本發(fā)明涉及測量器具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種傳感器與數(shù)字電路分離的容柵式數(shù)顯卡尺及其制作方法。

背景技術(shù)：
數(shù)顯卡尺通常由尺坯、定柵和數(shù)顯動(dòng)?xùn)偶M成，數(shù)顯動(dòng)?xùn)偶ǔＳ蓜?dòng)?xùn)艂鞲衅麟娐泛蛿?shù)字?jǐn)?shù)字集成電路板和顯示組件組成。為了達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單的效果，動(dòng)?xùn)艂鞲衅麟娐泛蛿?shù)字?jǐn)?shù)字集成電路板通常設(shè)計(jì)在同一塊PCB上實(shí)現(xiàn)，PCB板通常由玻璃纖維加環(huán)氧樹脂制成的覆銅板FR4制成，定柵一般也是由PCB制作而成。對(duì)于作為測量器具的卡尺而言，精度和穩(wěn)定性是卡尺最重要的特性?，F(xiàn)有的數(shù)顯卡尺的精度主要由定柵和動(dòng)?xùn)艂鞲衅鞯闹谱骶葲Q定的。然而，PCB制作的動(dòng)?xùn)艂鞲衅骱投啪哂腥缦聨讉€(gè)缺陷：1、受PCB制作工藝的限制，定柵和動(dòng)?xùn)艂鞲衅鞯闹谱骶认拗?，使得?shù)顯卡尺的精度通常在0.03mm左右；2、PCB通常會(huì)隨環(huán)境溫度和濕度的變化而發(fā)生變形，容易影響測量精度及數(shù)顯卡尺的使用壽命；3、由于動(dòng)?xùn)艂鞲衅麟娐泛蛿?shù)字?jǐn)?shù)字集成電路板是設(shè)計(jì)在同一塊PCB板上，與外殼固定形成數(shù)顯動(dòng)?xùn)偶?，再固定在尺框上，完全依靠尺坯和PCB板的機(jī)械加工精度來保證動(dòng)定柵之間的裝配間隙，不但PCB板在兩次安裝過程中會(huì)發(fā)生變形，而且動(dòng)定柵之間的裝配間隙的大小都會(huì)對(duì)數(shù)顯卡尺的最終精度會(huì)產(chǎn)生影響；4、由于動(dòng)?xùn)艂鞲衅麟娐泛蛿?shù)字?jǐn)?shù)字集成電路板是設(shè)計(jì)在同一塊PCB板上，線路布置局限，不可避免的將導(dǎo)致各種信號(hào)對(duì)測量信號(hào)的干擾，從而有造成可能的系統(tǒng)誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的傳感器與數(shù)字電路分離的容柵式數(shù)顯卡尺。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種傳感器與數(shù)字電路分離的容柵式數(shù)顯卡尺，包括尺坯、動(dòng)?xùn)沤M件和集成電路組件，所述動(dòng)?xùn)沤M件包括ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅骱腿嵝跃€路板，所述尺坯上設(shè)置有ITO定柵和可在ITO定柵上移動(dòng)的尺框，且所述集成電路組件包括數(shù)字集成電路板、顯示器和電池；所述ITO定柵、ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?、?shù)字集成電路板和顯示器依次固定套設(shè)在尺框上，且所述ITO定柵與ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅髦g預(yù)留有間隙；所述電池與數(shù)字集成電路板電連接，所述ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅魍ㄟ^柔性電路板與數(shù)字集成電路板的輸入端口電連接，且所述數(shù)字集成電路板的輸出端口與顯示器電連接；所述ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅魇占呖蛞苿?dòng)的信號(hào)后，將信號(hào)傳遞到數(shù)字集成電路板中，數(shù)字集成電路板處理后通過顯示器顯示。其中，所述動(dòng)?xùn)沤M件還包括四根PIN針，所述尺框上開設(shè)有與PIN針相適配的四個(gè)安裝孔，每根PIN針的一端夾緊ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?，且每根PIN針的另一端固定插入對(duì)應(yīng)的安裝孔后，所述間隙形成在ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅髋cITO定柵之間。其中，所述動(dòng)?xùn)沤M件還包括異方性導(dǎo)電膠，且所述ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅魍ㄟ^異方性導(dǎo)電膠與柔性線路板電連接。其中，所述尺坯還包括主尺，所述主尺與ITO定柵粘合固定成型為一體，且所述主尺套設(shè)在尺框內(nèi)。其中，所述集成電路組件還包括罩殼，所述罩殼上設(shè)置有開關(guān)按鈕和歸零按鈕，且所述開關(guān)按鈕和歸零按鈕分別與數(shù)字集成電路板電連接。其中，所述數(shù)字集成電路板包括PCB板和設(shè)置在PCB板上的集成電路。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種傳感器與數(shù)字電路分離的容柵式數(shù)顯卡尺的制作方法，包括以下步驟：S1、安裝ITO定柵：將ITO定柵粘固在主尺上，且將尺框套設(shè)在主尺上；S2、安裝ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅鳎哼x取一塊墊片安置在ITO定柵上，四根PIN針的一端分別夾緊ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅鲗?duì)應(yīng)的一角，將每根PIN針的另一端插入對(duì)應(yīng)的安裝孔內(nèi)后固定，取出墊片后形成一墊片厚度大小的固定間隙；S3、安裝柔性線路板：將柔性線路板放置在ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅魃?