CN2520496Y - 智能型电子卡规 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子卡规,包括:弹性测量体,设置在弹性测量体内的传感器,对传感器输出信号进行处理的信号处理电路;所述的信号处理电路包括中央处理器、存储器、模拟/数字转换电路和信息输出部分;本实用新型具有无摩擦磨损的弹性铰链、尺寸传递环节少,其工作可靠、使用寿命长、测量精度高;特别是显示部分同时具有模拟显示和数字显示两部分,以及超差判别和示值校准,可大大提高其工作效率;本实用新型主要应用在机械行业和汽车工业检测中。

Description

智能型电子卡规

技术领域

本实用新型涉及一种电子卡规，特别涉及将电感传感器核心部件镶嵌在卡规体内的智能型电子卡规。

背景技术

电子卡规有两种类型，即可调整式和不可调整式。传统的电子卡规一般装有笔式电感传感器，通过另配置电感测微仪表进行模拟或数字显示。可调式电子卡规虽然可根据被测件进行调整，但其结构复杂，体积庞大，而且不能在狭窄的空间测量轴径，测量精度较不可调整式电子卡规差。而传统的不可调整式电子卡规因装上笔式电感传感器后，其尺寸传递环节增多，影响测量的精确度；传感器测杆存在磨擦，也影响其使用寿命，降低了可靠性，同时，该类电子卡规的调校十分麻烦。

针对传统的不可调整式电子卡规的缺点，目前出现了一些电感内藏式电子卡规，即电子卡规的测量部分为一体的弹性测量体，将电感传感器镶嵌在弹性测量体内，再通过模拟电路对传感器的信号进行处理。如：中国专利局公开的“一种电感内藏式电子卡规”，其授权公告号为“CN 2260311Y”，申请号为“ZL96203364.2”。该类电子卡规虽然克服了传统电子卡规的一些缺点，但其显示部分仅表示被测件的公差尺寸，对需判断被测件是否符合公差范围的用户而言，还必须记住公差的上下限值，当被测件规格多时，带来极大不便，容易出现错误，而且工作效率低；同时该电子卡规的调校不方便。

发明内容

针对现有技术存在的缺点，本实用新型提供一种智能型电子卡规。本实用新型的智能型电子卡规利用数字电路对传感器输出信号进行处理，提供方便的调校方式和多样的显示方式。

本实用新型的智能型电子卡规包括：弹性测量体，设置在弹性测量体内的传感器，对传感器输出信号进行处理的信号处理电路；其特征在于：所述的信号处理电路包括中央处理器、存储器、模拟/数字转换电路和信息输出部分；所述模拟/数字转换电路将传感器的模拟信号转换成数字信号，所述存储器用于存储程序指令，所述中央处理器根据存储器中的程序指令对所述模拟/数字转换电路的输出信号进行处理，所述信息输出部分输出中央处理器处理后的输出信息。

