數(shù)顯量具及其測量數(shù)據(jù)修正方法和測量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種數(shù)顯量具，包括機械測量結(jié)構(gòu)及固定至所述機械測量結(jié)構(gòu)上以輸出機械測量結(jié)構(gòu)的測量數(shù)據(jù)的輸出裝置。所述輸出裝置包括與所述機械測量結(jié)構(gòu)連接的傳感器、連接傳感器的數(shù)字測量電路模塊、與所述數(shù)字測量電路模塊連接的顯示器以及輸入模塊。所述輸出裝置還包括連接在所述數(shù)字測量電路模塊和顯示器之間并保存有調(diào)整值以對機械測量結(jié)構(gòu)的測量數(shù)據(jù)進行修正處理的處理器，從而可有效提高本發(fā)明數(shù)顯量具的測量精度。
【專利說明】數(shù)顯量具及其測量數(shù)據(jù)修正方法和測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)顯量具，尤其涉及一種可對機械測量結(jié)構(gòu)的誤差進行修正的數(shù)顯量具及其測量數(shù)據(jù)修正方法和測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]量具，例如千分尺、卡尺、千分表等是工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的工具。隨著科技的發(fā)展，人們對量具測量的精度要求也逐漸提高，往往要求達到Ium的精度，從而市場上的量具數(shù)字化發(fā)展的趨勢也越來越明顯，現(xiàn)有市場上用于量具內(nèi)的數(shù)字測量電路芯片的性能已基本上可以滿足高精度的測量需求。但是，當(dāng)將該數(shù)字測量電路芯片安裝至機械測量結(jié)構(gòu)上后，因各方面的誤差導(dǎo)致量具的整體性能卻仍舊不能達到高精度需求。其中原因不乏有受到量具中傳感器的制作工藝、機械測量結(jié)構(gòu)加工的精度以及裝配工藝水平等等方面的影響，由此導(dǎo)致量具在生產(chǎn)和檢驗過程中因為不合格而增加重復(fù)性的勞動，進而導(dǎo)致量具的生產(chǎn)制造合格率較低、成本較高、且難以滿足高精度的測量要求。
[0003]因此，有必要提供一種改進的數(shù)顯量具及其測量數(shù)據(jù)修正方法和測量方法以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可對量具生產(chǎn)制造中的誤差進行修正以提高生產(chǎn)效率、同時降低生產(chǎn)成本、并且還可滿足高精度測量需求的數(shù)顯量具及其測量數(shù)據(jù)修正方法和測量方法。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種數(shù)顯量具，包括機械測量結(jié)構(gòu)及固定至所述機械測量結(jié)構(gòu)上以輸出機械測量結(jié)構(gòu)的測量數(shù)據(jù)的輸出裝置，所述輸出裝置包括與所述機械測量結(jié)構(gòu)連接的傳感器、連接傳感器的數(shù)字測量電路模塊、與所述數(shù)字測量電路模塊連接的顯示器以及輸入模塊，所述輸出裝置還包括連接在所述數(shù)字測量電路模塊和顯示器之間并保存有調(diào)整值以對機械測量結(jié)構(gòu)的測量數(shù)據(jù)進行修正處理的處理器。
[0006]作為本發(fā)明的進一步改進，所述輸入模塊包括設(shè)置于顯示器一側(cè)以進行操作的操作鍵盤，所述操作鍵盤與處理器電性連接。
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進，所述機械測量結(jié)構(gòu)為千分尺、卡尺、千分表或者其他長度測量器具。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，所述數(shù)顯量具還包括連接所述處理器的電源。