，且異方性?dǎo)電膠通過加熱加壓的方式將柔性線路板與ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅髡澈?，粘合后形成?dòng)?xùn)沤M件；S4、安裝集成電路組件：將已安裝好的動(dòng)?xùn)沤M件與數(shù)字集成電路板電連接，將顯示器通過導(dǎo)線焊接在數(shù)字集成電路板的輸出端口上，再將罩殼扣住顯示器及數(shù)字集成電路板，形成集成電路組件，將集成電路組件及動(dòng)?xùn)沤M件依次扣合在尺框上。其中，在S1和S2中，均包括ITO的刻蝕工藝，選取ITO玻璃，將ITO線路刻蝕在ITO玻璃上即可形成ITO定柵和ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?。其中，在S4后還包括制作完成后的測量信號(hào)的讀取及顯示過程S5，包括以下具體步驟：S51、測量前準(zhǔn)備工作：打開開關(guān)按鈕，等待直至顯示器顯示穩(wěn)定的歸零狀態(tài)；S52、測量信號(hào)讀取：在尺坯上安置待測物，移動(dòng)尺框，ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅髋cITO定柵之間產(chǎn)生相對(duì)位移，且ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅髯x取該相對(duì)位移的模擬信號(hào)；S53、測量信號(hào)處理：ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅魍ㄟ^柔性線路板將該模擬信號(hào)發(fā)送到數(shù)字集成電路板中，且數(shù)字集成電路板將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；S54、測量信號(hào)顯示：數(shù)字集成電路板將數(shù)字信號(hào)發(fā)送到顯示器上，顯示器顯示該數(shù)字信號(hào)，得到測量數(shù)據(jù)。本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的傳感器與數(shù)字電路分離的容柵式數(shù)顯卡尺，ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅魇占呖蛞苿?dòng)的信號(hào)后，將信號(hào)傳遞到數(shù)字集成電路板中，數(shù)字集成電路板處理后通過顯示器顯示。ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅饔蒊TO玻璃制成，不會(huì)隨著環(huán)境溫度和濕度的變化而發(fā)生變形，ITO玻璃的特性保證了精度長久的穩(wěn)定性，使得ITO定柵與ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅髦g的間隙更穩(wěn)定，不易變形；ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅髋c數(shù)字集成電路板分開安置，且二者電連接，不但保證了信號(hào)可傳輸，而且有利于二者的線路良好布局，避免傳輸過程中的傳輸信號(hào)對(duì)測量信號(hào)造成干擾，減小系統(tǒng)誤差，提高測量精度，且使用壽命長。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)中將動(dòng)?xùn)艂鞲衅骱蛿?shù)字集成電路設(shè)計(jì)在同一塊PCB板上，采用分開的ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅骱蛿?shù)字集成電路板，ITO定柵與ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅髦械腎TO刻蝕工藝比PCB的刻蝕工藝高一個(gè)層次，從而本發(fā)明的數(shù)顯卡尺的精度要高一倍，具有安裝方便、測量精度高、使用壽命長的特點(diǎn)。附圖說明圖1為本發(fā)明傳感器與數(shù)字電路分離的容柵式數(shù)顯卡尺的爆炸圖；圖2為圖1組合后的局部剖視圖；圖3為本發(fā)明傳感器與數(shù)字電路分離的容柵式數(shù)顯卡尺的制作方法方框圖。主要元件符號(hào)說明如下：1、尺坯2、動(dòng)?xùn)沤M件3、集成電路組件11、尺框12、ITO定柵13、主尺21、ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?2、柔性線路板23、PIN針31、數(shù)字集成電路板32、顯示器33、罩殼111、安裝孔311、FPC插座331、開關(guān)按鈕332、歸零按鈕。具體實(shí)施方式為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。