺30的图。
基本结构与图1所示的数字卡尺10相同，因此相应的元件用相同的附图标记表示，并且省略重复的描述。然而，数字卡尺30是无开关的数字卡尺30，其中滑块13没有设置机械按钮开关15。
滑块13配备有控制电路单元100。
图3是控制电路单元100的功能框图。
控制电路单元100是包括中央处理单元(CPU)和存储有预定程序的ROM和RAM的微型计算机，并且配置为综合控制所有无开关数字卡尺30的操作。微型计算机作为下面描述的功能单元通过CPU执行程序而进行操作。控制电路单元100具有模式改变控制单元110、第一区域设定存储单元111、第一判定时间设定存储单元112、测量模式控制单元120、原点设定模式控制单元130、原点存储单元140、计时器150和显示控制单元160。
现在将参照下面描述的流程图描述功能单元的详细操作。
图4和5是用于描述控制电路单元100的操作的流程图。
无开关数字卡尺30不具有配置为打开和关闭电源的机械按钮开关15。因此，优选地提供自动打开功能和自动关闭功能。换句话说，移动滑块13的用户自动打开电源(ST110)。
另外，当滑块13静止一段时间时，电源自动关闭(ST150、ST160)。具有这种自动开/关功能的数字卡尺(数字测量仪器)在本领域中是已知的。
在电源打开之后(ST110)，控制电路单元100从编码器17的检测器头19获取检测值Dp(ST120)。在获取检测值Dp之后，模式改变控制单元110确定检测值Dp是否在第一区域内(ST130)，并且根据确定结果来控制改变无开关数字卡尺30的操作模式。
接下来，将描述第一区域设定存储单元111。
模式改变控制单元110设置有第一区域设定存储单元111。第一区域被预设并且存储在第一区域设定存储单元111中作为预定范围。
在本实施例中，第一区域设定成从150.01至155.00的范围。第一区域的值设定成在无开关数字卡尺30的测量范围之外的值。在无开关数字卡尺30的测量范围从0.00mm到150.00mm的示例中，第一区域设定成大于150.00的值。
注意，“测量范围”根据测量中使用的日本工业标准JIS Z8103：2000术语表定义，4307测量范围定义为“测量的范围并且在误差被抑制的仪器的指定阈值内”，以及例如是在产品规格中指出的一系列值，以确保测量精度。
只要编码器17的标尺18设置有测量线，检测器头19检测与标尺18相关的测量范围之外的位移量(或位置)。然而，为了确保测量仪器的测量精度，由于标尺18易受线性膨胀或弯曲的影响，因此对标尺18的长度有限制。卡尺需要“一部分手持”，因此主标尺11的长度可能比需要测量的更长，并且主标尺可能延伸到测量范围之外。
当检测值Dp在第一区域之外时(ST130：否)，模式改变控制单元110不改变模式，保持在正常测量模式下。换句话说，通过测量模式控制单元120的控制，将检测值Dp作为测量值显示在显示单元14上(ST140)。
除非由于特殊的意愿，否则用户不会将滑块13移动到主标尺11的端部。特别是，在卡尺的情况下，将滑块13移动到主标尺11的端部，使得深度杆16从主标尺11的端部突出显著的长度(150mm)。因此，滑块13的位置通常在正常的测量使用期间且未使用时(例如存储时)的测量范围内。
当用户想改变模式时，将滑块13移动到测量范围之外，并且将滑块13的位置调节到第一区域内(例如参见图6)。
这里，用户可以在观看显示单元14上显示的值的同时将滑块13的位置移动到第一区域内。可替代地，指示第一区域的标记(着色、雕刻等)Mk可以放在主标尺11上，并且用户可以将滑块13的位置(滑块13的外测量爪12的位置)与标记Mk对齐。模式改变控制单元110确定检测值Dp是否在第一区域内(ST130)，并且当检测值Dp是第一区域内的值时(ST130：是)，模式改变控制单元110监视采样的检测值Dp和计时器150的时间计数(ST170)。当检测值Dp被确认为第一区域内的值达连续五秒时(ST170：是)，模式改变控制单元110确定用户改变模式，并将模式改变为原点设定模式(ST200)。
这里，将“5秒以上”的时间设定值定义为“第一判定时间”，并且在第一判定时间设定存储单元112中预设第一判定时间。
注意，在本实施例中，用于改变模式的触发是作为第一区域内达连续五秒的值的检测值Dp。然而，在另一实施例中，触发可以不是五秒以上的第一判定时间并且可以更长例如十秒以上，或更短例如两秒以上。
图5是用于描述原点设定模式的操作过程的流程图。
当模式改变为原点设定模式时，原点设定模式控制单元130使显示单元14的显示器闪烁(ST210)。在该实施例中，使显示单元14的显示器闪烁以向用户传达模式已改变。然而，在另一实施例中，显示器的颜色可以改变，或者标记或符号可以显示在显示单元14上。
接着，原点设定模式控制单元130监视采样的检测值Dp和计时器150的时间计数(ST220、ST230)，并等待检测值Dp保持5秒钟的相同值。
当用户认识到模式已经改变到原点设定模式时(ST210)，用户滑动滑块13以使用主工件或量块来校准原点。可替代地，为了将原点设定为设定值，用户可以在观察显示单元14上显示的值的同时将滑块13移动到预定值，并使滑块13静止。
当检测值Dp被确认为连续五秒钟的相同值时(ST230：是)，原点设定模式控制单元130将检测值Dp设定为原点存储单元140中的原点。(此时(在该实施例中为五秒)定义为原点设定判定时间)。原点设定处理结束，模式返回到正常测量模式。
