测定长度或角度的仪器制造技术

一种测量仪器，包括一根柱，柱上装有带驱动游标和测量游标的滑架。游标之间配置测量力装置，电机移位驱动游标，位置检测器容许测定两个游标之间的相对位置。控制单元控制电机的转速与方向。通过外部触点移位滑架，游标间的偏移达到上或下限时即实行电机控制。从而获得滑架的移动速度及测量力的双重支配，实现非常精确快捷的测量，且容易进行。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测定长度或角度的仪器，包括轨道，布置在这一轨道上的滑架，该滑架具有适合于沿此轨道驱动的第一部分，及沿此轨道由第一部分驱动的第二部分，并带有适合于与待测定的物件合作的测量触头，第二部分适合于对抗元件的力相对于第一部分位移从静止位置向至少一个测定位置返回，在测定位置中测量触点在待测定物件上作用一个预定的测量力。已知有这种类型的仪器，诸如在EP-A-0223736或者EP-A-0421922中所描述的。这些仪器包括用容许得到预定的测量力的弹性阻挡装置互相连接的两个部分游标。部分游标之一通常用手动位移装置驱动而另一个携带测量触头。这些仪器容许以低的测量力或压力实现准确的测定。然而，当测量触头在待测定的物件上的位置稍有改变时，例如当触头的准确位置在螺纹中或在不规则表面上时，便改变测量力而相应地得出能具有相当大的误差的结果。再者已知的仪器难于测定由待测定的物件的相对位移得出的外形，因为这必须精确而连续地调节手动测量力。本专利技术的目的为提供以机械化方式实现滑架的位移并且自动而精确地调节测量力的仪器，从而容许以预定的恒定测量力测定外形。此外，该仪器必须容许测量触头在具有不平坦的表面的待测定物件上精确地定位，同时在定位中保持预定的测量力。这些目的是通过下述方面达到的，即该仪器包括一个配置成便于沿轨道驱动第一部分的驱动件，以及一个适于测定滑架的两部分之间的相对位移且作用在驱动件上来驱动第一部分使得第二部分占据相对于对应所述测量位置的第一部分的预定相对位置的位置的位置检测器。利用这些特征，可以极方便与更精确地使用该仪器，因为滑架的定位与预定测量力的作用是以机械驱动及精确地控制的方式获得的。测量触头在待测定的物件上的位置可以改变，同时精确地保持相同的测量力。从而获得双倍的控制效果，一方面用于定位滑架，另一方面控制待测定的物件上的测量力。该仪器最好包括配置成便于接收所述位置检测器的对应于两个部分的相对位置的信号并用第一设定值来控制驱动件使之在对应于测定位置的两个部分之间建立相对恒定的位置的第一控制装置，当第二部分的测量触头在待测定的物件上占据与轨道不同的位置时，驱动第一部分来跟随第二部分。这些特征使得可以精确地预定的恒定的测量力来非常容易地测定外形。理想地，该仪器包括适用于接收外部指令并用第二设定值控制驱动部件以便至少在第二部分占据所述静止位置时来位移第一部分的第二控制装置。从而滑架能快速地如用户所希望地那样位移。按照一个较佳实施例，该仪器包括由所述第一与第二控制装置组成的一个控制单元，这一控制单元配置成a)当从位置检测器接收的所述信号在上限以下且在下限以上时，使第二控制装置工作，以及b)当从位置检测器接收的所述信号大于上限以建立滑架的两个部分之间的第一测量位置；或低于下限以获得滑架的两个部分之间的第二测量位置时，使第一控制装置工作。利用这些特征获得非常精确、非常有效、同时操作简单的实施例。从而控制单元最好配置成a)利用所述第一控制装置发出的第一向前或向后设定及利用所述第二控制装置发出的第二向前或向后设定来控制电机部件，b)当所述接收的信号在上限以上时禁止第二向前设定，c)当所述接收的信号在下限以下时禁止第二向后设定，d)当接收的信号在下限以下并起动第二向前设定时，或者当接收的信号在上限以上并起动第二向后设定时，禁止第一向前与向后设定。这样便以简单而精确的可以避免测量或操作误差且方便用户操作的方式实行模式用户与自动化定位之间的交互作用。位置检测器最好配置成便于以与滑架的两部分之间的相对位移基本上线性变化的物理尺寸工作。它可以由霍尔效应检测器构成。这些检测器的优点在于降低重量、操作平衡精确、结构简单且成本低廉。最好，控制单元包括一个与至少两个配置成将从位置检测器接收的信号与所述上限与下限比较，及配置成起动各具有一个适用于接收所述第一设定的第一输入端、适用于接收所述第二设定的第二输入端及配置成控制驱动件的转动的输出端的第一比较器协同工作的逻辑电路。