參閱圖1-3，本發(fā)明的傳感器與數(shù)字電路分離的容柵式數(shù)顯卡尺，包括尺坯1、動(dòng)?xùn)沤M件2和集成電路組件3，尺坯1上設(shè)置有ITO定柵12和可在ITO定柵12上移動(dòng)的尺框11，動(dòng)?xùn)沤M件2包括ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1和柔性線路板22，且集成電路組件3包括數(shù)字集成電路板31、顯示器32和電池（圖未示）；ITO定柵12、ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1、數(shù)字集成電路板31和顯示器32依次固定套設(shè)在尺框11上，且ITO定柵12與ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1之間預(yù)留有間隙（圖未示）；電池與數(shù)字集成電路板31電連接，ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1通過柔性電路板與數(shù)字集成電路板31的輸入端口電連接，且數(shù)字集成電路板31的輸出端口與顯示器32電連接；ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1收集尺框11移動(dòng)的信號(hào)后，將信號(hào)傳遞到數(shù)字集成電路板31中，數(shù)字集成電路板31處理后通過顯示器32顯示。本發(fā)明的容柵式數(shù)顯卡尺啟動(dòng)后，由電池供電，ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1收集其在ITO定柵12的相對(duì)位移信號(hào)，即尺框11位移的距離信號(hào)，并且，ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1將該信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字集成電路板31進(jìn)行運(yùn)算處理，處理得出結(jié)果后將該相對(duì)位移數(shù)據(jù)直接顯示在顯示器32上，完成整個(gè)測量過程中的信號(hào)讀取、處理、傳輸及顯示。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的傳感器與數(shù)字電路分離的容柵式數(shù)顯卡尺，ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1收集尺框11移動(dòng)的信號(hào)后，將信號(hào)傳遞到數(shù)字集成電路板31中，數(shù)字集成電路板31處理后通過顯示器32顯示。ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1由ITO玻璃制成，不會(huì)隨著環(huán)境溫度和濕度的變化而發(fā)生變形，ITO玻璃的特性保證了精度長久的穩(wěn)定性，使得ITO定柵12與ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1之間的間隙更穩(wěn)定，不易變形；ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1與數(shù)字集成電路板31分開安置，且二者電連接，不但保證了信號(hào)可傳輸，而且有利于二者的線路良好布局，避免傳輸過程中的傳輸信號(hào)對(duì)測量信號(hào)造成干擾，減小系統(tǒng)誤差，提高測量精度，且使用壽命長。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)中將動(dòng)?xùn)艂鞲衅骱蛿?shù)字集成電路設(shè)計(jì)在同一塊PCB板上，采用分開的ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1和數(shù)字集成電路板31，ITO定柵12與ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1中的ITO刻蝕工藝比PCB的刻蝕工藝高一個(gè)層次，從而本發(fā)明的數(shù)顯卡尺的精度要高一倍，具有安裝方便、測量精度高、使用壽命長的特點(diǎn)。本案中，數(shù)字集成電路板31上設(shè)置有FPC插座311，柔性線路板22與FPC插座311固定連接后，ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1與數(shù)字集成電路板31的輸入端口電連接。FPC插座311和柔性線路板22的連接實(shí)現(xiàn)了ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1與數(shù)字集成電路板31之間的信號(hào)傳輸，并且，柔性線路板22具有可任意彎曲的優(yōu)勢，不影響動(dòng)?xùn)沤M件2的體積。當(dāng)然，本案中并不局限于FPC插座311與柔性線路板22的固定連接方式，也可以是其他連接方式，只要能使ITO傳感器21的信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字集成電路板31中的實(shí)施方式，均為本案的簡單變形和變換，落入本案保護(hù)的范圍內(nèi)。本實(shí)施例中，動(dòng)?xùn)沤M件2還包括四根PIN針23，尺框11上開設(shè)有與PIN針23相適配的四個(gè)安裝孔111，每根PIN針23的一端夾緊ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1，且每根PIN針23的另一端固定插入對(duì)應(yīng)的安裝孔111后，間隙形成在ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1與ITO定柵12之間。安裝時(shí)，首先在ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1與ITO定柵12之間放置一塊一定厚度的墊片，四根PIN針23分別插入對(duì)應(yīng)的安裝孔111，該定位方式保證了ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1和ITO定柵12之間的間隙距離，安裝完成后，抽出墊片即可形成墊片厚度大小的固定間隙。