在之后的测量操作中，在显示单元14上显示与原点的差异，由此允许获得来自主工件或设计值的处理误差的测量值。
根据第一实施例，实现了以下效果。
(1)本实施例的数字卡尺30不具有机械按钮开关15。因此，不需要关注水和油从机械按钮开关15的周围进入电气部件，环境耐久性大幅提高。此外，没有设置机械按钮开关15可以使显示单元14的面积最大化，从而提高可视性。从滑块13移除机械按钮开关15允许滑块13为整体形成的部件，因此减少了组装所需的部件数量和工时。
(2)如上所述，无开关数字卡尺30保持测量仪器所需的设定功能和可用性水平。对于卡尺，在正常使用期间滑块13移动到测量范围之外是非常罕见的。因此，可以具备本实施例的功能而不会引起关于错误操作的担忧。此外，为了设定原点，滑块13只需要移动到测量范围之外。结果，实现了非常方便的操作，并保持了高可用性。
变型例1
在上述第一实施例中，卡尺具有两种操作模式，即正常测量模式和原点设定模式。在另一实施例中，卡尺可以具有第三操作模式。第三操作模式的例子包括例如英寸显示模式，其可以由用户选择将正常毫米显示改变为英寸显示。将描述从正常毫米显示改变为英寸显示的方法的两个示例。
第一种方法包括建立第二区域以及第一区域。在第二区域建立在与第一区域的位置不同的位置的实施例中，当检测到滑块13在第二区域内停止了预定时间段时，模式改变控制单元110确定收到命令将模式改变为英寸显示模式。第二区域是在测量范围之外且与第一区域的位置不同的位置。例如，第一区域可以设定为从150.01至152.00，第二区域可以设定为从152.01至155.00。
第二种方法包括建立第二判定时间以及第一判定时间。
在该实施例中，第一判定时间设定为5秒以上且小于10秒，第二判定时间设定为“10秒以上”。当检测到滑块13在第一区域内停止了五秒以上时，模式改变控制单元110首先改变到原点设定模式，然后当滑块13保持在测量范围之外的第一区域中达10秒时，取消改变到原点设定模式，并将操作模式改变为英寸显示模式。
以这种方式，通过将区域设定和判定时间设定组合用于模式改变命令，可以补偿更多的操作模式。
本发明不限于上述实施例，可以在不脱离本发明的基本精神的情况下作出适当的变化。
将进一步描述“测量范围之外”。一些卡尺(测量仪器)可能没有指定的“精度保证范围”，即“测量范围”。在这种情况下，“测量范围之外”可以理解为从主标尺的端部到距离端部约50mm的范围。对于卡尺来说，主标尺是一个标尺以及是手持部分(手柄)，即使没有规定的范围，从主标尺的端部到距离端部50毫米的部分通常被认为不用于测量。
在上述实施例中，给出了“不具有机械按钮开关”的卡尺的示例。然而，本发明还适用于具有机械按钮开关15的配置。
另外，还给出了包括显示单元14的卡尺的实施例。然而，显示单元14不需要设置在卡尺本身上。例如，可以准备与卡尺分开的监视器，并且卡尺和监视器可以通过无线通信连接。(在这样的实施例中，卡尺和监视器优选配备有无线通信单元)。换句话说，卡尺没有机械按钮开关和显示单元，并且可以提供具有高环境耐久性的数字卡尺。
在上述实施例中，给出了使用卡尺的示例。然而，本发明也适用于千分表和千分表(测试指示器)。
附图标记列表
10、30 数字卡尺
11 主标尺
12 测量爪
13 滑块
14 显示单元
15 机械按钮开关
16 深度杆
17 编码器
18 标尺
19 检测器头
100 控制电路单元
110 模式改变控制单元
111 第一区域设定存储单元
112 第一判定时间设定存储单元
120 测量模式控制单元
130 原点设定模式控制单元
140 原点存储单元
150 计时器
160 显示控制单元

Claims (4)

1.一种测量仪器，包括：
固定构件；
相对于所述固定构件可移动的移动构件；
位移检测器，其配置为检测所述移动构件相对于所述固定构件的位移或位置；以及
控制电路单元；其中，
所述控制电路单元包括：
模式改变控制单元，其配置为控制第一操作模式和第二操作模式之间的改变；
所述模式改变控制单元包括：
第一区域设定存储单元，其配置为设定并存储第一区域，所述第一区域是在测量范围之外的预设的预定范围；并且
所述模式改变控制单元配置为在检测到所述移动构件在所述第一区域内停止了连续预定时间段的情况下将操作模式从所述第一操作模式改变为所述第二操作模式。
2.数字卡尺，包括：
主标尺；
相对于所述主标尺可移动的滑块；
位移检测器，其配置为检测所述滑块相对于所述主标尺的位移或位置；以及
控制电路单元；其中，
所述控制电路单元包括：
模式改变控制单元，其配置为控制第一操作模式和第二操作模式之间的改变；
所述模式改变控制单元包括：
第一区域设定存储单元，其配置为设定并存储第一区域，所述第一区域是在测量范围之外的预设的预定范围；并且
所述模式改变控制单元配置为在检测到所述滑块在所述第一区域内停止了连续预定时间段的情况下将操作模式从所述第一操作模式改变到所述第二操作模式。
3.根据权利要求2所述的数字卡尺，其中，
所述第二操作模式是原点设定模式；并且
所述控制电路单元配置为在所述操作模式改变为所述原点设定模式之后，在检测到检测值停止在测量范围内的相同值达预定时间段的情况下，将来自所述位移检测器的检测值设定为原点。
4.根据权利要求2或3所述的数字卡尺，其中，没有设置机械按钮开关。
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