一种用于长度测量器具的定栅制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于长度测量器具的定栅，定栅上包括至少一组在有效的编码范围内间隔相同节距的编码金属片组成的增量栅，定栅上还包括至少一对绝对栅，该对绝对栅在有效的编码范围内有上下两组编码金属片组成，且在移动方向呈平行分布，左右相邻的编码金属片间隔不等。采用增量码式和绝对码式传感器相结合，使得卡尺抗干扰能力更强、测量精度更高。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测量仪器
，特别涉及一种用于长度测量器具的定栅。
技术介绍
传统的长度计量器具使用非常广泛，电子数显卡尺以其读数直观快速、精度高、使用方便等优点而在加工制造业中广泛使用。目前广泛使用的电子数显卡尺大都属于由增量码式传感器组成的增量式位移测量系统。增量码式传感器主要由定栅和动栅两部分组成。定栅和动栅分别固装于尺身和尺框上，随着尺框在尺身上的移动，定栅和动栅感应出移动的距离，并通过液晶显示屏给予显示。然而目前使用的这种增量码式，由于其工作原理和传统的设计结构，因此存在如下缺陷:1、传感器的定栅条上没有记录绝对位置信息，仅依靠对脉冲信号的计数来显示主、动栅的位置关系，因此电子数显卡尺是在超过一个节距外时作增量式测量，而非绝对测量，因此一一对应的关系不稳定，当尺框在尺身上的移动速度加快时，传感器来不及感知经过了第几个节距，显示的位移存在误差；2、由于电子数显卡尺进行的是增量式测量，因此其对环境的要求也比较高，但是电子数显卡尺的使用环境大多在加工制造业中，机床开关、交流接触器等电器工作时会产生很强的电磁干扰；同时机床还伴有水、油以及切削液等液态物质，环境比较差。当系统受到电磁干扰时，电路会因干扰而产生脉冲信号，造成错误计数，产生测量误差，因此在使用时经常需要校对“O”位来判断是否已产生误差，给使用造成了极大的不便，降低了生产效率，而定栅上加入绝对栅，电子数显卡尺就能加入绝对原点功能，在绝对原点模式下，就始终不需要调零，给使用上带来极大方便。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于长度测量器具的定栅，增加了绝对原点功能，使得卡尺不需要调零，提高了使用的方便性，也提高测量器具如电子数显卡尺等的抗干扰能力，读数更精确。为解决上述问题，本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于长度测量器具的定栅，包括至少一组在有效的编码范围内间隔相同节距的编码金属片组成的增量栅，还包括至少一对在有效的编码范围内由上下两组编码金属片组成的绝对栅，且在移动方向呈平行分布，左右相邻的编码金属片间隔不等。作为本技术的进一步改进，组成增量栅的编码金属片是长方形形状，而且每个编码金属片的纵向长度相同，每个编码金属片的横向长度也相同。作为本技术的进一步改进，组成绝对栅的编码金属片是长方形形状，而且每个编码金属片的纵向长度相同，每个编码金属片的横向长度相同或不相同。作为本技术的进一步改进，位于绝对栅或增量栅上的编码金属片的左边一条边和卡尺移动方向成90°。作为本技术的另一种改进，位于增量栅上自左往右的第一片金属片的左侧离定栅左侧的距离不大于20±0.1mm。本技术可用于构成各种长度测量器具，比如数显卡尺、高度尺、百分表、深度尺，也可以用于角度的测量。本技术的有益效果:采用增量码式和绝对码式相结合的传感方式，在增量栅上记录了相对位置信息，而在绝对栅上记录了绝对位置信息，相对位置和绝对位置共同读数。当卡尺受到干扰时，只会产生瞬时的错误，干扰过后便能立即读取定栅上正确的位置信息。其次，由于干扰产生的是粗大误差，通过误差分析可以剃除粗大误差(单片机自动完成)，使之对测量结果没有影响，因而具有很强的抗干扰能力。【附图说明】图1是本技术应用在数显卡尺上的实施例示意图；图2是本技术一种用于长度测量器具的定栅的结构示意图；图3是图2的部分放大示意图；图4是本技术应用在150_规格的感栅电子数显卡尺的实施例顺时针旋转90°后的不意图；图5是图4上半部分逆时针旋转90°后的放大示意图。