[0009]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種數(shù)顯量具的測量數(shù)據(jù)修正方法，包括如下步驟，
首先，將機械測量結(jié)構(gòu)移動至零點，通過輸入模塊在處理器中記錄機械測量結(jié)構(gòu)處于零點時傳感器的零點測量數(shù)據(jù)xO及真實的零值y0 ；
然后，移動機械測量結(jié)構(gòu)，并通過輸入模塊在處理器中記錄機械測量結(jié)構(gòu)處于各采樣點yn時的傳感器的測量數(shù)據(jù)xn，同時利用一標(biāo)準(zhǔn)量塊檢測所述各采樣點的真實數(shù)值yn’，并將各采樣點的真實數(shù)值yn’與傳感器的測量數(shù)據(jù)xn—一對應(yīng)存儲至處理器中；
最后，處理器對各測量數(shù)據(jù)xn與真實數(shù)值yn’的采樣交集點(xn，yn’ )與零點(xO，yO)分別進行線性化處理，同時根據(jù)該采樣交集點(xn，yn’)與零點(xO，yO)連接線條的線條屬性獲取對傳感器的測量數(shù)據(jù)進行修正的調(diào)整值并進行存儲。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進,當(dāng)所述采樣交集點(xn, yn’)與零點(xO, yO)之間為直線連接，所述調(diào)整值為該直線的斜率。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進,當(dāng)所述采樣交集點(xn, yn’)與零點(xO, yO)之間為曲線連接，所述調(diào)整值為處理器通過曲線擬合計算而得。
[0012]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種數(shù)顯量具的測量方法，包括以下步驟， 首先，利用機械測量結(jié)構(gòu)對一待測物體進行測量；
其次，傳感器接收測量數(shù)據(jù)并通過數(shù)字測量電路模塊將測量數(shù)據(jù)傳遞給處理器；
然后，處理器根據(jù)預(yù)先存儲的調(diào)整值對傳感器測得的測量數(shù)據(jù)進行修正，并將修正后的測量數(shù)據(jù)傳送給顯示器；
最后，顯示器接收修正后的測量數(shù)據(jù)并進行輸出顯示。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明數(shù)顯量具通過內(nèi)置處理器，由此可利用該處理器對機械測量結(jié)構(gòu)測量并由傳感器輸出的測量數(shù)據(jù)進行修正，從而可對量具生產(chǎn)制造中的誤差進行有效修正，進而提高生產(chǎn)效率、同時降低生產(chǎn)成本、并且還可滿足高精度的測量需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明數(shù)顯量具的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖所示的各實施方式對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0016]請結(jié)合圖1所示，本發(fā)明數(shù)顯量具包括機械測量結(jié)構(gòu)及固定至所述機械測量結(jié)構(gòu)上以輸出機械測量結(jié)構(gòu)的測量數(shù)據(jù)的輸出裝置。所述輸出裝置包括與所述機械測量結(jié)構(gòu)連接的傳感器、連接傳感器的數(shù)字測量電路模塊、與所述數(shù)字測量電路模塊連接的顯示器、輸入模塊、以及連接在所述數(shù)字測量電路模塊和顯示器之間以對機械測量結(jié)構(gòu)的測量數(shù)據(jù)進行修正處理的處理器。所述處理器中保存有預(yù)先設(shè)置以在實際測量時對傳感器的測量數(shù)據(jù)進行修正處理的調(diào)整值。所述輸入模塊包括設(shè)置于顯示器一側(cè)以進行操作的操作鍵盤。所述操作鍵盤與處理器電性連接。所述數(shù)顯量具還包括連接所述處理器的電源。所述機械測量結(jié)構(gòu)可以為千分尺、卡尺、千分表或者其他長度測量器具等。
