CN1261660A - 模拟量显示方法、模拟量测量方法和数字/模拟显示型测量仪 - Google Patents

Abstract

一种模拟量显示方法,它包含:由模拟显示部分将计算值显示为含有沿一个方向并置排列的大量模拟条形的条状图;以及更新用于模拟显示计算值的偏差,更新所采用的方式是,如果峰值超过可能的模拟显示范围,则述计算值的峰值显示在模拟显示部分的可能的模拟显示范围内。采用本发明的方法可以在不用开关切换模拟刻度区间和设定模拟显示参考点时,在模拟刻度范围内稳定显示设定容限的上、下限值和峰值以及这些值之间的关系。

Description

模拟量显示方法、模拟量测量方法和数字/模拟显示型测量仪

本发明涉及一种模拟量显示方法，用于显示测量的模拟量，如待测物体的尺寸或形状，本发明还涉及一种测量模拟量的模拟量测量方法，以及测量如待测物体的尺寸和形状的模拟量的数字/模拟显示型测量仪。

众所周知，数字/模拟显示型测量仪如刻度盘指示器采用一个CRT显示器或一个液晶显示器来显示一个标尺和指针如图象或图表，以便通过模拟显示来显示测量结果。

然而，因为由这种CRT显示器或液晶显示器提供的模拟显示实际上是以数字形式显示的，所以其显示清晰度有限。因此，通常很难详细将刻度和指针显示为图象或图表，从而典型的数字/模拟显示型测量仪需要用块规进行预测量。

所以，在日本专利公开号为10-132546的文献中，本受让人曾建议采用一种数字/模拟显示型测量仪，使得即使在没有用块规进行预测量的时候，也能够有效地进行数字和模拟测量。即，建议的数字/模拟显示型测量仪具有大量的沿刻度排列的指针部分，用以指示测量值，并且其特征是它包括一个可以独立地切换一个模拟刻度区间(每一指针部分的权重)的开关(switch)，和一个在探头(probe)的任意位置处设置模拟显示器的参考(零)点的开关。

然而，所建议的数字/模拟显示型测量仪是用作刻度盘指示器之类的，它通过使沿刻度排列的大量指针部分中的一个发亮，来显示当前测量值，从而要求显示器具有相对较大的面积。另外，该仪器具有多个开关之类的装置，用来切换模拟刻度区间，以及设置模拟显示的参考点，从而使显示器部分很大。

所以，上述传统的数字/模拟显示型测量仪的缺点是，如果将这一测量仪设计成柱体测量仪表用于相对较小的空间内，则测量仪表体的显示部分与探头部分相比大到无法比拟。所以，这种仪表的使用是不方便的。

本发明的第一个目的是提供一种模拟量显示方法和数字/模拟数字型测量仪，它的显示器部分相当紧密或者说是尺寸较小，能够在模拟刻度范围内恒定地显示具有一设定容限的和峰值的当前值和上限值和下限值(最大值和最小值)，以及这些值之间的关系，而无需采用开关，来切换模拟刻度区间和设定模拟显示器的参考点。

本发明的第二个目的是提供一种模拟量测量方法，采用这种方法能够恢复(resume)峰值保持函数，并自动对多个峰值取平均，确定测量值，而无需开关操作，从而不仅方便了工件的测量和校正，而且提高了测量的可靠性。

为了实现第一个目标，按照本发明的第一个方面，本发明提供了一种计算与待测物体接触的探头的位移和用模拟显示部分来模拟显示通过计算得到的计算值作为模拟量的模拟量显示方法，它包含下述步骤：由模拟显示部分将计算值显示为含有大量沿一个方向并置排列的模拟条形的条状图；以及如果峰值超过可能的模拟显示范围时，更新用于模拟显示计算值的偏差(offset)，更新所采用的方式是，使计算值的峰值显示在模拟显示部分可能的模拟显示范围内。

