一种测量小孔径的数显塞尺及其工作方法

技术领域

本发明属于测量工具技术领域，涉及一种测量小孔径的数显塞尺及其工作方法。

背景技术

目前，对于需要精确测量内径的零件一般采用专用电子放大镜放大之后拍照，再使用识别软件检测零件照片直径。由于设备较大，此方法对于车间或者实验室比较常用，而对于工地或者其他不方便携带重型检测设备的地方一般使用圆锥形塞规测量，圆锥形塞尺一般精确度只能达到0.1mm，且容易产生测量误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种测量小孔径的数显塞尺及其工作方法，能够快速测量出小零件的孔径，且数值的精确度高，能够显著提高工作效率和数据采集的速度和准确性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种测量小孔径的数显塞尺，包括塞尺本体，塞尺本体包括主尺、游标、半锥形塞尺和定位块；游标滑动安装在主尺上，游标的一端与定位块固定连接，主尺的一端与半锥形塞尺的底面固定连接，半锥形塞尺的竖切面与定位块的侧面紧贴；当主尺与游标收紧时，半锥形塞尺的顶点与定位块的端部对齐；

游标内部设有容栅传感器、处理器和数据处理模块，游标上设有数显屏幕；容栅传感器与数据处理模块连接，处理器分别与数显屏幕和数据处理模块连接。

优选地，数据处理模块包括放大模块和A/D转换模块，容栅传感器与放大模块连接，放大模块与A/D转换模块连接，A/D转换模块与数据处理模块连接。

优选地，半锥形塞尺的底面半径与高之比为1：10。

优选地，定位块端部为矩形，定位块的宽度与半锥形塞尺的底面直径相等，定位块的高度与半锥形塞尺的底面半径相等。

优选地，半锥形塞尺的高度与定位块的长度相等。

优选地，定位块的端面设有防滑层。

优选地，塞尺本体上设有若干扩展端口，扩展端口能够连接外部设备。

优选地，处理器连接有电源模块，电源模块为扣式电池或内置式充电电池。

优选地，数显屏幕连接有背光装置，背光装置与处理器连接。

本发明公开了上述测量小孔径的数显塞尺的工作方法，包括：

主尺与游标收紧进行数据归零，定位块的端面顶紧待测小孔外部的平面，移动主尺，使半锥形塞尺进入待测小孔中，直至半锥形塞尺不能再继续进入；容栅传感器将游标的位移量数据传输至数据处理模块，经数据处理模块处理后传输至处理器，处理器根据半锥形塞尺的底面半径与高的比例值，计算得出待测小孔的半径数值后显示在数显屏幕上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的测量小孔径的数显塞尺，定位块定位后，插入待测小孔的半锥形塞尺，此时半锥形塞尺的直径与待测小孔的直径相同，由于半锥形塞尺的底面半径与高具有一定的比例，此时处理器通过计算就能将容栅传感器的位移数值转化为待测小孔的孔径值。由于容栅传感器的测量精度很高，所以采用该方法能够很大程度的提高检测结果的精度，且减少了现有操作中人为操作、读数的误差。装置的结构紧凑，与实验室大型测量设备相比，便于携带，适用于工厂及工地使用，能够显著提高工作效率和数据采集的速度和准确性；操作简单，不依赖操作人员的技能水平。

进一步地，半锥形塞尺的底面半径与高之比为1：10，由于长度数值为十进制，能够方便进行换算；且该比例易于加工制造。

进一步地，定位块端部为矩形，定位牢靠；定位块的宽度与半锥形塞尺的底面直径相等，定位块的高度与半锥形塞尺的底面半径相等，结构紧凑，易于加工制造和组装使用。

进一步地，半锥形塞尺的高度与定位块的长度相等，结构紧凑，且便于在主尺与游标收紧归零时对结构进行校验。

进一步地，定位块的端面设有防滑层，定位牢靠，提高测量数据的精确度。

进一步地，塞尺本体上设有若干能够连接外部设备的扩展端口，可以连接外部设备进行数据传输、程序编写等，扩展塞尺的功能。

进一步地，电源模块可根据实际需要采用扣式电池或内置式充电电池，适应不同场合的需要。

进一步地，电子显示屏连接有背光装置，能够在光线不足时提供光源，使测量人员方便读取。

本发明公开的上述测量小孔径的数显塞尺的工作方法，操作简便，适用性强，能够显著提高工作效率和数据采集的速度和准确性；操作简单，不依赖操作人员的技能水平，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的数显屏幕及输入模块的示意图；