[0017]本發(fā)明數(shù)顯量具進行測量數(shù)據(jù)修正的方法包括如下步驟，
首先，將所述機械測量結(jié)構(gòu)移動至零點，并通過輸入模塊在處理器中記錄該機械測量結(jié)構(gòu)處于零點時傳感器輸出給處理器的零點測量數(shù)據(jù)xO及真實的零值yO ；
然后，移動機械測量結(jié)構(gòu)，并通過輸入模塊在處理器中記錄機械測量結(jié)構(gòu)處于各采樣點yn時的傳感器的測量數(shù)據(jù)xn，同時利用一標(biāo)準(zhǔn)量塊檢測所述各采樣點的真實數(shù)值yn’，并將各采樣點的真實數(shù)值yn’與傳感器的測量數(shù)據(jù)xn—一對應(yīng)存儲至處理器中； 最后，處理器對各測量數(shù)據(jù)xn與真實數(shù)值yn’的采樣交集點(xn，yn’ )與零點(xO，yO)分別進行線性化處理，同時根據(jù)該采樣交集點(xn，yn’)與零點(xO，yO)連接線條的線條屬性獲取對傳感器的測量數(shù)據(jù)進行修正的調(diào)整值并進行存儲，以利用該調(diào)整值對測量過程中的測量數(shù)據(jù)進行修正。
[0018]例如，在數(shù)顯量具的生產(chǎn)制造過程中，有一個標(biāo)定過程，在此時，操作員(未圖示)先將機械測量結(jié)構(gòu)移動到零點，并通過輸入模塊通知處理器記錄零點的傳感器的測量數(shù)據(jù)xO,同時對應(yīng)記錄零點的真實數(shù)值y0=0 ;然后，移動機械測量結(jié)構(gòu)至采樣點yl，同時記錄在采樣點yl時傳感器的測量數(shù)據(jù)xl，再使用標(biāo)準(zhǔn)量塊檢測所述采樣點的真實數(shù)值yl’，并通過輸入模塊將該真實數(shù)值yl’輸入處理器并將數(shù)據(jù)記錄為采樣交集點(xl，yl’)；最后，處理器根據(jù)嵌入式軟件算法將采樣交集點(xl，yl’)與零點(xO，yO)連成一條直線，直線的斜率用kl表示，由此可知:yl’ -yl=kl*(xl-x0);而式中的yl’、yO、xO、xl均為已知數(shù),可以得到kl=( yl’ -yl)/(xl-x0);從而對于該條直線上的任意一點yl=y0+kl*(xl_x0),即處理器可利用該斜率kl對該yl點處的測量數(shù)據(jù)xl進行修正以獲取待測物體的真實測量數(shù)值。即在本實施方式中，該斜率kl即為處理器用以對本發(fā)明數(shù)顯量具的傳感器的輸出測量數(shù)據(jù)進行修正的調(diào)整值。在上述實施方式中，采樣交集點(xl，yl’)與零點(xO，yO)之間用直線連接，并以該直線的斜率kl為調(diào)整值來進行實際測量數(shù)據(jù)的修正計算；誠然，在其他實施中，所述處理器也可被設(shè)置為通過采用2次曲線或3次曲線連接，從而利用2次或3次曲線擬合計算獲取可以對傳感器輸出的測量數(shù)據(jù)進行修正的調(diào)整值，進而使得本發(fā)明數(shù)顯量具可以輸出精確的測量數(shù)據(jù)。
[0019]本發(fā)明數(shù)顯量具的測量方法包括以下步驟，
首先，利用機械測量結(jié)構(gòu)對一待測物體(未圖示)進行測量；
其次，傳感器接收測量數(shù)據(jù)并通過數(shù)字測量電路模塊將測量數(shù)據(jù)傳遞給處理器；
然后，處理器根據(jù)預(yù)先存儲的調(diào)整值對傳感器測得的測量數(shù)據(jù)進行修正，并將修正后的測量數(shù)據(jù)傳送給顯示器；
最后，顯示器接收修正后的測量數(shù)據(jù)并進行輸出顯示。
[0020]綜上所述，本發(fā)明數(shù)顯量具通過內(nèi)置處理器，由此可利用該處理器的嵌入式軟件算法獲取對該數(shù)顯量具的機械結(jié)構(gòu)誤差或其他裝配誤差進行修正補償?shù)恼{(diào)整值，使得本發(fā)明數(shù)顯量具可對機械測量結(jié)構(gòu)測量并由傳感器輸出的測量數(shù)據(jù)進行有效修正，進而提高生產(chǎn)效率，同時降低生產(chǎn)成本,并且還可滿足高精度的測量需求。
