本發(fā)明涉及測量工具技術領域,具體涉及一種內(nèi)孔測量器。
背景技術:
以前常用的內(nèi)孔測量工具有內(nèi)徑百分尺、游標卡尺等,隨著科技的發(fā)展,對內(nèi)孔測量的精度越來越高,因此內(nèi)孔測量工具也向電子精密測量方向邁進,電容測量方法就是其中一種,電容測量過程中測量工具與待測內(nèi)孔的同心度是決定測量結(jié)果的準確性的關鍵性因素,現(xiàn)有技術中有通過使用照相機進行拍照,然后將拍攝畫面?zhèn)魉偷接嬎銠C內(nèi)部,利用計算機圖像處理軟件對圖像畫圓對中心,測量偏心值,然后控制微調(diào)機構(gòu)來微動平移測頭至相應位置,微調(diào)機構(gòu)與照相機視覺的配合保證了測量時電容傳感器的測頭與被測孔具有高精度的同心度,由于這種結(jié)構(gòu)的電容測量適用于通孔,且設備體積大,使用范圍受到限制。
技術實現(xiàn)要素:
針對上述問題,本發(fā)明提供一種適用于通孔或盲孔、結(jié)構(gòu)緊湊、測量精度高且使用方便的內(nèi)孔測量器。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術方案:
一種內(nèi)孔測量器,包括:
探針式圓柱形電容傳感器,所述探針式圓柱形電容傳感器包括電纜插頭、基體和探針測頭,所述電纜插頭設置在所述基體的一端上,所述探針測頭設置在所述基體的另一端上,所述探針測頭可伸入到待測內(nèi)孔內(nèi)對孔徑進行測量;
壓塊,所述壓塊可滑動地套設在所述基體上,其中,所述基體的外表面上設有刻度;
若干個定心架,所述定心架環(huán)形均勻設置在所述基體的外周上,且所述壓塊的下端面抵擋在所述定心架的上端上,所述定心架的定心桿的觸頭抵擋在待測工件的內(nèi)孔的內(nèi)壁上;
高度調(diào)節(jié)裝置,所述高度調(diào)節(jié)裝置使該內(nèi)孔測量器能夠測量不同深度處的孔徑;
工作時,首先下壓所述壓塊使所述觸頭向所述基體方向收縮,然后將所述定心架放置在待測內(nèi)孔內(nèi),所述高度調(diào)節(jié)裝置抵擋在待測內(nèi)孔的開口端面上,松開所述壓塊,若干個觸頭均抵擋在待測內(nèi)孔的內(nèi)壁使所述探針測頭與待測內(nèi)孔同軸,所述探針式圓柱形電容傳感器可根據(jù)電容的變化得出一內(nèi)孔測量值,同時所述壓塊的上端面與一刻度值對應,可電子測量也可機械測量。
進一步地,還包括測量電路、數(shù)字表頭顯示器和pc控制單元,所述測量電路通過電纜插頭與所述探針式圓柱形電容傳感器電連接,所述pc控制單元通過usb接口與所述測量電路電連接,所述所述數(shù)字表頭顯示器通過a/d轉(zhuǎn)換電路與所述測量電路電連接。
更進一步地,所述測量電路包括調(diào)諧振蕩器、運算放大器、整流濾波器、電容儀器、一個固定電容和一條接地線;所述探針測頭上的環(huán)狀有效測量電極經(jīng)引線電纜與所述運算放大器的虛地電連接,位于所述基體內(nèi)的絕緣層纜的屏蔽層與所述探針測頭上的等位環(huán)相連且共接所述探針式圓柱形電容傳感器地。
進一步地,所述定心架還包括壓桿,所述壓桿的中部樞接在位于所述基體上的基板上,所述壓桿的上臂的前端抵擋在所述壓塊的下端面上,位于所述壓桿的下臂上的凸軸與位于所述定心桿上的條形孔配合連接。
更進一步地,所述定心桿的中部樞接在位于所述基體上的銷耳上,所述條形孔位于所述定心桿的上臂上,所述觸頭位于所述定心桿的下臂的前端上。
更進一步地,所述壓桿與所述定心桿均呈v形,且所述壓桿的兩端向所述基體延伸,所述定心桿的兩端向遠離所述基體方向延伸。
更進一步地,所述定心架還包括彈件,所述彈件的一端固定連接在所述基體上,所述彈件的另一端的一側(cè)面抵擋在所述定心桿的下臂的外側(cè)面上,且所述彈件的另一端的前端向所述觸頭方向延伸。
