CN201126363Y - 光电数字化测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电数字化测量装置，其技术方案是：包括标尺、照明光源、光电转换单元、与所述光电转换单元顺次连接的智能处理模块和测量结果输出模块，上述各要素通过装置壳体承载，所述标尺上设刻度栅格，用于将光信号转变成电脉冲信号的光电转换单元与具有脉冲计数功能的智能处理模块电连接；所述光电转换单元由两个或两个以上等间距排列的光电接收管组成，各光电接收管的排列方向同各刻度栅格的刻度线方向为非平行关系。本实用新型利用普通标尺等间距排列的刻度线进行测量，因此几乎适用于所有带有刻度线的测量器具；所述光电接收管形成强弱不同的电脉冲信号，所述智能处理模块对不同光电接收管的脉冲信号进行综合判断，实现精确测量。

Description

光电数字化测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，特别是涉及一种通过光电转换进行电子计数测量的装置。

背景技术

公开号为CN1758028A的中国发明专利申请于2006年4月12日公开了一种“机器视觉数字化标尺系统”，其技术方案为：机器视觉数字化标尺系统，其特征在于包括下列部分：照明光源，用于向标尺系统提供均匀稳定的照明，采用透射照明的方式或反射照明的方式照明绝对码数字化标尺；绝对码数字化标尺，用于提供长度基准，标尺上只有刻线没有数字，由刻线本身提供标尺数字刻度值；CCD，光电转换器件，用于将照在绝对码数字化标尺上的光照信号转换为电信号，并经滤波、去噪和放大处理后变成视频信号；处理电路，用于将CCD采集到的视频信号传送到计算机中，并对其进行滤波去噪和A/D转换数据处理；计算机，用于对处理电路输出的图像数据进行处理，获得当前的标尺数值，并将显示出来。”以上技术方案的实质是，所述照明光源对所述绝对码数字化标尺进行照明，CCD抓取所述标尺上的刻线图像，并通过所述处理电路和计算机对刻线图像标识的二进制化的刻度值进行读取和最终显示，从而实现标尺测量。很显然，以上技术方案存在以下缺陷：1、因为标尺上的刻度线图像用于标识二进制化的刻度值，因此标尺需要专门制作，限制了该技术方案在其他标尺上的使用；2、标尺上只有刻线没有数字，不能进行人工识读，在出现机器或者电源故障的情况下，该系统无法用于工作；3、该系统工作的前提是进行刻线图像的抓取与识读，因此必须采用光电转换式图像传感器CCD，增大了该专利产品的实施成本；4、为使得所述系统识读精确、减少误差，所述系统的优选实施例中必须增加成像物镜、聚光镜等部件，从而进一步增大了专利产品的制造成本，并使得所述系统的结构趋向复杂。以上四点技术缺陷导致所述系统无法广泛应用于人们的日常生活，从而限制了该技术方案的推广应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、成本低廉、测量准确、应用广泛的光电数字化测量装置。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是：一种光电数字化测量装置，包括标尺、用于照亮所述标尺的照明光源、用于接收来自所述标尺上反射光并进行光电转换的光电转换单元、与所述光电转换单元顺次连接的智能处理模块和测量结果输出模块，所述的照明光源、光电转换单元、标尺以及智能处理模块通过装置壳体承载，关键是：所述标尺上设有普通的刻度栅格，用于将光信号转变成电脉冲信号的所述光电转换单元与具有脉冲计数功能的所述智能处理模块电连接。其中，所述的照明光源可以由一个或者一个以上的LED光源组成。

作为本实用新型的改进，所述的光电转换单元由两个或两个以上等间距排列的光电接收管组成，所述光电接收管的排列方向同所述刻度栅格的刻度线方向为非平行关系。

作为本实用新型进一步的改进，所述的智能处理模块为单片机信号处理模块，所述的测量结果输出模块为液晶显示模块。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的单片机信号处理模块可以是数字信号处理器也可以是模拟信号处理器。

所述的智能处理模块设有用于在所测的长度数值上累计附加一固定值的固定长度累加计算单元和同所述固定长度累加计算单元连接的按键处理单元；也可以额外附加电源开关单元、测量复位单元、单位换算单元，所述按键处理单元还分别同上述三个单元连接。

通过实施本实用新型所述的技术方案，降低了对标尺的要求，标尺上设有普通刻度栅格即可满足要求，从而大大扩大了本实用新型所述技术方案的应用范围，使得本实用新型几乎可以应用于所有的带有刻度线的测量器具。所述照明光源对LED光源的选用、所述光电转换单元对光电接收管的选用大大降低了本实用新型的实施成本，有利于本实用新型的大面积推广应用。所述光电接收管的排列方向同所述刻度栅格的刻度线方向为非平行关系，这种非平行关系保障了两个或者多个光电接收管不会接收到同一条刻度线上的反射光；所述光电接收管接收刻度线和非刻度线区域的反射光，形成强弱不同的电信号即脉冲信号，并输出到所述智能处理模块中进行脉冲处理与计数，采用两个或者多个光电接收管进行光电转换，可以使得所述智能处理模块对不同光电接收管的脉冲信号进行综合判断，减少识读误差，提高识读精确率。采用单片机作为本实用新型的智能处理模块不仅提高了本实用新型的智能化，而且大大降低了本实新型的实施成本，不限制采用数字信号处理器或者模拟信号处理器使得本实用新型的使用范围更加广阔，且工作适应性更强。所述的智能处理模块设有用于在所测的长度数值上累计附加一固定值的固定长度累加计算单元和同所述固定长度累加计算单元连接的按键处理单元；也可以额外附加电源开关单元、测量复位单元、单位换算单元，所述按键处理单元还分别同上述三个单元连接，以上整体技术方案使得本实用新型更方便、实用，更有利于技术的推广应用。