偏差的更新最好采用这样的方式，即，将峰值大体显示在模拟显示部分可能的模拟显示范围中央位置处。

并且最好通过闪烁模拟显示部分中的至少一个相应的模拟条形来显示峰值。

同时，最好通过改变模拟显示部分中的至少一个相应的模拟条形的显示颜色来显示峰值。

模拟量显示方法最好还包括下述步骤，即，以这样的方式设置测量容限和设置偏差，使得将具有设置的容限的数字值显示在模拟显示部分的可能的模拟显示范围内。

设置容限的步骤最好包含这样一个步骤，即，以这样的方式将多个容限值设置为容限以及设置偏差和显示条状图的刻度区间，使得将多个容限值显示在模拟显示部分可能的模拟显示范围内。

设置容限最好采用一种较佳方式，包含下述步骤，即，以这样的方式设置容限上限值和容限下限值作为容限，并设置偏差和条状图的显示刻度区间，使得相对于可能模拟显示范围的中央位置，对称显示容限上限值和容限下限值。

设置容限最好采用一种进一步的较佳方式，包含下述步骤，即，以这样的方式设置偏差和显示条状图的刻度区间，使得相对于可能的模拟显示范围的中央位置，对称地显示容限上限值和下限值，使得容限上限值和容限下限值之差大体上为可能的模拟显示范围的二分之一。

设定容限的数字值最好使得将模拟显示部分中至少一个相应模拟条形的显示状态从发亮状态变成暗淡状态，或者反之。

最好还通过改变模拟显示部分中至少一个相应模拟条形的显示颜色，来显示设定容限的数字值。

可以将模拟量显示方法应用于数字/模拟显示型测量仪，该测量仪包含：计算与被测物体接触的探头的位移的计算器、数字显示计算值的数字显示部分，以及位置靠近数字显示部分用来将计算值显示为包含沿一个方向并置排列的大量模拟条形的的条状图的数字显示部分。

为了实现第二个目的，按照本发明的第二个方面，本发明提供了一种模拟量测量方法，它包含下述步骤：1)计算与待测物体接触的探头的位移，2)将通过计算得到的计算值与计算值的峰值比较，并根据比较结果，保持该计算值作为新的峰值，以及3)如果峰值的当前值与计算值的当前值之差超过了一个预定值，则再次执行步骤2)。

模拟量测量方法最好还包括这样的步骤，即，只要在步骤1)处得到一个新的计算值，就重复执行步骤2)，并保持和存储多个峰值。

模拟量测量方法最好还包括这样一个步骤，即，对所有存储的多个峰值取平均，以确定执行步骤3)中的步骤2)。

可以将模拟量测量方法应用于数字/模拟显示型测量仪，该测量仪包含：计算与被测物体接触的探头的位移的计算器、数字显示计算值的数字显示部分，以及位置靠近数字显示部分用来将计算值显示为包含沿一个方向并置排列的大量模拟条形的的条状图的数字显示部分。

为了实现第一个目的，按照本发明的第三个方面，本发明提供了一种数字/模拟显示型测量仪，它包含：计算与待测物体接触的探头的位移的计算器、数字显示来自计算器的计算值的数字显示部分、位置靠近数字显示部分用来将计算值显示为包含沿一个方向并置排列的大量模拟条形的的条状图的模拟显示部分，以及以这样的方式更新用于模拟显示计算值的偏差的控制装置，即，如果峰值超过可能的模拟显示范围，则将计算值的峰值显示在模拟显示部分的可能的模拟显示范围内。

数字/模拟显示型测量仪通常呈柱形仪表形式，用来测量柱体的孔径。

读者在参照附图阅读了本发明的描述以后，将会更清楚地理解本发明的上述和其他的目的。

图1是采用本发明的柱形表的主视图；

图2是柱形表的内部结构的方框图；

图3A、3B和3C示出的是柱形表的显示部分的显示状态，其中并未设定容限的上限值和下限值；

图4A、4B和4C示出的是柱形表的显示部分的显示状态，其中设置了设定容限的上限值和下限值；

图5是用参考环(reference ring)校正柱形表且随后测量工件的操作过程的流程图；

图6是用最小值保持功能显示计算值的数字/模拟显示过程的流程图；以及

图7是在保持的最小值的自动更新期间由柱形表执行的操作过程的流程图。

下面参照附图来描述本发明的较佳实施例。

图1是采用本发明的柱形仪表，用来测量柱体的孔径。柱体仪表有一个轴(支承轴)2，可以旋转，支承在表体3上，并有一个安装在其一端上的探头1。探头1的位移同时显示在表体3的液晶显示器10的数字显示部分11和模拟显示部分12上。