更進一步地,所述高度調(diào)節(jié)裝置包括凸輪、調(diào)節(jié)塊和一對拉簧,所述凸輪樞接在所述基板上,所述調(diào)節(jié)塊通過一對拉簧連接在所述基板上,且所述調(diào)節(jié)塊的上端面抵擋在所述凸輪的外周上,所述調(diào)節(jié)塊的下端面可抵擋在待測內(nèi)孔的開口端面上。
更進一步地,所述高度調(diào)節(jié)裝置還包括鎖緊裝置,所述鎖緊裝置包括鎖桿、擋塊和彈簧,所述鎖桿可滑動設置在所述基板上,且所述鎖桿的一端可伸入到位于所述凸輪的卡槽內(nèi),所述擋塊固定設置在所述鎖桿,且所述擋塊位于所述基板與所述凸輪之間,所述彈簧套設在所述鎖桿上,且所述彈簧位于所述基板與所述擋塊之間。
從上述的技術方案可以看出,本發(fā)明的優(yōu)點是:適用于通孔或盲孔、結(jié)構(gòu)緊湊、測量精度高且使用方便。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外,本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖,對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
圖1是本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的定心架的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明的組成示意圖。
圖6是本發(fā)明測量中功能模塊及數(shù)據(jù)處理流程圖。
圖中標記為:內(nèi)孔測量器1、探針式圓柱形電容傳感器11、電纜插頭111、基體112、滑槽1121、探針測頭113、銷耳114、壓塊12、凸齒121、定心架13、壓桿131、凸軸1311、定心桿132、條形孔1321、觸頭1322、彈件133、尾段1331、第一銜接段1332、中段1333、第二銜接段1334、首段1335、基板14、通腔141、導槽142、高度調(diào)節(jié)裝置15、凸輪151、手柄1511、卡槽1512、調(diào)節(jié)塊152、滑塊1521、鎖桿153、擋塊154、彈簧155、拉簧156、調(diào)諧振蕩器16、固定電容17、運算放大器18、整流濾波器19、電容儀器20、工件2。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
參考圖1至圖6,如圖1和圖5所示的一種內(nèi)孔測量器1,包括探針式圓柱形電容傳感器11、測量電路、數(shù)字表頭顯示器和pc控制單元,所述測量電路通過電纜插頭111與所述探針式圓柱形電容傳感器11電連接,所述pc控制單元通過usb接口與所述測量電路電連接,所述所述數(shù)字表頭顯示器通過a/d轉(zhuǎn)換電路與所述測量電路電連接。
如圖1、圖2、圖5和圖6所示,所述探針式圓柱形電容傳感器11包括電纜插頭111、基體112和探針測頭113,所述電纜插頭111設置在所述基體112的一端上,所述探針測頭113設置在所述基體112的另一端上,所述探針測頭113可伸入到待測內(nèi)孔內(nèi)對孔徑進行測量,其中,所述探針測頭113包括測量臂和套設在所述測量臂的前端上的環(huán)狀有效測量電極和兩個等位環(huán),等位環(huán)與有效測量電極處在同一平面上,該等位環(huán)將有效測量電極包圍,且與該有效測量電極絕緣,但等電位,這就能使有效測量電極的邊緣電力線平直,大地與有效測量電極之間的電場基本均勻,而發(fā)散的邊緣電場發(fā)生在等位環(huán)外周,不影響傳感器兩極板間電場。因此,理論上等位環(huán)應盡可能大一些,等位環(huán)與有效測量電極之間的絕緣間隙應盡可能小。