CN2438098Y - 一种高精度电子数字量表装置 - Google Patents
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Abstract
一种电子数字量表装置,具有的容栅传感器动栅片11与金属簧片21焊接。他们通过安装块22被紧固在测量轴顶杆31上。装置具有的容栅传感器定栅片12被粘到第一电路板41上。第一电路板41与第二电路板42及面表盘罩壳51之间用螺旋状软电路板43相连,并构成整体。第一电路板41连同面表盘罩壳51装到贯穿有测量轴顶杆的机壳骨架上时,金属簧片起作用,使容栅传感器定动栅11、12之间的间隙保持恒定且相互伺服,这种装置很容易与传统机械量表结合。
Description
本实用新型涉及一种高精度电子数字量表装置，它适合与普通机械量表结合，构成高精度数字电子量表。
量表在以前就只有表盘式的机械量表。这种量表是通过灵活移动的测量轴顶杆带动位于表盘中心的齿轮转动，与齿轮相联的指针也跟作转动，从而表盘指针指示出顶杆移动的位移量。这种量表在对零位和读数都是很麻烦的。这种量表对制造工艺要求很高，装配也是很难的。但我们国内有大量这样的厂生产着大量这样的表，并且大量作为低档产品出口。
今年来国内也有数字百分表。但此类表的容栅位移传感器是用印制电路板作基材，采用电路板的制造工艺，因此精度一般只能在0.03～0.02mm量级。两片容栅位移传感器之间的间隙是靠机械加工的精度来保证，这间隙随制造和装配会有很大不同、两片容栅位移传感器在随顶杆移动的全过程中，两片容栅位移传感器之间的间隙也是随机不断变化的。因此表与表之间、一块表在全程移动过程中，间隙变化是很大的。因此这种数字百分表精度和可靠性都是不可能做得很好。另外这种数字百分表的面表盘直接固定在机壳骨架上，因此面表盘与机壳骨架的关系是固定的死的不能转动的。这也给使用带来不方便。
现在也有一些高精度数字式量表为了保证容栅位移传感器之间的间隙小而且恒定，大都采用双重金属压簧片，结构复杂，制造和装配也是很难的，不易与传统的机械量表结合。
本实用新型的目的就是要提供一种装置，这个装置能解决两片容栅位移传感器之间的间隙保持恒定且相互伺服。本实用新型的目的还在于这个装置很容易与传统的机械量表结合，构成一块高精度面表盘能在0～300°内旋转的功能众多且制造方便的数字量表。
本发明的高精度电子数字量表装置：具有陶瓷容栅位移传感器。它由陶瓷容栅位移传感器定栅片和陶瓷容栅位移传感器动栅片组成。这种传感器用陶瓷作基材，采用半导体光刻技术制作，具有极高位移一电量转换精度及长期稳定性。用它做成的量表精度可达0.01～0.005mm，甚至还能好一些。陶瓷容栅位移传感器动栅片与金属簧片焊在一起。金属簧片通过螺钉被安装在安装块上。此安装块穿在量表的测量轴顶杆并被紧箍。金属簧片有品字形分布的三根臂。金属簧片冲制成拱形。金属簧片的一根臂的中心线在测量轴顶杆的轴线平面上。这一臂被冲制有加强筋且长于其他两臂。中心臂的尾端与陶瓷容栅位移传感器动栅片的反面的尾端相焊接。另外两臂分居中心线的两侧且等长。这两根臂的尾端与陶瓷容栅位移传感器动栅片的反面相接触而且接触面积小。测量轴顶杆贯穿量表环形机壳骨架外周壁。量表环形机壳骨架外周沿口开有一第一“O”形圈槽并镶入了第一“O”形橡胶圈。
陶瓷容栅位移传感器定栅片被粘到第一电路板(含有位移一电量变换器的电路板)。仅在陶瓷容栅位移传感器定栅片的一端涂了胶与第一电路板粘贴。并且陶瓷容栅位移传感器定栅片与第一电路板之间用金属丝焊接，使它们保持必要的电气联通。在第一电路板的另一侧面上焊有一根螺旋状的软性电路板。螺旋状的软性电路板的另一端插到第二电路板(量表功能键显示控制电路板)上的一个插座上。第二电路板反面面向液晶屏、按键被螺钉固定在面表盘塑料罩壳上。面表盘塑料罩壳的口缘内侧开有一第一“O”形圈槽。这样，面表盘塑料罩壳及其内的液晶屏、按键、第二电路板以及螺旋状的软性电路板与它相连的第一电路板自成一整体。
