專利名稱：可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺。
背景技術(shù)：
常用的數(shù)顯卡尺包括主尺、游尺、容柵位移傳感器，在主尺和游尺的頂部左端分別設(shè)有內(nèi)測卡爪，在主尺和游尺的底部左端分別設(shè)有外測卡爪，在游尺上設(shè)有液晶顯示器和按鍵，容柵位移傳感器的定柵固定在主尺上，動?xùn)殴潭ㄔ谟纬呱稀Ｉ鲜龀Ｓ玫臄?shù)顯卡尺只能測量程范圍內(nèi)被測體的長度、高度、深度、內(nèi)孔直徑，而且在測量被測體的外圓直徑時，受到一些限制，例如測量半徑大于卡爪長度的被測體，只能在被測體的端面進行測量，但很多場合不具備這種條件，就無法測量。例如市售200MM數(shù)顯卡尺卡爪最長只有約46MM，只能直接測量出φ92MM以內(nèi)的直徑，超過φ92MM只能從端面測量，這時如端面有阻擋物，也就無法量出。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于針對常用的數(shù)顯卡尺存在的上述問題，提供一種可測大直徑和有效輪廓面小于半圓物體的直徑的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型包括主尺和游尺，在主尺和游尺的頂部左端分別設(shè)有內(nèi)測卡爪，在主尺和游尺的底部左端分別設(shè)有外測卡爪，在所述主尺和游尺的頂部右端還分別設(shè)有一個外徑測量頭，外徑測量頭的頂部內(nèi)側(cè)設(shè)有弧度大于30°的圓弧面，兩個外徑測量頭的圓弧面的半徑相等，它們的圓心至主尺頂面的距離相等，且兩圓心的連線平行于主尺的頂面。
作為進一步改進，本實用新型在所述主尺和游尺的外測卡爪的尖端內(nèi)側(cè)倒成半徑為r1的圓角，兩圓角的圓弧與測量刀口相切，兩個圓角的圓心至主尺底面的距離H1相等，且兩圓心的連線平行于主尺的底面。這樣，主尺和游尺的一對外測卡爪除了原來功能外，也相當(dāng)于一對可測外徑的測量頭，由于外測卡爪的長度較大，因此可把此對外測卡爪用于小直徑量程測定，而另一對外徑測量頭用于大直徑量程測定，小直徑量程測量精度高，大量程測量范圍廣，使用時可根據(jù)需要進行選擇。
本實用新型具有如下優(yōu)點1、保持了原卡尺所有功能和精度。
2、克服了原卡尺不能測量半徑大于卡爪長度的球體、兩端帶臺階的圓柱體、兩端大中間小的圓柱體、兩端有阻擋物的圓柱體等限制，如原200毫米卡尺，不能測直徑大于約90毫米的球體、兩端有階梯和阻擋物的圓柱體和兩端直徑大于被測直徑的圓柱體。
3、可以測量有效輪廓面小于半圓物體的直徑；4、可以測量圓弧的曲率半徑；5、擴大了測外圓直徑量程，實現(xiàn)了用小尺測大圓。
6、量程大小設(shè)計靈活，只需改變測量頭的總高值即可。如200MM卡尺，當(dāng)測量頭總高為25MM時，可測最大直徑400MM左右；當(dāng)測量頭總高為14MM時，可測最大直徑800MM左右，相當(dāng)于原卡尺量程的4倍，當(dāng)總高為9MM時，可測最大直徑1200MM左右，相當(dāng)于原卡尺量程的6倍。


圖1是本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是圖1的A放大圖。
圖3是本實用新型測外原弧直徑原理圖。
圖4是實施例中一對扇形外徑測量頭的正面圖。
圖5是圖4中右邊的扇形外徑測量頭的左視圖。
圖6是本實用新型可采用的一對球形外徑測量頭的正面圖。
圖7是圖6中右邊的球形外徑測量頭的左視圖。
圖8是本實用新型可采用的一對四方體形外徑測量頭的正面圖。
圖9是圖8中右邊的四方體形外徑測量頭的左視圖。
圖10是實施例的電路原理框圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例包括主尺1、游尺5、容柵位移傳感器，在主尺1和游尺5的頂部左端分別設(shè)有一個內(nèi)測卡爪2、3，在主尺1和游尺5的底部左端分別設(shè)有一個外測卡爪9、10，在游尺5上設(shè)有按鍵和液晶顯示器4，容柵位移傳感器的定柵固定在主尺1上，動?xùn)殴潭ㄔ谟纬?上。
如圖1所示，本實施例與普通數(shù)顯卡尺主要不同的結(jié)構(gòu)如下所述本實施例在主尺1和游尺5的頂部右端分別設(shè)有一個外徑測量頭6、7，如圖4和圖5所示，外徑測量頭6、7為扇形外徑測量頭，由下部的支柱17和頂部的扇形圓柱體16組合而成，支柱17和扇形圓柱體16之間的連接可用微弧焊、粘接劑或螺絲連接，它們之間的連接面做成斜面，便于在安裝時調(diào)整外徑測量頭的高度，當(dāng)然支柱和扇形圓柱體也可以做成一體的形式。本實施例還在主尺1和游尺5的外測卡爪9、10的尖端內(nèi)側(cè)倒成半徑為r1的圓角8、11，如圖2所示，兩圓角8、11的圓弧分別與外測卡爪9、10內(nèi)側(cè)的測量刀口相切，兩個圓角8、11的圓心至主尺1底面的距離H1相等，且兩圓心的連線平行于主尺1的底面。