附图说明

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型工作示意图；

图2为本实用新型光电转换工作状态立体示意图；

图3为本实用新型光电转换工作状态俯视图与正视图。

具体实施方式

如图1所示，所述光电转换单元2将光信号转变成电信号后传输给所述智能处理模块，所述智能处理模块将处理结果通过测量结果输出模块输出。其中，所述智能处理模块可以包括：固定长度累加计算单元、电源开关单元、测量复位单元、单位换算单元，上述四者分别同按键处理单元连接，由按键处理单元进行控制。在具体实施过程中，所述固定长度累加计算单元可以将预设的一个固定值累加到所测的长度上，该预设的固定值可以预先任意设置。在本实用新型应用于卷尺时，可以将该固定值设置为卷尺壳体本身的长度。

如图2、3所示，照明光源1可以选用一只LED光源对标尺3上的刻度栅格4进行照明，所述光电转换单元2可以选用三只光电接收管组成，三只光电接收管的排列方向A与刻度栅格4的延伸方向B成一夹角(即不能平行也不能重合)，从而可以保证三只不同的光电接收管接收到不同角度的光信号。三只不同的光电接收管将接收到的光信号分别转换成电信号输出给所述智能处理模块。所述三只不同的光电接收管等间距排布，因此每一刻度线进出三只光电接收管的感应区域时其强弱不同的电脉冲信号必然呈统一的规律性变化，所述智能处理模块因此可以根据三只光电接收管传来的强弱不同的电脉冲信号进行判断和计数，从而实现累计测量。此外，还可以对移动一次刻度线间隔而引起的光电接收管电脉冲信号变化的所有状态进行定义，从而可以实现对相邻两条刻度线间距的细分，最终实现精确读数。

此外，在实际测量过程中，本实用新型的技术方案对标尺的形状并不进行严格限定，标尺可以为直尺，也可以为圆形尺等。很显然，为保证所述光电接收管能够分别接收到不同角度的反射光，所述光电接收管的排列方向A同每一特定刻度线的延伸方向B不能平行或者重合，即在直尺测量情形下，光电接收管的排列方向A不能同刻度线的整体排列方向垂直；在圆形尺测量的情形下，光电接收管的排列方向A不能同刻度线排列圆周的切线垂直。

综合以上所述，本发明创造光电数字化测量装置，确能藉由上述构造，达到预期之功效，且申请前未见于刊物亦未公开使用，符合实用新型专利之新颖、进步及符合产业利用性等要件。而以上所述仅为本发明创造之实施例而已，凡依本发明创造之精神所作之简易修饰及等效变化设计，应涵盖于本申请专利范围内。

Claims (10)

1、一种光电数字化测量装置，包括标尺(3)、用于照亮所述标尺(3)的照明光源(1)、用于接收来自所述标尺(3)上反射光并进行光电转换的光电转换单元(2)、与所述光电转换单元(2)顺次连接的智能处理模块和测量结果输出模块，所述的照明光源(1)、光电转换单元(2)、标尺(3)以及智能处理模块通过装置壳体承载，其特征是：所述标尺(3)上设有普通的刻度栅格(4)，用于将光信号转变成电脉冲信号的所述光电转换单元(2)与具有脉冲计数功能的所述智能处理模块电连接。

2、根据权利要求1所述的光电数字化测量装置，其特征是：所述的光电转换单元(2)由两个或两个以上等间距排列的光电接收管组成，所述光电接收管的排列方向同所述刻度栅格(4)的刻度线方向为非平行关系。

3、根据权利要求1或者2所述的光电数字化测量装置，其特征是：所述的智能处理模块为单片机信号处理模块，所述的测量结果输出模块为液晶显示模块。

4、根据权利要求3所述的光电数字化测量装置，其特征是：所述的单片机信号处理模块可以是数字信号处理器也可以是模拟信号处理器。

5、根据权利要求4所述的光电数字化测量装置，其特征是：所述的智能处理模块设有用于在所测的长度数值上累计附加一固定值的固定长度累加计算单元和同所述固定长度累加计算单元连接的按键处理单元。

6、根据权利要求5所述的光电数字化测量装置，其特征是：所述的智能处理模块还设有电源开关单元、测量复位单元、单位换算单元，所述按键处理单元还分别同上述三个单元连接。

7、根据权利要求6所述的光电数字化测量装置，其特征是：所述的照明光源(1)由一个或者一个以上的LED光源组成。

8、根据权利要求1或者2所述的光电数字化测量装置，其特征是：所述的智能处理模块设有用于在所测的长度数值上累计附加一固定值的固定长度累加计算单元和同所述固定长度累加计算单元连接的按键处理单元。

9、根据权利要求8所述的光电数字化测量装置，其特征是：所述的智能处理模块还设有电源开关单元、测量复位单元、单位换算单元，所述按键处理单元还分别同上述三个单元连接。

10、根据权利要求1或者2所述的光电数字化测量装置，其特征是：所述的照明光源(1)由一个或者一个以上的LED光源组成。

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