当第一电路板通过螺钉被安装到量表环形机壳骨架的端面时，陶瓷容栅位移传感器定栅片和陶瓷容栅位移传感器动栅片就相对并接触。并且压迫金属簧片使其变形。变形后金属簧片与陶瓷容栅位移传感器动栅片的夹角应小于9度。这样，使用中测量轴顶杆的移动带动金属簧片并带动陶瓷容栅位移传感器动栅片，陶瓷容栅位移传感器动栅片作相对于陶瓷容栅位移传感器定栅片的移动，这种相对位置变化被第一电路板上的位移一电量变换器转化为电量变化，这电量变化被螺旋状的软性电路板传到第二电路板，第二电路板上的量表功能键显示控制电路驱动液晶屏作相应数字显示。测量轴顶杆的移动过程中，变形的金属簧片始终通过三根臂的三个端点压迫陶瓷容栅位移传感器动栅片，使其紧贴陶瓷容栅位移传感器定栅片。品字形分布的三个端点使两者始终相互伺服。在两传感器的动定栅之间的任意面上粘贴有一层绝缘且介电常数大耐磨和摩擦系数小的薄膜，从而使两片传感器的间隙保持恒定。把面表盘塑料罩壳的第一“O”形圈槽扣到量表环形机壳骨架外周第一“O”形橡胶圈上，就完成了量表的主体安装。而且其带有液晶屏，按键和第二电路板的面表盘塑料罩壳可以沿量表环形机壳骨架的第一“O”形橡胶圈旋转。
量表环形机壳骨架上镶有上下轴套，以支承测量轴顶杆，使其能滑动自如。其上轴套的外沿有螺纹并开有第二“O”形圈槽并镶有第二“O”形橡胶圈。通过上轴套的外周螺纹拧上一个塑料制的帽。在塑料帽内开有第二“O”形圈槽，塑料帽的顶端打有一个微孔。塑料帽被拧到上轴套，并使上轴套上的第二“O”形橡胶圈被塑料帽及其内的第二“O”形圈槽紧紧压住。这在使用中对测量轴顶杆的快速下落起到阻尼作用。
下面根据附图说明本发明实施例。
图1是表示本发明实施例外观的立体图。
图2是将图1的实施例后盖拆卸后的后视图。
图3是沿图2中A-A线的剖视图。
图4是图3的分解立体图。
如图所述本发明实施例具有陶瓷容栅位移传感器：
陶瓷容栅位移传感器由陶瓷容栅位移传感器定栅片12和陶瓷容栅位移传感器动栅片11组成。陶瓷容栅位移传感器动栅片11与金属簧片21焊在一起。金属簧片21有品字形分布的三根臂。金属簧片21被冲制成拱形。金属簧片21的一根臂的中心线在测量轴顶杆31的轴线平面上。这一臂被冲制有加强筋且长于其他两臂。中心臂的尾端与陶瓷容栅位移传感器动栅片11的反面的尾端相焊接。另外两臂分居中心线的两侧且等长。这两根臂的尾端与陶瓷容栅位移传感器动栅片11的反面相接触而且接触面积很小。金属簧片21通过螺钉23被安装在安装块22上。此安装块22穿在量表的测量轴顶杆31并被紧箍。测量轴顶杆31贯穿量表环形机壳骨架32外周壁。量表环形机壳骨架32的外周沿开有一个第一“O”形圈槽并镶有第一“O”形橡胶圈81。
如图所述本发明实施例具有具有陶瓷容栅位移传感器：
其中的陶瓷容栅位移传感器定栅片12被粘到第一电路板41上，仅在陶瓷容栅位移传感器定栅片12的一端涂了胶与第一电路板41粘贴。因而陶瓷容栅位移传感器的定栅片12是可以向另一端侧方向自由地随温度变化而伸缩。并且陶瓷容栅位移传感器定栅片12与第一电路板41之间用金属丝焊接，使它们保持必要的电气联通。粘有陶瓷容栅位移传感器定栅片12的第一电路板41，在第一电路板41的另一侧面上焊有一根螺旋状的软性电路板43。螺旋状的软性电路板43的另一端插到第二电路板42上的一个插座上。以保证第一电路板41和第二电路板42之间的电气联通，而两者之间又不是刚性连接。插有螺旋状的软性电路板43的第二电路板42，其另一面面向液晶屏53和按键52被安装到面表盘塑料罩壳51上。面表盘塑料罩壳51的口缘内侧开有一第一“O”形圈槽。这样，面表盘塑料罩壳51及其内的液晶屏53、按键52、第二电路板42以及螺旋状的软性电路板43与它相连的第一电路板41自成一整体。