本實用新型中的外徑測量頭的形狀還可采用其它形狀，例如圖6和圖7所示的球形外徑測量頭，是由下部的支柱19和頂部的球體18一體構(gòu)成或組合而成；圖8和圖9所示的四方體形外徑測量頭，是由四方體在內(nèi)側(cè)頂部倒圓角形成?？傊緦嵱眯滦椭械耐鈴綔y量頭需滿足如下條件在其頂部內(nèi)側(cè)設(shè)有弧度大于30°的圓弧面，一般其弧度大于或等于90°較好，兩個外徑測量頭的圓弧面的半徑相等，它們的圓心至主尺頂面的距離相等，且兩圓心的連線平行于主尺的頂面。
本實施例針對外圓弧測定設(shè)置了雙量程，把一對外測卡爪9、10用于小直徑量程測定，把一對外徑測量頭6、7用于大直徑量程測定，在用于小直徑外圓弧量程測定時，一對外測卡爪9、10相當(dāng)于一對外徑測量頭。外圓弧直徑的測量原理參見圖1和圖3。圖3中D為被測體的外徑，r為外徑測量頭頂部圓弧面的半徑/外測卡爪的尖端內(nèi)側(cè)所倒圓角的半徑，L為外徑測量頭的兩個圓弧面之間的最小距離/兩外測卡爪的刀口之間的距離，H為外徑測量頭上圓弧面的圓心至主尺頂面的距離/外測卡爪的尖端內(nèi)側(cè)所倒圓角的圓心至主尺底面的距離，12為主尺的底面或頂面，13、14為一對分別設(shè)置在游尺和主尺上的外徑測量頭，15為被測體。
本實用新型采用的是間接測量法，被測體外徑的計算公式如下1、小直徑量程測量時，被測體外徑D1的函數(shù)式為當(dāng)L1≥2H1時，D1=L12+4r1L1+4H124(H1+r1);]]>當(dāng)L1≤2H1時，D1＝L1；L1為兩外測卡爪的刀口之間的距離，r1為外測卡爪的尖端內(nèi)側(cè)所到圓角的半徑，H1為外測卡爪的尖端內(nèi)側(cè)所倒圓角的圓心至主尺底面的距離。
本實用新型中r1的取值為0.1-5mm，H1的取值為30-80mm，L1的取值為0-1000mm。
2、大直徑量程測量時，被測體外徑D2的函數(shù)式為當(dāng)L2≥2H2時，D2=L22+4r2L2+4H224(H2+r2);]]>當(dāng)L2＜2H2時，無效；r2為外徑測量頭頂部內(nèi)側(cè)的圓弧面的半徑，L2為兩個外徑測量頭的兩個圓弧面之間的最小距離，H2為外徑測量頭的圓弧面的圓心至主尺頂面的距離。
本實用新型中r2取值為0.1-30mm，L2取值為0-1000mm，H2取值為0-50mm。
圖1所示的實施例是由200毫米(8英寸)的數(shù)顯卡尺改造而成，主要技術(shù)參數(shù)如下保留的原有原尺技術(shù)規(guī)格量程0-200mm/8″；分辨率0.01mm；最大誤差±0.03mm；具有任意位置清零功能；具有任意數(shù)據(jù)公英制轉(zhuǎn)換mm/in功能。
實施例新增的測外圓弧量尺技術(shù)規(guī)格r1＝1mm；H1＝45mm，r2＝5mm；H2＝9.2mm，采用小量程測量當(dāng)L1≥90mm時，D1=L12+4L1+8100184]]>當(dāng)L1≤90mm時，D1＝L1，量程直徑0-272mm，分辨率0.05mm，最大誤差設(shè)按IT6級精度標(biāo)準(zhǔn)制作卡尺，直徑0-90mm段；±0.03mm，直徑90-150mm段±0.07mm，直徑150-272mm段±0.14mm。
采用大量程測量
當(dāng)L2≥18.4mm時，D2=L22+20L2+338.5656.8,]]>當(dāng)L2＜18.4mm時，無效，液晶顯示屏上不顯示。
量程直徑18.4-800mm，分辨率0.10mm，最大誤差設(shè)按IT6級精度標(biāo)準(zhǔn)制作卡尺直徑18.4-200mm段小于±0.30mm，直徑200-500mm段小于±0.80mm，直徑500-800mm段小于±1.20mm。
本實施例的電路原理是集成電路IC1提供容柵位移傳感器的動?xùn)膨?qū)動信號，同時收集動?xùn)艂鱽淼奈灰泼}沖及相位信號進行數(shù)據(jù)整理，然后送到微處理器IC2，IC2內(nèi)有測弧一、測弧二公式、任意數(shù)據(jù)公英制轉(zhuǎn)換、任意位置清零程序，IC2按照按鍵的指令，進行數(shù)據(jù)處理，將結(jié)果變成液晶驅(qū)動信號送到液晶顯示器4顯示出讀數(shù)值。容柵位移傳感器和液晶顯示器4可利用卡尺的原件，IC1可采用上海新茂半導(dǎo)體有限公司產(chǎn)品SN6603，IC2可采用ML64168微處理器。