[0021]應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
[0022]上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種數(shù)顯量具，包括機械測量結(jié)構(gòu)及固定至所述機械測量結(jié)構(gòu)上以輸出機械測量結(jié)構(gòu)的測量數(shù)據(jù)的輸出裝置，所述輸出裝置包括與所述機械測量結(jié)構(gòu)連接的傳感器、連接傳感器的數(shù)字測量電路模塊、與所述數(shù)字測量電路模塊連接的顯示器以及輸入模塊，其特征在于:所述輸出裝置還包括連接在所述數(shù)字測量電路模塊和顯示器之間并保存有調(diào)整值以對機械測量結(jié)構(gòu)的測量數(shù)據(jù)進行修正處理的處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)顯量具，其特征在于:所述輸入模塊包括設(shè)置于顯示器一側(cè)以進行操作的操作鍵盤，所述操作鍵盤與處理器電性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)顯量具，其特征在于:所述機械測量結(jié)構(gòu)為千分尺、卡尺、千分表或者其他長度測量器具。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)顯量具，其特征在于:所述數(shù)顯量具還包括連接所述處理器的電源。
5.一種如權(quán)利要求1所述的數(shù)顯量具的測量數(shù)據(jù)修正方法，其特征在于:所述測量數(shù)據(jù)修正的方法包括如下步驟， 首先，將機械測量結(jié)構(gòu)移動至零點，通過輸入模塊在處理器中記錄機械測量結(jié)構(gòu)處于零點時傳感器的零點測量數(shù)據(jù)xO及真實的零值y0 ； 然后，移動機械測量結(jié)構(gòu)，并通過輸入模塊在處理器中記錄機械測量結(jié)構(gòu)處于各采樣點yn時的傳感器的測量數(shù)據(jù)xn，同時利用一標(biāo)準(zhǔn)量塊檢測所述各采樣點的真實數(shù)值yn’，并將各采樣點的真實數(shù)值yn’與傳感器的測量數(shù)據(jù)xn—一對應(yīng)存儲至處理器中； 最后，處理器對各測量數(shù)據(jù)xn與真實數(shù)值yn’的采樣交集點(xn，yn’ )與零點(xO，y0)分別進行線性化處理，同時根據(jù)該采樣交集點(xn，3^’)與零點(別，y0)連接線條的線條屬性獲取對傳感器的測量數(shù)據(jù)進行修正的調(diào)整值并進行存儲。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)顯量具的測量數(shù)據(jù)修正方法，其特征在于:當(dāng)所述采樣交集點(xn，711’)與零點0^0，y0)之間為直線連接，所述調(diào)整值為該直線的斜率。
7.如權(quán)利要求5所述的數(shù)顯量具的測量數(shù)據(jù)修正方法，其特征在于:當(dāng)所述采樣交集點(xn，yn’)與零點(xO，y0)之間為曲線連接，所述調(diào)整值為處理器通過曲線擬合計算而得。
8.—種數(shù)顯量具的測量方法，其特征在于:所述測量方法包括以下步驟， 首先，利用機械測量結(jié)構(gòu)對一待測物體進行測量； 其次，傳感器接收測量數(shù)據(jù)并通過數(shù)字測量電路模塊將測量數(shù)據(jù)傳遞給處理器； 然后，處理器根據(jù)預(yù)先存儲的調(diào)整值對傳感器測得的測量數(shù)據(jù)進行修正，并將修正后的測量數(shù)據(jù)傳送給顯示器； 最后，顯示器接收修正后的測量數(shù)據(jù)并進行輸出顯示。
【文檔編號】G01B5/02GK103575174SQ201210248982
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月18日
【發(fā)明者】趙洪濤 申請人:上海潛龍電子科技有限公司