即，数字显示部分11由例如带+或-号并且数字指示探头1的位移的六位数字从而可以直接读取探头1的位移的数字值的7部分电极组成。

模拟显示部分12由一个条状图13组成，它由大量的沿横向并置排列的模拟条形组成，作为指针部分。以这样的方式，通过有选择地逆向(reversely)使模拟条形发光，即，右端处的模拟条形表示最大的显示值。如下所述，通过使一个模拟条形闪烁来显示最小值，并且以发亮状态来显示设定的容限的上限值和下限值，并且该发亮状态与表示当前位移的模拟条形的发亮状态相反。

表体3的表面上有一个启动测量的启动开关14、设定容限的容限设定开关15、预置开关16、固定某一保持值的保持开关17、M/W开关18、接通(ON)/关闭(OFF)开关，等。

表体3有一个内建的长度测量传感器50。如图2所示，它用来跟随探头1的位移将主轴2的位移转换成一个电信号值。来自长度测量传感器50的输出脉冲信号由长度测量电路(计算器)51计算，并输出，作为例如二进制编码的十进制信号。

长度测量电路51的输出被输入到算术及控制部分52，该部分接着根据一组控制开关20的操作，控制长度测量电路51和液晶驱动部分56。ROM 54存储用于该控制的算术和控制程序。

另外，RAM 55存储根据算术和控制程序操作算术和控制部分52所需的各个数据值。

液晶驱动部分56由数字显示器驱动器57和模拟显示器驱动器58组成，分别用来驱动液晶显示器10的数字显示部分11和模拟显示部分12。算术和控制部分52将来自长度测量电路51的计算值与校正值或条状图显示的最小值比较，并更新用于模拟显示驱动器58的控制信号，即，如下所述，根据比较结果，更新条状图显示值的偏差。

下面参照图5至7描述该实施例的柱形仪表的控制操作。

图5是用参考环(未图示)校正柱形仪表并随后测量工件的操作过程。

首先，在步骤S10处，开始本过程，随后，在步骤S20处，当按下ON/OFF开关时，打开柱形表的电源，进入测量模式。

接着在步骤S30处，操作者检查是否需要进行校正。如果需要进行校正，则过程进入到步骤S40，当按下M/W开关18时，柱形表进入主调节方式(校正方式)。

随后，在步骤S50处，用预置开关16输入与参考环相关的值(校正值)，并且随后按下启动开关14，准备参考环的测量(最小值保持功能的开始)(步骤S55)。

接着，在步骤S60处，用柱形表测量参考环，并用最小值保持功能确定最小值。随后，按下预置开关(步骤S70)，更新液晶显示器10中条状图显示值的偏差，从而使在步骤S60处确定的最小值的位置等于校正值。经更新的偏差值等于前一个或者是老的偏差+(最小值-校正值)。

在将偏差更新为新的偏差以后，在步骤S80处，当按下M/W开关18时，将校正表切换到测量方式。

在于步骤S30处检查了是否需要进行校正以后，或者在于步骤S40到S80进行了校正以后，过程进入到步骤S90，操作者检查是否需要进行容限的设定，即，容限的上限值和下限值的设定。如果需要进行设定，则过程进行到步骤S100。在步骤S100处，按下容限设定开关15，准备上限值的输入，并且在步骤S110，操作容限设定开关15，输入上限值。随后，当在步骤S130处准备输入下限值时，操作容限设定开关15，输入下限值。

随后，当在步骤S140处再次按下容限设定开关15时，就完成了容限设定。以这种方式，设定了容限的上限值和下限值。

接着，在步骤S150处，操作者判断是否需要进行工件的测量操作。如果要进行该操作，则在步骤S160处，按下启动开关14，准备进行工件的测量(最小值保持功能的开始)。