根据上述技术方案，所述的弹性测量体上固定有壳体，用于封装所述信号处理电路的部分元器件，所述信息输出部分设置在所述壳体的上表面。

根据上述技术方案，所述的模拟/数字转换电路内置于所述中央处理器中。

根据上述技术方案，所述的信息输出部分为液晶显示屏。

根据上述技术方案，所述的信号处理电路还包括：

信号放大电路：将传感器的输出信号进行放大处理并输出到模拟/数字转换电路；

控制输入：向所述中央处理器传递控制信息。

根据上述技术方案，所述的控制输入包括：

模式键：用于选定设置状态；

位置键：用于选定要调整的数字；

调整键：用于调整数字；

背光开关键：打开或关闭显示部分的背光；

锁值键：锁值键用于调校完毕时使控制电路的参数固定在最佳状态，以及测量完成后使输出结果被锁定，以防止被测件取下时其输出结果发生改变；

确认键：确认键用于确认每次调整操作。

根据上述技术方案，所述液晶显示屏上设置有模拟显示和数字显示，所述模拟显示用于显示被测件实际尺寸的偏差在公差范围中的模拟位置。

根据上述技术方案，所述的壳体上设置有手柄。

根据上述技术方案，所述的手柄内腔为电池仓。

根据上述技术方案，所述的信息处理电路还包括报警装置；当被测工件的尺寸超出设定偏差范围时，所述报警装置发出报警提示。

根据上述技术方案，所述的信息处理电路还包括电压检测回路。

根据上述技术方案，所述的智能型电子卡规还包括标准器，所述的标准器用于校准所述信息处理电路的工作参数。

本实用新型具有无磨擦磨损的弹性铰链、尺寸传递环节少，其工作可靠、使用寿命长；特别是：显示部分同时具有模拟显示和数字显示两部分，对判断被测件是否符合公差范围的使用者而言，可通过观察模拟显示部分来确定，同时对超过公差范围上限值的被测量需再加工的尺寸通过观察数字显示部分也一目了然，因而可大大提高其工作效率；数字处理电路对传感器的输出信号进行处理，可通过程序对其误差自动补偿，其测量精度极高，模拟部分的显示结果是程序计算出实测的误差值在公差范围中的百分比，因此较传统的模拟显示的准确性大大地提高；报警电路对超出公差范围的被测件发出警示信号，可提醒操作者，避免了人为的失误，可大大地提高工作质量。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的结构图；

图3为图2中M部分的放大图；

图4为本实用新型显示部分的结构示意图；

图5为显示屏的放大图；

图6为本实用新型的信号处理电路逻辑框图；

图7为本实用新型的信号处理电路原理图；

图8、图9为本实用新型的程序流程图。

具体实施方式

参考图1：测量杠杆2与弹性测量体1做成一体式，在弹性测量体1的上部固定壳体3，在壳体3上设置手柄5，手柄5内腔为电池仓6，壳体3上端面固定液晶显示屏4，显示屏4与水平面成20度倾角，以便操作者观察。电池仓6中装入向信号处理电路提供工作电压的电池。为了调校方便，本实用新型还包括一个标准器，所述的标准器用于校准本实用新型中信息处理电路的工作参数。

参考图2：传感器固定在测量杠杆2和弹性测量体1上。如图3所示：在弹性测量体1上设置线圈座7，电感线圈由两个电感线圈8-1、8-2串联而成并固定在线圈座7内，磁芯9正位于电感线圈的孔中，磁芯9和线圈组成差动传感器，线圈的连接线通过联线件10-5引出。在测量杠杆上设置磁芯座10-2，弹性螺套10-3和其内部的磁芯部件9-1设置在磁芯座10-2内，紧定螺钉10-1拧入弹性螺套10-3内。磁芯部件9-1与磁芯9连接，以使测量杆2带动磁芯9在电感线圈8-1、8-2的孔中移动。整个传感器通过密封套10-4密封。

如图4所示：显示屏4为液晶显示屏。液晶显示屏上的左边为模拟显示部分，中部为数字显示部分，上部和下部设置有操作指示和报警指示，在其内部设置背光显示。参考图5：模拟显示部分包括电子柱4-1和公差带4-2，电子柱4-1显示范围与公差带4-2相对应，其显示被测件实际尺寸的偏差在公差带4-2中的模拟位置，参照标尺可大致估算出百分数，是一种直观形象的显示方式，用于快速判断。数字显示部分显示的是被测件的实际偏差，最小有效位是1微米，小数点前未显示的值是被测尺寸的标称值，该值为一规定值，单位为毫米。

在显示屏4底部的外壳体3上设置电源健11、模式选择键12、调整/背光开关键13、位置键14和锁值/确认键15等操作键。

参考图6：信号处理电路包括：中央处理器16，存储器17，信号放大电路23，模/数转换电路22，电压检测电路21，控制输入20，显示部分18和报警装置19。存储器17中存储有实现本实用新型所必须的程序指令，并通过数据、地址和控制总线与中央处理器16连接，信号放大电路23将传感器的输出的模拟信号放大，模/数转换电路22将放大后的模拟信号转换成数字信号，中央处理器16根据程序指令和控制输入20的操作指示，对上述的数字信号进行处理，并通过显示部分18将结果提供给操作者。电压检测电路21对提供工作电压的电池进行检测，如果电压低于设定值，显示屏上将出现提示信息。对超出设定公差范围的被测件，中央处理器16将控制报警装置19发出报警提示。