图中:1、尺身 2、尺框 3、定栅 4、增量栅 5、绝对栅 6、编码金属片。【具体实施方式】为了对本技术的技术特征、目的以及效果有更加清楚地了解，现对照附图详细说明本技术的【具体实施方式】。本技术一种用于长度测量器具的定栅应用于数显卡尺中时，如图1，包括尺身I和在尺身I上配合滑动的尺框2。尺框2是由尺框体和壳体等组成的封闭壳体，尺框2的正面壳体上设有液晶显示屏、功能按钮和电池盖，所述液晶显示屏、功能按钮和电池盖等电子组件，均采用密封手段与壳体安装。本技术一种用于长度测量器具的定栅的结构示意图如图2、图3，为一组增量栅4和一对绝对栅5构成的定栅3的结构示意图，增量栅4及绝对栅5上的每个编码金属片6的左边一条边和卡尺移动方向成90° (即每个编码金属片6的左侧一条边和定栅的下面一条边是垂直的)。定义增量栅处的每两个相邻的编码金属片6在平行于卡尺移动方向上的距离代表一个节距。图1中，尺框2的壳体内设有电子组件和动栅。所述动栅上设有与定栅3上的编码金属片6组数数量相等且在空间位置上对应的电感元件组，每个电感元件组都由偶数个电感元件组成。位于同一组上的两个相邻的电感元件两两构成一对正余弦电感元件小组。电感元件小组在移动方向上的空间位置与所对应的定栅3上编码金属片6的节距有关。动栅上所有的电感元件均与同一个电容相连，共同接入同一个LC振荡电路中，相较于以往的电感元件与不同的电容相连，组成多个LC振荡电路，但是每个电容不可能完全一样，而且温度的变化也会对电容产生一定的影响，因此同样的线圈所读出的读数会不一致，每个LC振荡电路的参数便不一致。为了进一步提高卡尺的测量精度，所有的电感元件最好与同一个电容相连，共同接入电子组件的同一个LC振荡电路中。当有定栅3上的编码金属片6经过电感元件时，电感元件的电感量L和品质因素Q等参数产生变化，导致振荡电路的振荡频率等参数产生变化。单片机首先读出增量栅4的精确相对位置数据，再读出绝对栅5上的绝对位置数据。通过绝对位置数据来计算动栅位于增量栅4的哪个栅格上，通过(绝对栅5X节距+增量栅4)的方式计算出精确的绝对位置。定栅3上的编码金属片6与电感元件藕合，它们的藕合位置决定了 LC振荡电路的频率。单片机对频率采样，经计算、译码、误差分析补偿、公/英制转换等数据处理，最后通过液晶显示器显示测量数据。同时，通过RS232C串行通讯接口向外输出测量数据。如图4所示的实施例的尺寸，可以用于150mm规格的感栅电子数显卡尺。此方案稍加改变可以用于200mm、300mm甚至更长规格的感栅电子数显卡尺。图中的增量栅栅距C为 2.56mm。如图5所示，位于增量栅上自左往右的第一片金属片的左侧离定栅左侧的距离是不固定的，即所示的L_Len〈=20±0.1(当两者距离改变时，可以通过软件算法和不同的校准方法可以来实现)。由于是绝对码系统，绝对码系统在瞬间断电时不会影响其正常工作。为了节省电能，延长电池使用时间，采用间歇供用方式。单片机及其它电子元件均采用低功耗元件，最大限度地节约能源，保护环境。此外，还具有绝对“O”位(类似游标卡尺)、公/英制转换、相对/绝对测量转换、数据保持、公差判断、自动延时关机等功能。以上内容是结合具体的优选技术方案对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，如卡尺中采用绝对栅5和增量栅4相配合编码的方式，均属于本技术的保护范围。【主权项】1.一种用于长度测量器具的定栅，其特征在于:包括至少一组在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于长度测量器具的定栅，其特征在于：包括至少一组在有效的编码范围内间隔相同节距的编码金属片组成的增量栅，还包括至少一对在有效的编码范围内由上下两组编码金属片组成的绝对栅，且在移动方向呈平行分布，左右相邻的编码金属片间隔不等；本定栅可用于构成各种长度测量器具，比如数显卡尺、高度尺、百分表、深度尺，也可以用于角度的测量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洪明，王磊，朱其财，
申请(专利权)人：徐洪明，
类型：新型
国别省市：江苏;32