CN204854515U - 一种用于精密孔径测量的数字塞规 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种用于精密孔径测量的数字塞规，包括手柄、盖板以及外环，所述手柄安装在盖板上方中心，所述外环安装在盖板外圆周，其特征在于：还包括光纤位移传感器，所述光纤位移传感器有两个探头时，所述两个探头对径安装在外环内；所述光纤位移传感器有三个探头时，所述三个探头呈Y字型安装在外环内。本实用新型通过光纤位移传感器将直接将孔径测量转换为相对位移测量，属于非接触式测量。该系统可以完成高效率、高精度的孔径测量，而且操作简便。
Description
技术领域
本实用新型属于测量工具，具体涉及一种用于精密孔径测量的数字塞规。
背景技术
在内孔零件的加工过程中，对被加工孔径进行精确、快捷、方便的测量是保证加工质量、提高生产效率的关键。采用普通的机械量具很难达到较高的孔径测量精度；而采用高精度测量仪器又不易方便的实现在线检测。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足和缺陷，提出一种用于精密孔径测量的数字塞规。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于精密孔径测量的数字塞规，包括手柄、盖板以及外环，所述手柄安装在盖板上方中心，所述外环安装在盖板外圆周，其特征在于：还包光纤位移传感器，所述光纤位移传感器有两个探头时，所述两个探头对径安装在外环上；所述光纤位移传感器有三个探头时，所述三个探头呈Y字型安装在外环上。
所述光纤位移传感器包括光源、光源驱动电路、探头、光电转换装置、窄带带通滤波电路、交直流转换模块、A/D转换模块、单片机以及LED显示器，所述光源上连接有光源驱动器，所述探头内置有一根发射光纤和多根接收光纤，所述光源连接至探头的发射光纤，所述多根接收光纤的输出端连接至光电探测器，所述光电探测器输出端连接至窄带带通滤波电路，所述窄带带通滤波电路输出端连接至交直流转换模块，所述交直流转换模块输出端连接至A/D转换模块，所述A/D转换模块接入单片机，所述单片机上连接有LED显示器。
所述发射光纤和多根接收光纤均为多模光纤，多根接收光纤以发射光纤以中心分布在发射光纤周围，组成同轴多层结构。
所述探头上连接有两个光电探测器，分别用于参考光路和信号光路的光探测，所述两个光电探测器输出端经过差动放大模块之后接入窄带带通滤波模块。
所述差动放大模块包括差动放大器以及连接在差动放大器正负输入端的前置电路一和前置电路二，所述前置电路一上连接有光电二极管一，所述前置电路二上连接有光电二极管二。
所述前置电路一和前置电路二一样，所述光电二极管一和光电二极管二一样。
所述光源为波长940nm的红外LED光源。
本实用新型的工作原理是比较式相对测量原理，在进行孔径测量之前，需要给光纤位移传感器设定一个基准值。首先按照被测孔的公称直径值精密加工一个孔，并用精密测量仪器(如三坐标测量机)测量其孔径，将已知直径值的该孔作为标准孔。标定时，将数字塞规置于标准孔内，采集光纤位移传感器的输出值，将该值作为光纤位移传感器的基准值。在实际测量孔径时，将传光纤位移感器在被测孔内的测量值与基准值相比较，即可求得被测孔的直径值。
本实用新型的有益效果体现在：
本实用新型通过光纤位移传感器将直接孔径测量转换为相对位移测量，属于非接触式测量。该系统可以完成高效率、高精度的孔径测量，而且操作简便。
附图说明
图1本实用新型的结构示意图。
图2(a)为本实用新型的光纤位移传感器两探头时的安装示意图。
图2(b)为本实用新型的光纤位移传感器三探头时的安装示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于精密孔径测量的数字塞规，包括手柄1、盖板2以及外环3，所述手柄1安装在盖板2上方中心，所述外环3安装在盖板2外圆周，还包括光纤位移传感器，所述光纤位移传感器有两个探头4时，所述两个探头4对径安装在外环3上，如图2(a)所示；所述光纤位移传感器有三个探头4时，所述三个探头4呈Y字型安装在外环3上，如图2(b)所示。
所述光纤位移传感器包括光源、光源驱动电路、探头、光电转换装置、窄带带通滤波电路、交直流转换模块、A/D转换模块、单片机以及LED显示器，所述光源上连接有光源驱动器，所述探头内置有一根发射光纤和多根接收光纤，所述光源连接至探头的发射光纤，所述多根接收光纤的输出端连接至光电探测器，所述光电探测器输出端连接至窄带带通滤波电路，所述窄带带通滤波电路输出端连接至交直流转换模块，所述交直流转换模块输出端连接至A/D转换模块，所述A/D转换模块接入单片机，所述单片机上连接有LED显示器。
所述发射光纤和多根接收光纤均为多模光纤，多根接收光纤以发射光纤以中心分布在发射光纤周围，组成同轴多层结构，
所述探头上连接有两个光电探测器，分别用于参考光路和信号光路的光探测，所述两个光电探测器输出端经过差动放大模块之后接入窄带带通滤波模块。
所述差动放大模块包括差动放大器以及连接在差动放大器正负输入端的前置电路一和前置电路二，所述前置电路一上连接有光电二极管一，所述前置电路二上连接有光电二极管二。
所述前置电路一和前置电路二一样，所述光电二极管一和光电二极管二一样。
所述光源为波长940nm的红外LED光源。
Claims (7)
1.一种用于精密孔径测量的数字塞规，包括手柄、盖板以及外环，所述手柄安装在盖板上方中心，所述外环安装在盖板外圆周，其特征在于：还包括光纤位移传感器，所述光纤位移传感有两个探头时，两个探头对径安装在外环上；所述光纤位移传感器有三个探头时，三个探头呈Y字型安装在外环上。
2.根据权利要求1所述的一种用于精密孔径测量的数字塞规，其特征在于：所述光纤位移传感器包括光源、光源驱动电路、探头、光电转换装置、窄带带通滤波电路、交直流转换模块、A/D转换模块、单片机以及LED显示器，所述光源上连接有光源驱动器，所述探头内置有一根发射光纤和多根接收光纤，所述光源连接至探头的发射光纤，所述多根接收光纤的输出端连接至光电探测器，所述光电探测器输出端连接至窄带带通滤波电路，所述窄带带通滤波电路输出端连接至交直流转换模块，所述交直流转换模块输出端连接至A/D转换模块，所述A/D转换模块接入单片机，所述单片机上连接有LED显示器。
3.根据权利要求2所述的一种用于精密孔径测量的数字塞规，其特征在于：所述发射光纤和多根接收光纤均为多模光纤，多根接收光纤以发射光纤以中心分布在发射光纤周围，组成同轴多层结构。
4.根据权利要求2所述的一种用于精密孔径测量的数字塞规，其特征在于：所述探头上连接有两个光电探测器，分别用于参考光路和信号光路的光探测，所述两个光电探测器输出端经过差动放大模块之后接入窄带带通滤波模块。
5.根据权利要求4所述的一种用于精密孔径测量的数字塞规，其特征在于：所述差动放大模块包括差动放大器以及连接在差动放大器正负输入端的前置电路一和前置电路二，所述前置电路一上连接有光电二极管一，所述前置电路二上连接有光电二极管二。
6.根据权利要求5所述的一种用于精密孔径测量的数字塞规，其特征在于：所述前置电路一和前置电路二一样，所述光电二极管一和光电二极管二一样。
7.根据权利要求2所述的一种用于精密孔径测量的数字塞规，其特征在于：所述光源为波长940nm的红外LED光源。
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