图3为本发明的模块连接示意图；

图4为本发明的使用状态。

图中，1为主尺，2为游标，3为容栅传感器模块，4为数显屏幕，5为半锥形塞尺，6为定位块，7为处理器，8为数据处理模块，9为存储模块、10为输入模块，10-1mm/in键，10-2为ON/OFF键，10-3为ZERO键，11为电源模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述：

如图1，为本发明的测量小孔径的数显塞尺，包括塞尺本体，塞尺本体包括主尺1、游标2、半锥形塞尺5和定位块6；游标2滑动安装在主尺1上，游标2的一端与定位块6固定连接，主尺1的一端与半锥形塞尺5的底面固定连接，半锥形塞尺5的竖切面与定位块6的侧面紧贴；当主尺1与游标2收紧时，半锥形塞尺5的顶点与定位块6的端部对齐。

半锥形塞尺5的底面半径与高之比为1：10；半锥形塞尺5的高度与定位块6的长度相等。定位块6端部为矩形，定位块6的宽度与半锥形塞尺5的底面直径相等，定位块6的高度与半锥形塞尺5的底面半径相等。定位块6的端面设有防滑层。

在本发明的一个实施例中，半锥形塞尺5的高为100mm，底面半径为10mm，定位块6的宽度为20mm，高度为10mm。

如图3，游标2内部设有容栅传感器3、处理器7、数据处理模块8、存储模块9和电源模块11，游标2上设有数显屏幕4和输入模块10；容栅传感器3与数据处理模块8连接，处理器7分别与数显屏幕4、数据处理模块8、存储模块9、输入模块10和电源模块11连接。

数据处理模块8包括放大模块和A/D转换模块，容栅传感器3与放大模块连接，放大模块与A/D转换模块连接，A/D转换模块与数据处理模块8连接。

塞尺本体上设有若干扩展端口，扩展端口能够连接外部设备。处理器7连接有电源模块11，电源模块11采用扣式电池或内置式充电电池。数显屏幕4连接有背光装置，背光装置与处理器7连接。

处理器7可以采用单片机AT89C51-24PI。

容栅传感器3可以采用TM-003。

如图2，为输入模块10的一种按键设置方案，包括位于电子显示屏4上部的mm/in键10-1，显示屏下部的ON/OFF键10-2、ZERO键10-3。

如图4，本发明的测量小孔径的数显塞尺的工作方法，包括：

主尺1与游标2收紧进行数据归零，定位块6的端面顶紧待测小孔外部的平面，移动主尺1，使半锥形塞尺5进入待测小孔中，直至半锥形塞尺5不能再继续进入；容栅传感器3将游标2的位移量数据传输至数据处理模块8，经数据处理模块8处理后传输至处理器7，处理器7根据半锥形塞尺5的底面半径与高的比例值，计算得出待测小孔的半径数值后显示在数显屏幕4上。

下面以一个具体的检测实例对本发明的使用方法进行进一步解释：

步骤1：按ON/OFF键10-2开机，主尺1与游标2收紧后，按ZERO键10-3归零；

步骤2：测量小孔前将定位块6端部顶紧孔径外侧，半锥形塞尺5塞入小孔中，直到不能塞入为止，此时孔与半锥形塞尺5贴紧的位置的半锥形塞尺5的半径与孔的半径相等，容栅传感器3测得的位移量数值为90.38mm，由于塞尺半圆锥底面半径与半圆锥高比例为1:10，所以测得物体孔径半径为9.038mm。mm/in键10-1可以根据实际需要进行计量单位转换。

需要说明的是，以上所述仅为本发明实施方式之一，根据本发明所描述的系统所做的等效变化，均包括在本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本发明的保护范围。