图7进一步揭示了本实用新型的信号处理电路：中央处理器16型号为MSP430，其内置有12位输出的模/数转换器，存储器包括读/写随机存储器(RAM)和只读存储器(E²PROM)，显示部分18采用液晶显示屏，其结构图5已清楚反映。控制输入20采用键盘式输入，分别包括：电源健、模式选择键、调整/背光开关键、位置键和锁值/确认键。本实施例中，中央处理器16与控制输入20、显示部分18、存储器17以及外围电路的连接均采用本领域普遍技术员熟知的手段实现，工作电源(图中未示出)的提供也通过常规方式连接。

传感器的电感线圈8-1、8-2与电阻R1、R2、R3、R4组成电桥，振荡器23-1输出正弦波信号给电桥。当磁芯9的位置变化时，电感线8-1、8-2的连接点A的输出信号发生变化，该信号经放大电路23-3处理后输出至电路23-2和电路23-4组成的检波电路，检波后的模拟信号输出至中央处理器16内置的模/数转换器。

控制输入中的模式键用于选择下述操作状态：

示值校准：在该状态下，用本实用新型测量标准器中的一个标准圆柱，根据其显示结果来判断是否进行校准操作。

预置公差带：根据被检定工件的技术要求，设置上、下偏差以确定公差带。本实施中只有设置好公差带后才有模拟显示。

选择单位制：根据需要选择米制和英制两种测量单位制。

位置键用于选定要调整的数字(即使调整的数字位出现闪烁状态)；调整键用于对闪烁位的数字进行增/减操作；背光开关键用于打开/关闭显示部分的背光；锁值键用于调校完毕时使控制电路的参数固定在最佳状态，以及测量完成后使显示结果被锁定，以防止被测件取下时其显示结果发生改变；确认键用于确认每次调整操作。

电压检测电路21是通过从电池取电压信号，由中央处理器16的内置A/D转换器将其转换成数字信息，并与给定值比较。

报警装置由三极管T1和蜂鸣器FM构成。当被测件的尺寸超出设定偏差范围时，中央处理器的相应输出端输出高电平，三极管T1导通，蜂鸣器FM发出报警声音。

图8和图9给出信号处理电路中中央处理器根据存储器内程序指令执行的主要步骤，图中所示的步骤在实际中可以包含一步骤以上的步骤。

打开电源开关11时，执行步骤110，中央处理器进行初始化处理；步骤120对供电电源的输出电压进行检测，如果电源输出电压值小于设定值，执行步骤130，否则执行步骤140；步骤130是中央处理器输出控制信号，使液晶显示屏4上的电压低指示灯4-7闪亮，然后转到步骤140；步骤140判断模式键是否按下，如果判断是肯定的，则执行步骤150，如果判断是否定的，则执行步骤210；步骤150判断是否示值校准键是否按下，如果判断是肯定的，则执行步骤160，如果判断是否定的，则执行步骤170；步骤160进行示值校准，同时示值校准指示灯4-10亮，所述的示值校准是用本实用新型电子卡规测量一个标准圆柱，将结果与标准圆柱的给定值进行比较，若测量结果与给定值相同则不须调整，否则进行通过调整键13调整，使其与给定值相同；步骤170判断设置上偏差的按键是否按下，如果判断是肯定的，则执行步骤180，如果判断是否定的则执行步骤190；步骤180进行上偏差设置，即按照被测工件尺寸的上偏差逐位调整数字显示部分中的数字及符号，同时上偏差设置指示灯4-4亮，设置完后按确认键15结束，然后转到步骤190；步骤190判断设置下偏差键是否按下，如果判断是肯定的则执行步骤200，如果是否定的则执行步骤210；步骤200进行上偏差设置，即按照被测工件尺寸的下偏差逐位调整数字显示部分中的数字及符号，同时下偏差设置指示灯4-10亮，设置完后按确认键15结束，然后转到步骤210执行；步骤210将模拟信号转换成数字信号；步骤220中中央处理器对数字信号进行逻辑和数字运算；步骤230判断所测得的结果是否高于上偏差，如果判断是肯定的则执行步骤240，否则执行步骤250；步骤240进行超上偏差报警，蜂鸣器FM发出报警声，报警灯4-6和上超差指示灯4-3亮，电子柱4-1全部亮；步骤250判断据测得的结果是否低于下偏差，如果判断是肯定的则执行步骤260，如果判断是否定的则执行步骤270；步骤260进行超下偏差报警，蜂鸣器FM发出报警声，报警灯4-6和下超差指示灯4-9亮，电子柱4-1全部开闭；步骤270判断测量单位的制式，如果是米制，则米制指示灯4-12亮，然后执行步骤290，否则执行步骤280；步骤280进行英制转换，英制指示灯4-13亮；步骤290将被测件的实际公差值通过数字显示部分显示出来；步骤300将被测件实际尺寸的偏差在公差带中的模拟位置显示出来，即电子柱4-1在公差带4-2中的对应位置；步骤310判断锁值键是否按下，如果判断是肯定的则执行步骤320，否则执行步骤330；步骤320进行锁值处理，锁值指示灯4-11亮，锁值处理是指保持显示值不变；步骤330则结束本次运行。