在本实施例中，第一电路板固定在一块钢衬板71上。再通过钢衬板用螺钉固定到量表环形机壳骨架32的端面上。钢衬板71在对应于位移-电量变换器电路板的下侧面所粘的陶瓷容栅位移传感器定栅片的位置开了一个方孔72，并且方孔72略大于陶瓷容栅位移传感器的定栅片12。钢衬板71在对应于陶瓷容栅位移传感器的动栅片11移动的路程上开了槽73。以便于陶瓷容栅位移传感器动栅片11不受阻碍地移动。这样结构的钢衬板71既让陶瓷容栅位移传感器的动栅片11与陶瓷容栅位移传感器的定栅片12能够互相接触又不阻碍陶瓷容栅位移传感器的动栅片11的移动。这样可以纠正第一电路板41不平整情况。
当第一电路板41通过钢衬板71被螺钉安装到量表环形机壳骨架32的端面时，陶瓷容栅位移传感器定栅片12和陶瓷容栅位移传感器动栅片11就相对并接触。并且压迫金属簧片21使其变形。变形后金属簧片21的中心臂与陶瓷容栅位移传感器动栅片11的夹角应小于9度。这样，在使用中测量轴顶杆31的移动带动金属簧片21并带动陶瓷容栅位移传感器动栅片11，陶瓷容栅位移传感器动栅片11作相对于陶瓷容栅位移传感器定栅片12的移动，这种相对位置变化被第一电路板41上的位移-电量变换器转化为电量变化，这电量变化被螺旋状的软性电路板43传到第二电路板42，第二电路板42上的量表功能键显示控制电路驱动液晶屏53作相应数字显示。测量轴顶杆31的移动过程中，变形的金属簧片21始终通过三根臂的三个端点压迫陶瓷容栅位移传感器动栅片11，使其紧贴陶瓷容栅位移传感器定栅片12。品字形分布的三个端点使两者始终相互伺服。在两传感器的动定栅之间的任意面上粘贴有一层绝缘且介电常数大耐磨和摩擦系数小的薄膜，从而使两片传感器的间隙保持恒定。把面表盘塑料罩壳51的第一“O”形圈槽用力扣到量表环形机壳骨架32外周第一“O”形橡胶圈81上，就完成了量表的主体安装。而且其带有液晶屏53、按键52和第二电路板的面表盘塑料罩壳51可以沿量表环形机壳骨架32的第一“O”形橡胶圈81旋转。
到这里应该说明一下，上述提到的测量轴顶杆31、量表环形机壳骨架32，就是传统的机械量表的测量轴顶杆、量表环形机壳骨架，只是不再需要齿轮、齿条和面表盘壳了。
量表环形机壳骨架32上镶有上、下轴套33、34，以支撑测量轴顶杆31，使测量轴顶杆31移动自如。上轴套33的外周有螺纹并开有第二“O”形圈槽，并镶有第二“O”形橡胶圈91。通过上轴套的外周螺纹拧了一个塑料制的帽。在塑料帽61内开有第二“O”形圈槽，塑料帽的顶端打有一个微孔62。塑料帽61被拧到上轴套33，并使上轴套33上的第二“O”形橡胶圈91被塑料帽61及其内的第二“O”形圈槽紧紧压住。这在使用中对测量轴顶杆31的快速下落起到阻尼作用。
Claims (15)
1．一种电子数字量表装置，具有陶瓷容栅位移传感器：
陶瓷容栅位移传感器由陶瓷容栅位移传感器定栅片和陶瓷容栅位移传感器动栅片组成。陶瓷容栅位移传感器动栅片与金属簧片焊在一起。金属簧片通过螺钉被安装在安装块上。此安装块穿在量表的测量轴顶杆并被紧箍。测量轴顶杆贯穿量表环形机壳骨架外周壁。
所述电子数字量表装置，其特征在于：
所述金属簧片有品字形分布的三根臂。金属簧片被冲制成拱形。金属簧片的一根臂的中心线在测量轴顶杆的轴线平面上。这一臂被冲制有加强筋且长于其他两臂。中心臂的尾端与陶瓷容栅位移传感器动栅片的反面的尾端相焊接。另外两臂分居中心线的两侧且等长。这两根臂的尾端与陶瓷容栅位移传感器动栅片的反面相接触而且接触面积很小。
2．如权利要求1所述的电子数字量表装置，具有陶瓷容栅位移传感器，其特征在于：陶瓷容栅位移传感器定栅片被粘到第一电路板上，仅在陶瓷容栅位移传感器定栅片的一端涂了胶与第一电路板粘贴。并且陶瓷容栅位移传感器定栅片与第一电路板之间用金属丝焊接，使它们保持必要的电气联通。
3．如权利要求2所述的电子数字量表装置，其特征在于：粘贴有陶瓷容栅位移传感器定栅片的第一电路板被安装到测量轴顶杆所贯穿的量表环形机壳骨架的一端面上。