随后，在步骤S170处，用柱形表测量工件的直径(最小值是用最小值保持功能来确定的)，并将测得的直径值设置为测量值。接着，在步骤S180处，按下启动开关14，完成最小值保持功能。

然后，操作者在步骤S190处检查是否已经完成了测量。如果已经完成测量了，则在步骤S200处，操作ON/OFF开关，结束操作，并关闭柱形表的电源，结束该过程(步骤S210)。于是，继续进行测量时，过程回到步骤S10。

—设定数字值—

如上所述，在步骤S50处，操作预置开关16，输入校正值，并且在步骤S110和S130处，手动操作容限设定开关15，输入上限值和下限值。用一个开关输入多个数字的数字值的这样一种方法传统上是经常采用的，所以省去其描述。

图6描述的是用最小值保持功能显示计算值的数字/模拟显示过程。

当在步骤S300处开始该过程时，在步骤S310处，将当前计算值存储在RAM 55的最小值变量区域内，作为最小值变量，准备进行测量(下面的描述中，简称“最小值”指的是存储为该变量的值)。

随后，在步骤S320处，使以最大显示值(位于条状图右端处)开头的条形部分到以当前计算值结束的条状图的所有条形部分发亮。尽管某些模拟显示方法提供的模拟显示仅是与当前计算值相应的条形部分，但显示相应区域的方法，正如在步骤S320处采用的那样，提供了小尺寸显示器的更高的清晰度。

接着，过程进行到步骤S330，使处于如图3A中所示最小值相应位置处的条形部分闪烁。也可以是，对于如具有彩色条状图的CRT显示器的显示器，可以以不同的颜色来显示相应的条形部分。

随后，在步骤S340处，检查当前计算值是否小于最小值。如果前者小于后者，则过程进入到步骤S350。否则，过程回到步骤S320。

在步骤S350处，将当前计算值存储在RAM 55的最小值变量区域中，并数字显示该值作为最小值(步骤S360)。这时，在步骤S370，检查是否已经设定了容限。如果已经设定了容限，则执行步骤S380和以后的步骤。

即，在步骤S380，使条状图的容限位置(上限值和下限值)处的条形部分的显示反向(reversed)(如图4A所示)。即，这时的反向意味着消除发亮的条形部分，或者使暗的条形部分发亮，但对于具有彩色条状图的显示来说，可以以不同的颜色来显示条形部分。

接着，检查数字显示为当前计算值是否小于设定的容限下限值(步骤S390)，并且如果当前计算值，即最小值小于容限下限值，过程进入到步骤S400，使下限过量(excess)标记(＜)(图4A、4B和4C)发亮。如果检查结果显示当前值不小于容限下限值，则不使下限过量标记(＜)发亮或暗淡(步骤S410)。

接着，在步骤S420检查当前计算值是否大于设定的容限上限值。如果前者大于后者，则使上限过量(excess)标记(＞)发亮(步骤S430)。如果当前计算值不大于容限上限值，则过程进入到步骤S440，使上限过量标记(＞)暗淡。

接着，在步骤S450处，确定最小值是否在容限范围内，即，下限值≤最小值≤上限值。如果最小值是在容限范围内，则过程进入到步骤S460，使“在容限内标记(0)”发亮如图1所示。

当然，如果最小值不在容限范围内，则不使“在容限内标记(0)”发亮。但是，如果步骤S370处的容限设定检查判断还没有设定容限，则如图3A、3B和3C所示，在步骤S480处，使“在容限内标记(0)、下限过量标记(＜)和上限过量标记(＞)都不发亮。

随后，在步骤S490处，检查当前计算值是否小于条状图显示的最小值。如果前者小于后者，则过程进入到步骤S500，变更条状图显示值的偏差，使最小值位于条状图的中央。即，条状图无法显示整个计算区域，仅可以显示C和C+R之间的区域，这里，”C“表示条状图显示值的偏差，而”R“表示条状图的显示范围。