本實施例的測量方法如下根據(jù)量程，將游尺5推向主尺1對應(yīng)的外徑測量頭端，使兩測量頭靠緊，按清零鍵清零；按功能按鍵轉(zhuǎn)換至對應(yīng)量程；2、拉開測量頭，將主尺1上靜止的外徑測量頭和主尺1的尺桿靠緊被測圓弧面；3、將游尺5上活動的外徑測量頭緩緩?fù)葡虮粶y體的圓弧面，直到相碰，注意尺桿平面與工件軸線相垂直；并保證三點同時接觸；4、直接讀取液晶顯示屏4上的直徑值即可。
權(quán)利要求1.一種可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，包括主尺和游尺，在主尺和游尺的頂部左端分別設(shè)有內(nèi)測卡爪，在主尺和游尺的底部左端分別設(shè)有外測卡爪，其特征在于在所述主尺和游尺的頂部右端還分別設(shè)有一個外徑測量頭，外徑測量頭的頂部內(nèi)側(cè)設(shè)有弧度大于30°的圓弧面，兩個外徑測量頭的圓弧面的半徑相等，它們的圓心至主尺頂面的距離相等，且兩圓心的連線平行于主尺的頂面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，其特征在于所述外徑測量頭為四方體在內(nèi)側(cè)頂部倒圓角形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，其特征在于所述外徑測量頭由下部的支柱和頂部的球體一體構(gòu)成或組合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，其特征在于所述外徑測量頭由下部的支柱和頂部的圓柱體一體構(gòu)成或組合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，其特征在于所述外徑測量頭由下部的支柱和頂部的扇形圓柱體一體構(gòu)成或組合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，其特征在于所述外徑測量頭由支柱和扇形圓柱體組合而成，支柱和扇形圓柱體的連接面為斜面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，其特征在于被測體外徑D2的函數(shù)式為當(dāng)L2≥2H2時，D2=L22+4r2L2+4H224(H2+r2);]]>當(dāng)L2＜2H2時，無效所述r2為外徑測量頭的圓弧面的半徑，L2為兩個圓弧面之間的最小距離，H2為圓弧面的圓心至主尺頂面的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，其特征在于所述外徑測量頭的圓弧面的半徑r2取值為0.1-30mm， 兩個圓弧面之間的最小距離L2取值為0-1000mm，圓弧面的圓心至主尺頂面的距離H2取值為0 50mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，其特征在于在所述主尺和游尺的外測卡爪的尖端內(nèi)側(cè)倒成半徑為r1的圓角，兩圓角的圓弧與測量刀口相切，兩個圓角的圓心至主尺底面的距離H1相等，且兩圓心的連線平行于主尺的底面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，其特征在于所述被測體外徑D1的函數(shù)式為當(dāng)L1≥2H1時，D1=L12+4r1L1+4H124(H1+r1);]]>當(dāng)L1≤2H1時，D1＝L1；所述L1為兩外測卡爪的刀口之間的距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，其特征在于所述r1的取值為0.1-5mm，H1的取值為30-80mm，兩外測卡爪的刀口之間的距離L1的取值為0-1000mm。
專利摘要本實用新型為一種可測外圓弧直徑的數(shù)顯卡尺，包括主尺和游尺，在主尺和游尺的頂部左端分別設(shè)有內(nèi)測卡爪，在主尺和游尺的底部左端分別設(shè)有外測卡爪，在所述主尺和游尺的頂部右端還分別設(shè)有一個外徑測量頭，外徑測量頭的頂部至少在其內(nèi)側(cè)設(shè)有弧度大于30°的圓弧面，兩個外徑測量頭的圓弧面的半徑相等，它們的圓心至主尺頂面的距離相等，且兩圓心的連線平行于主尺的頂面。本實用新型保持了現(xiàn)有卡尺的所有功能和精度，并且實現(xiàn)了用小尺測大圓，克服了現(xiàn)有卡尺不能測量半徑大于卡爪長度的球體等形狀的被測體的限制，可以測量有效輪廓面小于半圓物體的直徑。
文檔編號G01B3/38GK2935076SQ20062001780
公開日2007年8月15日 申請日期2006年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
發(fā)明者張玉華 申請人:張玉華