本实用新型最佳的实施方式已阐明，本领域的普通技术人员在不脱离其精神的基础上所作出的各种改变皆应包含于本实用新型的保护范围之中。

Claims (12)

1、一种智能型电子卡规，包括：弹性测量体，设置在弹性测量体内的传感器，对传感器输出信号进行处理的信号处理电路；其特征在于：所述的信号处理电路包括中央处理器、存储器、模拟/数字转换电路和信息输出部分；所述模拟/数字转换电路将传感器的模拟信号转换成数字信号，所述存储器用于存储程序指令，所述中央处理器根据存储器中的程序指令对所述模拟/数字转换电路的输出信号进行处理，所述信息输出部分输出中央处理器处理后的输出信息。

2、根据权利要求1所述的智能型电子卡规，其特征在于所述的弹性测量体上固定有壳体，用于封装所述信号处理电路的部分元器件，所述信息输出部分设置在所述壳体的上表面。

3、根据权利要求1所述的智能型电子卡规，其特征在于所述的模拟/数字转换电路内置于所述中央处理器中。

4、根据权利要求1或2所述的智能型电子卡规，其特征在于所述的信息输出部分为液晶显示屏。

5、根据权利要求4所述的智能型电子卡规，其特征在于所述的信号处理电路还包括：

信号放大电路：将传感器的输出信号进行放大处理并输出到模拟/数字转换电路；

控制输入：向所述中央处理器传递控制信息。

6、根据权利要求5所述的智能型电子卡规，其特征在于所述的控制输入包括：

模式键：用于选定设置状态；

位置键：用于选定要调整的数字；

调整键：用于调整数字；

背光开关键：打开或关闭显示部分的背光；

锁值键：锁值键用于调校完毕时使控制电路的参数固定在最佳状态，以及测量完成后使输出结果被锁定，以防止被测件取下时其输出结果发生改变；

确认键：确认键用于确认每次调整操作。

7、根据权利要求4所述的智能型电子卡规，其特征在于所述液晶显示屏上设置有模拟显示和数字显示，所述模拟显示用于显示被测件实际尺寸的偏差在公差范围中的模拟位置。

8、根据权利要求2所述的智能型电子卡规，其特征在于所述的壳体上设置有手柄。

9、根据权利要求8所述的智能型电子卡规，其特征在于所述的手柄内腔为电池仓。

10、根据权利要求1或2所述的智能型电子卡规，其特征在于所述的信息处理电路还包括报警装置；当被测工件的尺寸超出设定偏差范围时，所述报警装置发出报警提示。

11、根据权利要求1或2所述的智能型电子卡规，其特征在于所述的信息处理电路还包括电池电压检测回路。

12、根据权利要求1所述的智能型电子卡规，其特征在于还包括标准器，所述的标准器用于校准所述信息处理电路的工作参数。

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