兩個等位環(huán)在軸向上平行地分布在所述環(huán)狀有效測量電極的兩側(cè),所述每個等位環(huán)的兩側(cè)均設有絕緣層(即等位環(huán)與有效測量電極之間有絕緣層相連,等位環(huán)的外側(cè)也有均有絕緣層),所述等位環(huán)的軸向尺寸略小于或等于所述環(huán)狀有效測量電極的軸向尺寸;所述環(huán)狀有效測量電極與位于基體112內(nèi)的絕緣層纜的芯線相連,兩個等位環(huán)與所述絕緣層纜的內(nèi)屏蔽層相連并接探針式圓柱形電容傳感器11地,絕緣層纜的電纜外屏蔽層與基體112的外殼相連;所述探針式圓柱傳感器通過電纜插頭111與所述測量電路相連,其中,所述測量電路位于電容儀器20內(nèi),所述測量電路包括調(diào)諧振蕩器16、運算放大器18、整流濾波器19、一個固定電容17和一條接地線,且所述探針測頭113上的環(huán)狀有效測量電極經(jīng)引線電纜與所述運算放大器18的虛地電連接。
測量中,探針測頭113插入待測內(nèi)孔中,將有效測量電極與孔壁的間距轉(zhuǎn)換為傳感器電容量的變化。電容的微小信號經(jīng)過調(diào)諧振蕩器16的調(diào)制,傳送給運算放大器18進行放大。放大過的信號經(jīng)過整流濾波器19分為兩路,其中,一路通過usb7325數(shù)據(jù)采集卡負責采集探針式圓柱形電容傳感器11輸出的數(shù)字電壓信號,并通過usb接口將數(shù)據(jù)傳送給pc控制單元,以完成采樣模塊的功能,接下來,pc控制單元運行標定模塊,由用戶設定比例系數(shù)。在標定完成后,開始進行測量時,測量模塊依據(jù)標定系數(shù),對于采樣模塊獲得的測量數(shù)據(jù)進行運算,獲得測量結(jié)果,測量結(jié)果被送到分析模塊進行相應的分析處理,最終在顯示模塊中以適當?shù)姆绞斤@示出來,告知用戶相應的測量結(jié)果和分析情況;另外一路經(jīng)過a/d變換(模擬轉(zhuǎn)數(shù)字)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并送給數(shù)字表頭顯示。在上述的每個處理環(huán)節(jié)中計算機會不斷地進行數(shù)據(jù)處理及存儲。
如圖2、圖3和圖4所示,該內(nèi)孔測量器1還包括壓塊12,所述壓塊12可滑動地套設在所述基體112上,其中,所述壓塊12的內(nèi)圈上環(huán)形均勻設有若干個凸齒121,所述凸齒121可沿位于所述基體112的外周上的滑槽1121移動,所述基體112的外表面上設有刻度。
該內(nèi)孔測量器1還包括基板14、若干個銷耳114和若干個定心架13,所述基板14和銷耳114均固定套設在所述基體112上,且所述基板14位于所述滑槽1121的下方,所述銷耳114位于所述基板14的下方,所述定心架13環(huán)形均勻設置在所述基體112的外周上,且所述定心架13與所述銷耳114一一對應設置,所述定心架13包括壓桿131和定心桿132,所述壓桿131的中部樞接在位于所述基體112上的基板14上,所述壓桿131的上臂的前端抵擋在所述壓塊12的下端面上,位于所述壓桿131的下臂上的凸軸1311與位于所述定心桿132的上臂上的條形孔1321配合連接,所述定心桿132的中部樞接在位于所述銷耳114上,所述定心桿132的下臂的前端上設有一觸頭1322,所述觸頭1322抵擋在待測工件2的內(nèi)孔的內(nèi)壁上,其中,所述壓桿131與所述定心桿132均呈v形,且所述壓桿131的兩端向所述基體112延伸,所述定心桿132的兩端向遠離所述基體112方向延伸。
優(yōu)選地,所述定心架13的個數(shù)為三個。