本實(shí)施例中，動(dòng)?xùn)沤M件2還包括異方性導(dǎo)電膠（圖未示），且ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1通過異方性導(dǎo)電膠與柔性線路板22電連接。異方性導(dǎo)電膠不但使ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1與柔性線路板22粘合，而且使得二者實(shí)現(xiàn)電性連接。本實(shí)施例中，尺坯1還包括主尺13，主尺13與ITO定柵12粘合固定成型為一體，且主尺13套設(shè)在尺框11內(nèi)。主尺13上設(shè)有刻度，可通過肉眼讀取位移信息。本實(shí)施例中，集成電路組件3還包括罩殼33，罩殼33上設(shè)置有開關(guān)按鈕331和歸零按鈕332，且開關(guān)按鈕331和歸零按鈕332分別與數(shù)字集成電路板31電連接。開關(guān)按鈕331實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的容柵式數(shù)顯卡尺的啟動(dòng)或關(guān)閉，歸零按鈕332實(shí)現(xiàn)歸零功能，且開關(guān)按鈕331和歸零按鈕332的指令均通過顯示器32顯示。本實(shí)施例中，數(shù)字集成電路板31包括PCB板和設(shè)置在PCB板上的集成電路。請參閱圖3，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種傳感器與數(shù)字電路分離的容柵式數(shù)顯卡尺的制作方法，包括以下步驟：S1、安裝ITO定柵12：將ITO定柵12粘固在主尺13上，且將尺框11套設(shè)在主尺13上；S2、安裝ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1：選取一塊墊片安置在ITO定柵12上，四根PIN針23的一端分別夾緊ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1對(duì)應(yīng)的一角，將每根PIN針23的另一端插入對(duì)應(yīng)的安裝孔111內(nèi)后固定，取出墊片后形成一墊片厚度大小的固定間隙。S3、安裝柔性線路板22：將柔性線路板22放置在ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1上，且使用異方性導(dǎo)電膠將柔性線路板22與ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1粘合，粘合后形成動(dòng)?xùn)沤M件2；S4、安裝集成電路組件3：將已安裝好的動(dòng)?xùn)沤M件2與數(shù)字集成電路板31以FPC插座311插入柔性線路板22的方式電連接，且將顯示器32通過導(dǎo)線焊接在數(shù)字集成電路板31的輸出端口上，再將罩殼33扣住顯示器32及數(shù)字集成電路板31，形成集成電路組件3，將集成電路組件3及動(dòng)?xùn)沤M件2依次扣合在尺框11上。本實(shí)施例中，在S1和S2中，還包括動(dòng)ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1的制作，選取ITO玻璃，將ITO線路刻蝕在ITO玻璃上即可形成ITO定柵12和ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1。本實(shí)施例中，在S4后還包括制作完成后的測量信號(hào)的讀取及顯示過程S5，包括以下具體步驟：S51、測量前準(zhǔn)備工作：打開開關(guān)按鈕331，等待直至顯示器32顯示穩(wěn)定的歸零狀態(tài)；S52、測量信號(hào)讀?。涸诔吲?上安置待測物，移動(dòng)尺框11，ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1與ITO定柵12之間產(chǎn)生相對(duì)位移，且ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1讀取該相對(duì)位移的模擬信號(hào)；S53、測量信號(hào)處理：ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1通過柔性線路板22將該模擬信號(hào)發(fā)送到數(shù)字集成電路板31中，且數(shù)字集成電路板31將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；S54、測量信號(hào)顯示：數(shù)字集成電路板31將數(shù)字信號(hào)發(fā)送到顯示器32上，顯示器32顯示該數(shù)字信號(hào)，得到測量數(shù)據(jù)。本發(fā)明的優(yōu)勢在于：1、ITO玻璃特性保證了精度的長久穩(wěn)定性，延長使用壽命；2、ITO線路的刻蝕工藝比PCB的刻蝕高一個(gè)層次，保證了本發(fā)明是數(shù)顯卡尺比傳統(tǒng)的數(shù)顯卡尺的精度高一倍；3、ITO定柵12與ITO動(dòng)?xùn)艂鞲衅?1之間的間隙更穩(wěn)定，不易變形；4、本發(fā)明經(jīng)檢驗(yàn)，選測0-5毫米，每0.1毫米測試一個(gè)點(diǎn)，全長誤差能保證在0.01以內(nèi)，此精度已達(dá)到國際同類最高水平。以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。