—容限的显示方法—

另外，正象可以从图6理解的那样，如果已经设定了容限，则不执行步骤S500，从而不改变条状图显示值的偏差，并且在条状图中，仅显示将在下文中描述的容限值和其邻域。

如果已经设定了容限，则如上所述显示上限值和下限值位置处的部分，并且在上述步骤S380处给出其显示(发亮或暗淡)。即，如下所述，调整本例中上限值和下限值位置之间的关系：以这样的方式变更条状图显示值的偏差，即，使D+(U-D)/2的值位于条状图的中央，并且相对于条状图的中央，对称显示上限值和下限值，并且显示的条状图的刻度区间(一个段的权(weight))定义为2(U-D)＝R，这里，R表示下限值，而U表示上限值。—保持的最小值的自动更新—

在进行校正和测量时，由于一次测量通常无法确定变化的影响，所以需要进行多次测量。本例中，图5中所示的流程图在校正时需要执行步骤S60，测量时需要执行步骤S170，从而每次恢复最小值保持功能时，必须按下启动开关。“保持的最小值的自动更新”避免了该恢复过程中的麻烦。“保持的最小值的自动更新”是自动更新保持的最小值的功能，并且该功能自动对多个自动更新的最小值取平均，以确定测量值。

图7是“保持的最小值的自动更新”操作的流程图。

首先，在步骤S600处开始，在步骤S610处使变量(i)初始化为0，准备进行测量。随后，将当前计算值存储在RAM 55的最小值变量区域中，作为最小值变量Mi(i＝0，1，2，…)。(步骤S620)。当首先执行该过程时，存储当前计算值作为最小值变量M0，这是因为在步骤S610处，最小值变量Mi使其变量(i)初始化为0。

随后，在下一个步骤S630处，判断当前计算值是否小于最小值变量Mi的当前值。如果前者小于后者，则过程进入步骤S640，将最小值变量Mi的值更新为当前计算值。

另一方面，如果当前计算值大于最小值变量Mi的当前值，则过程进入步骤S650，判断当前计算值是否大于最小值的当前值一个固定值α或更多。如果前者大于后者，则确定应当恢复最小值保持功能，即，应当更新步骤S620或S640处保持的最小值。接着，过程进入步骤S660，对多个最小值(M0，M1，M2，…)取平均，将得到的平均值设定为测量值，并且在步骤S670处使变量(i)递增一级。随后，过程回到步骤S620，再次执行在步骤S620处开始的操作。

图7中所示的过程使得可以简单地通过几次确定最小值而无需任何开关操作来恢复最小值保持功能，使得能够自动对多个最小值取平均，以确定测量值，从而不仅方便了工件测量和校正，而且还提高了测量的可靠性。

尽管在上述实施例中，是将本发明应用于柱形表的，但它也可以应用于其他的数字/模拟显示型测量仪，图刻度盘指示器、测微计、游标卡尺、高度测量器、深度计和试验指示器。

Claims (17)

1.一种由模拟显示部分计算与待测物体接触的探头位移并由模拟显示部分将通过计算得到的计算值模拟显示为模拟量的模拟量显示方法，其特征在于，它包含下述步骤：

由所示模拟显示部分将所述计算值显示为含有沿一个方向并置排列的大量模拟条形的条状图；以及

更新用于所述模拟显示计算值的偏差，更新所采用的方式是，如果峰值超过所述可能的模拟显示范围，则将所述计算值的所述峰值显示在所述模拟显示部分的可能的模拟显示范围内。

2.如权利要求1所述的模拟量显示方法，其特征在于，更新所述偏差，所采用的方式是，大体在所述模拟显示部分的可能的模拟显示范围的中央位置处显示所述峰值。

3.如权利要求1或2所述的模拟量显示方法，其特征在于，通过闪烁所述模拟显示部分中至少一个相应的模拟条形，来显示所述峰值。

4.如权利要求1或2所述的模拟量显示方法，其特征在于，通过改变所述模拟显示部分中至少一个相应模拟条形的显示颜色，来显示所述峰值。

5.如权利要求1所述的模拟量显示方法，其特征在于，它还包括这样一个步骤，即，设定测量容限和设定所述偏差，所采用的方式是，将设定容限的数字值显示在所述模拟显示部分的可能的模拟显示范围内。