所述定心架13還包括彈件133,所述彈件133包括依次連接的尾段1331、第一銜接段1332、中段1333、第二銜接段1334和首段1335,所述尾段1331與所述基體112固定連接,所述首段1335的一側(cè)面抵擋在所述定心桿132的下臂的外側(cè)面上,且所述彈件133的首段1335的前端向所述觸頭1322方向延伸,所述尾段1331、第一銜接段1332、中段1333、第二銜接段1334和首段1335組成一“z”字形,且所述第一銜接段1332和第二銜接段1334均為弧形,使所述彈件133的彈性好。
工作時,首先下壓所述壓塊12使若干個壓桿131的上臂的前端向所述基體112收縮,若干個壓桿131的下臂帶動所述定心桿132的上臂的前端遠離所述基體112,同時所述觸頭1322向所述基體112方向收縮,所述彈件133變形,然后將所述定心架13放置在待測內(nèi)孔內(nèi),松開所述壓塊12,所述定心桿132在所述彈件133的作用下復位,且使若干個觸頭1322均抵擋在待測內(nèi)孔的內(nèi)壁使所述探針測頭113與待測內(nèi)孔同軸,所述探針式圓柱形電容傳感器11可根據(jù)電容的變化得出一內(nèi)孔測量值,同時所述定心桿132擺動帶動所述壓桿131擺動并推動所述壓塊12上移,所述壓塊12的上端面與一刻度值對應,可實現(xiàn)電子測量也可機械測量,在必要的情況下可用于所述探針式圓柱形電容傳感器11的粗校正,使檢測結(jié)果準確性高。
該內(nèi)孔測量器1還包括高度調(diào)節(jié)裝置15,所述高度調(diào)節(jié)裝置15包括凸輪151、調(diào)節(jié)塊152和一對拉簧156,所述凸輪151樞接在所述基板14的通腔141上,位于所述調(diào)節(jié)塊152兩側(cè)上的滑塊1521分別通過一拉簧156連接在所述基板14上,且所述滑塊1521可沿位于所述通腔141的側(cè)面上的導槽142滑動,所述調(diào)節(jié)塊152的上端面抵擋在所述凸輪151的外周上,所述調(diào)節(jié)塊152的下端面可抵擋在待測內(nèi)孔的開口端面上,其中,所述凸輪151的圓形周面上設有若干個卡槽1512,且若干個卡槽1512沿所述凸輪151的軸心環(huán)形均勻分布,所述凸輪151的圓形周面上還設有一手柄1511,所述手柄1511用于驅(qū)動所述凸輪151旋轉(zhuǎn)。
所述高度調(diào)節(jié)裝置15還包括鎖緊裝置,所述鎖緊裝置包括鎖桿153、擋塊154和彈簧155,所述鎖桿153可滑動設置在所述基板14上,且所述鎖桿153的一端可伸入到位于所述凸輪151的卡槽1512內(nèi),所述擋塊154固定設置在所述鎖桿153,且所述擋塊154位于所述基板14與所述凸輪151之間,所述彈簧155套設在所述鎖桿153上,且所述彈簧155位于所述基板14與所述擋塊154之間。
所述高度調(diào)節(jié)裝置15調(diào)節(jié)過程為:撥動所述鎖桿153使所述鎖桿153的前端脫離所述卡槽1512,然后通過所述手柄1511驅(qū)動所述凸輪151旋轉(zhuǎn),所述凸輪151推動所述調(diào)節(jié)塊152下移或所述調(diào)節(jié)塊152在一對拉簧156的作用下上移,松開所述鎖桿153,所述鎖桿153在所述彈簧155的作用下復位與對應的卡槽1512卡合連接,所述凸輪151位置確定,由于所述調(diào)節(jié)塊152的下端面可抵擋在待測內(nèi)孔的開口端面上,所以通過所述高度調(diào)節(jié)裝置15使該內(nèi)孔測量器1能夠測量不同深度處的孔徑。
采用上述結(jié)構(gòu),該內(nèi)孔測量器1可通過一端開口實現(xiàn)定心和測量,可適用于通孔或盲孔,且結(jié)構(gòu)緊湊,采用三點定心,所以定心精度高,所以測量精度高,由于可方便移動和快速定心,使用方便。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領域的技術人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。