从而得到适用于讨论中的应用的同时具有若干可靠部件的，可靠操作的电子控制。最好，将从检测器接收的信号送至其增益互相相反的两个第一放大器的第一输入端，各放大器的输出端连接在一个第一开关上，其第二输入端适合于连接在第一与第二电压偏移上，由第一比较器之一控制的两个第二开关适用于根据测量位置在至少一个所述极限上方还是下方，在第一与第二偏移电压之间切换第二输入。这些特征使得可以得到一个构造非常可靠并且并不增加太多成本的控制单元。电机最好连接在H形电桥的中心，电桥的上臂用两个第二放大器连接在第一开关上，而其下臂用两个比较器连接在第一开关上，第二比较器适用于比较离开第一开关的设定与电机的啮合阈值。因此所述下臂非常有利地连接在第三放大器上，第三放大器的输出端连接在所述第二放大器的输入端上，以便保证电机在不同负荷条件下的稳定速度。这些特征保证补偿电机内部电阻的影响，这对于负荷耦合的变化产生速度的大变化的低速上特别有用。这容许保持稳定的速度，同时不需要转速表。从下面用实例示意性地展示一个实施例的附图的协助下在从属权利要求中所陈述的特征及下面本专利技术的电机的详细描述中，其它优点将是显而易见的。附图说明图1与2为本实施例的正面与侧视图。图3至5示出展示该仪器的控制单元的操作方式图。图6为这一控制单元的电子原理的示意。所描述的实施例涉及用于沿垂直轴测定长度的仪器，但它也能容易地适用于在水平方向或其它任何方向上测定长度或测定角度的仪器。测定长度的仪器，参见图1与2，包括一根测量柱或轨道10，其上面可滑动地装有滑车11。后者是配置成两部分的，其中第一部分构成装在柱10上的滚轮14上的驱动游标12。电机15适用于通过配置在其轴固定在柱上的滑轮17、18上的皮带来移动这一驱动游标12。滑架11的重量最好用柱10上承载的平衡重装置或弹簧(未示出)平衡，如在专利申请EP-A0-421922与EP-A-0223736中所描述的。滑架11的第二部分由借助于滚轮21可滑动地安装在驱动游标12上的测量游标20构成。弹簧22连接两个游标12、20，并适用于平衡从驱动游标12挂下的测量游标20的重量。测量游标20上设有适用于进入与待测定的物件接触的测量触头24。配置在两个游标12、20之间的测力装置25确定两个游标12、20之间的静止位置，并当触头24从上面或从下面进入与待测定的对象接触时产生测量力或压力增加，并将运送游标12位移到接触位置以外。装置25由可转动地安装在驱动游标12上27处的杠杆26构成，杠杆的自由端上设有与形成在测量游标上的凸轮的V形表面29共同工作的滚轮28。杠杆26还带有其在杠杆26上的纵向位置可调的螺丝30。弹簧32在螺丝30的自由端与运送游标12之间伸张，并配置成在V表面29的方向上压住滚轮25以确定两个游标12、20之间的静止。将滚轮29压在V表面29上的力可以用螺丝30调节。本仪器还包括为根据稍后要描述的特定操作设定来控制电机15的操作、转动速度与方向而配置的电子控制单元35。位置检测器36确定两个游标12、20之间的位移或相对位置，并将位置设定，即对应于预定的相对位置的信号传输给电子控制单元35。这一检测器最好以随相对位置基本上线性变化的物理尺寸操作。通过利用作为物理尺寸的磁场本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定长度或角度的仪器，包括轨道（１０）；布置在所述轨道上的滑架（１１），滑架（１１）具有用于沿轨道（１０）驱动的第一部分（１２）及由第一部分（１２）沿轨道驱动的第二部分（２０）并带有用于与一部件合作进行测量的测量触头（２４），第二部分（２０）用于对抗阻挡件（２５）的力相对于第一部分（１２）进行移位，从静止位置（Ｒ）向至少一个在其中测量触头（２４）施加一个预定的测量力在待测量的物件上的测量位置（Ｍ１、Ｍ２）位移；其改进为其中该仪器包括配置用于沿轨道（１０）驱动第一部分（１２）的电机（１５），及用于测定滑架的两个部分（１２、２０）之间的相对位移（Ｘ），并作用在驱动第一部分（１２）的电机件（１５）使得第二部分（２０）相对于与所述测量位置对应的第一部分占据一个相对地预定的位置的位置检测器（３６）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯乌尔里克迈耶，丹尼尔克莱克，
申请(专利权)人：斯沃维克公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]