4．如权利要求1和权利要求2所述的电子数字量表装置，当所述的第一电路板被安装到测量轴顶杆所贯穿的量表环形机壳骨架的一端面上。其特征在于：陶瓷容栅位移传感器定栅片和陶瓷容栅位移传感器动栅片就相对并接触。并且压迫金属簧片使其变形。变形后的金属簧片的中心臂与陶瓷容栅位移传感器动栅片夹角应小于9度。
5．如权利要求1所述的电子数字量表装置，具有陶瓷容栅位移传感器：其特征在于：在传感器的动定栅之间的任意面上粘贴有一层绝缘且介电常数大耐磨和摩擦系数小的薄膜。
6．如权利要求2所述的电子数字量表装置，其特征在于：粘有陶瓷容栅位移传感器定栅片的第一电路板，在第一电路板的另一侧面上焊有一根螺旋状的软性电路板。螺旋状的软性电路板的另一端插到第二电路板上的一个插座上。以保证第一电路板和第二电路板之间的电气联通，而两者之间又不是刚性连接。
7． 如权利要求6所述的电子数字量表装置，其特征在于：插有螺旋状的软性电路板的第二电路板，其另一面面向液晶屏和按键被安装到面表盘塑料罩壳上。
8． 如权利要求7所述的电子数字量表装置，其特征在于：面表盘塑料罩壳的口缘内侧开有一第一“O”形圈槽。
9． 如权利要求1所述的电子数字量表装置，其特征在于：贯穿有测量轴顶杆的量表环形机壳骨架的外周沿开有一个第一“O”形圈槽并镶有第一“O”形橡胶圈。
10．如权利要求9所述的电子数字量表装置，其特征在于：把带有液晶屏，按键和第二电路板的面表盘塑料罩壳，连同螺旋状的软性电路板一起用力扣到量表环形机壳骨架的第一“O”形橡胶圈上。这就完成了电子数字量表的主体的安装。而且其带有液晶屏，按键和第二电路板的面表盘塑料罩壳可以沿量表环形机壳骨架的第一“O”形橡胶圈旋转。
11．如权利要求1所述的电子数字量表装置，其特征在于：量表环形机壳骨架上镶有上下轴套，以支撑测量轴顶杆，使测量轴顶杆移动自如。
12．如权利要求11所述的电子数字量表装置，其特征在于：上轴套的外周有螺纹并开有第二“O”形圈槽，并镶有第二“O”形橡胶圈。并镶有第二“O”形橡胶圈。
13．如权利要求12所述的电子数字量表装置，其特征在于：通过上轴套的外周螺纹拧上一个塑料制的帽。
14．如权利要求13所述的电子数字量表装置，其特征在于：在塑料帽内开有第二“O”形圈槽，塑料帽的顶端打有一个微孔。
15．如权利要求12和权利要求13权利要求14所述的电子数字量表装置，其特征在于：塑料帽被拧到上轴套，并使上轴套上的第二“O”形橡胶圈被塑料帽及其内的第二“O”形圈槽紧紧压住。这在使用中对测量轴顶杆的快速下落起到阻尼作用。
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| CN 99248545 CN2438098Y (zh) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 一种高精度电子数字量表装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100454132C (zh) * | 2004-10-11 | 2009-01-21 | 吉佳科技股份有限公司 | 音圈马达定位装置 |
| CN109326186A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-02-12 | 同济大学浙江学院 | 一种基于容栅传感器的智能化杨氏模量实验仪 |
| CN109899472A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-06-18 | 成都华量传感器有限公司 | 一种用于位移测量设备的高精度测杆传动机构 |
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1999
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