6.如权利要求5所述的模拟量显示方法，其特征在于，设定所述容限的步骤包含将多个容限值设定为所述容限，并且以这样一种方式来设定所述条状图的所述偏差和所述刻度区间，使得所述多个容限值被显示在所述模拟显示部分的可能的模拟显示范围内。

7.如权利要求5或6所述的模拟量显示方法，其特征在于，使得所述容限的步骤包含将一容限上限值和一容限下限值设定为所述容限，并且以这样一种方式来使得所述条状图的所述偏差显示刻度区间，使得相对于所述可能的模拟显示范围的中央位置，对称地显示所述容限上限值和容限下限值。

8.如权利要求7所述的模拟量显示方法，其特征在于，设定所述容限的步骤包含以这样的方式设定所述条状图的所述偏差和显示刻度区间，即，相对于所述可能模拟显示范围的中央位置，对称显示所述容限上限值和容限下限值，并且使所述容限上限值和所述容限下限值之差大体为所述可能模拟显示范围的一半。

9.如权利要求5或6所述的模拟量显示方法，其特征在于，设定容限所述数字值是通过使所述模拟显示部分中至少一个相应模拟条形的显示状态从发亮状态反向为暗淡状态或反之来显示的。

10.如权利要求5或6所述的模拟量显示方法，其特征在于，设定容限的所述数字值是通过改变所述模拟显示部分中至少一个相应模拟条形的显示颜色来显示的。

11.如权利要求1所述的模拟量显示方法，其特征在于，所述方法可以应用于数字/模拟显示型测量仪，所述测量仪包含：计算与被测物体接触的探头的位移的计算器、数字显示所述计算值的数字显示部分，以及位置靠近数字显示部分并用来将所述计算值显示为含有沿一个方向并置排列的大量模拟条形的条状图的模拟显示部分。

12.一种模拟量测量方法，其特征在于，它包含下述步骤：

1)计算与待测物体接触的探头的位移；

2)将通过所述计算得到的计算值与所述计算值的一个峰值比较，并根据所述比较结果，保持所述计算值作为一个新的峰值；以及

3)如果所述峰值的当前值与所述计算值的当前值之差超过一个预定值，则再次执行所述步骤2)。

13.如权利要求12所述的模拟量测量方法，其特征在于，它还包括这样一个步骤，即，只要在所述步骤1)处得到一个新的计算值，就重复执行所述步骤2)，并保持和存储多个峰值。

14.如权利要求13所述的模拟量测量方法，其特征在于，它还包括这样一个步骤，即，在执行所述步骤3)中的所述步骤2)时，对所有的多个存储的峰值取平均以确定一个测量值。

15.如权利要求12所述的模拟量测量方法，其特征在于，所述方法可以应用于数字/模拟显示型测量仪，所述测量仪包含：计算与被测物体接触的探头的位移的计算器、数字显示所述计算值的数字显示部分，以及位置靠近数字显示部分并用来将所述计算值显示为含有沿一个方向并置排列的大量模拟条形的条状图的模拟显示部分。

16.一种数字/模拟显示型测量仪，其特征在于，它包含：

计算与待测物体的探头的位移的计算器；

数字显示来自所述计算器的计算值的数字显示部分；

位置靠近数字显示部分并用来将所述计算值显示为含有沿一个方向并置排列的大量模拟条形的条状图的模拟显示部分；以及

更新用于所述模拟显示的计算值的偏差的控制装置，所采用的方式是，如果所述峰值超过所述可能的模拟显示范围，则将所述计算值的峰值显示在所述模拟显示部分的可能的模拟显示范围内。

17.如权利要求16所述的数字/模拟显示型测量仪，其特征在于，所述测量仪是一个测量柱体孔径的柱形仪表。

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