用于測量長度和角度的方法及其設備技術

用于測量長度或角度的方法，其中使用了帶有標記的帶形或盤形的傳送元件（１），該傳送元件（１）設計用于拉出和推入罩（６）、殼或類似物，罩（６）中設有至少一個用于探測傳送元件上的標記的傳感器（４，５），并具有一個用于將來自所述傳感器的信號轉換成長度測量值或角度測量值的電子元件（３３），其特征在于所述的傳感器探測傳送元件上的標記，該標記為在傳送元件上形成一微皺帶形區域（３）的重復的凸形花紋（２），該微皺區移過所述傳感器，傳感器記下所述微皺區（３）中的凹陷和／或凸起的數量，這些凹陷和／或凸起從某個起始位置到某個測量點移過傳感器，傳感器記錄下的數據在電子單元中轉換成長度或角度的測量值。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于測量長度和角度的方法，其中使用了其上帶有標記的帶形或盤形傳送元件，該傳送元件設計用于被拉出和推入罩、殼或類似物，罩、殼或類似物中設有至少一個用于探測傳送元件上的標記的傳感器，并具有用于將來自所述傳感器的信號轉換為長度測量值或角度測量值的電子元件。本專利技術還涉及用于實施上述方法的設備。在上述類型設備的傳送單元上使用磁性質的標記是眾所周知的。US—A—4 747 215描述的電子測量設備包括一具有其上記錄有磁標記的內置磁條的測量帶，該磁標記能將信號傳遞給帶罩中的一個傳感器。這種類型的測量帶具有很多優點。值得一提的是磁條必須埋置在測量帶中以使磁條受到機械保護。這種埋置很復雜并大大增加了產品的成本。盡管如此，磁條仍有被機械損壞的危險。此外，在所有基于永磁性標記的設備中都有由于退磁而使標記丟失或改變的危險。US—A—4 316 081也在測量帶中使用永磁性標記，其中標記為相互相距一定距離的磁球形式。這種測量設備的一個缺點分辨率相對較低。此外，也有退磁的危險。使用磁阻條件測量長度或位置也是已知的。這種技術的例子描述于以下美國專利說明書4 712 064,4 612 502,4 039 936,4 731580,4 053 029以及GB 2 157 831和EP—B—0 164 832中。本專利技術的一個目的是提供一種如權利要求前序部分所述類型的方法和設備，它不在傳送元件上使用任何永磁性標記。本專利技術的一個特定目標是提供具有適于磁阻測量的傳送元件的設備，該傳送元件上沒有永磁性標記，但并不排出在本專利技術的范圍內使用磁阻探測之外的其它探測方法。例如，可用激光或其它光學探測方法探測傳送元件上的標記。本專利技術的再一個目的是提供一種可以低成本批量生產的傳送元件，以及具有相應于測量精度的非凡的高分辨率的合適的電子元件。下面參照附圖描述本專利技術的最佳實施例。附圖中附圖說明圖1為測量帶形式的傳送元件的一部分的透視圖；圖2示意地示出了測量技術的原理，并示出了沿圖1中II—II線的帶的一部分的縱截面的放大視圖；圖3示意地示出本專利技術的設備的主要部件；圖4以方框圖的形式示出本專利技術設備的電子元件。在圖1—3中用標號1表示測量帶。它由冷軋碳鋼，即鐵磁性而不是磁化材料構成。帶1具有通常的寬度，即約15mm，厚度約為0.12mm。根據本實施例，帶具有S形橫截面，具有良好的撓曲強度。在其它可能的形式中，可以是通常的曲線形，也可以是完全平的基本形式的帶1。還可設想在中心區兩側的表面上設置凸形花紋以進一步提高撓曲強度。本專利技術的特征在于帶1上設有重復的凸形花紋2形式的標記，凸形花紋2在傳送元件1上形成一微皺的帶形區3，在測量過程中該微皺區3移過帶罩6或類似物中的至少一個傳感器(在該電子設備的最佳實施例中有兩個傳感器4，5)。標號33表示一電子元件。根據本實施例，傳送元件為帶的形式，但在本專利技術的范圍內也可考慮使用盤形傳送元件。在該實施例中該微皺凸形花紋區也可為曲線形，特別應用于角度測量設備。區域3中的凸形花紋2在所述帶的厚度的情況下的深度為至少0.05mm，最多為1mm。凸形花紋的深度適合于與帶的厚度為同一數量級。從圖1和2中可清楚地看出，凸形花紋2沿區域3的縱向以連續的波形規則地形成交替的上升(波峰)和下降(波谷)。該波形的特征是它具有規則地重復出現的最高點(波峰)和最低點(波谷)，并且這些最高點和最低點之間的所有點處的波形曲線的傾角相對于橫向和縱向形成一角度。例如，凸形花紋可具有正弦曲線的形式，或者類似正弦曲線的曲線形式。在所述帶的厚度的情形下，波V的長度至少為0.5mm，最多為5mm。波的一種適合的長度約為帶厚的10倍，或約為1mm。區域3的寬度并不構成一個關鍵的尺寸，但它應該相對較小，從而不會嚴重影響帶1的撓曲強度。適合的區域寬度為1—4mm，最好約為2mm。區域3中的凸形花紋2由軋制而成，這樣使帶1具有所需的形狀。由于傳送元件由測量帶1代表，因此對測量精度的要求通常是中等的。它足以在這些情況下借助于一個或多個傳感器4，5來計算當帶移入或移出帶罩6時通過傳感器的凸形花紋的數量，或更具體地說用來記錄凸形花紋2的曲線中的最高點和最低點的數量，或者如果適當的話僅記錄最高點(波峰)或最低點(波谷)的數量。傳感器最好為磁阻型的。來自所述最高點和/或最低點的脈沖在電子元件中轉化為可在液晶數字顯示器上讀出的毫米或英寸。下面參照附圖4詳細說明如何進行較高或非常高精度的測量，同時詳細描述電子設備。測量技術的基本原理是對來自兩個差相的磁阻傳感器4，5的信號進行探測。將這些相應于凸形花紋曲線的記錄的最高點和最低點的信號轉換成脈沖并計算這些脈沖。在波形的最高點和最低點之間的位置也可通過測定傳感器的電阻而進行增量或減量計算。總值以毫米或英寸示于液晶數字顯示器8上。在圖4所示的方框圖中，標號9，10表示從差相傳感器4來的輸入信號，而標號11，12表示來自差相傳感器5的輸入信號。這些輸入信號與R/I轉換器13—16相連，在這里各傳感器的變化電阻轉換成電流值。在脈沖發生器17，18(所謂的比較器)中，對來自R/I轉換器的電流進行比較，并根據某一輸入信號高于其它信號而發出一個高的或低的信號。振動器19—22由R/I轉換器控制，并給出一個與輸入電流成比例的頻率。各通道的實際頻率由與內數據總線27相連的計數器23—26計算。此外，以規則的時間間隔讀出計數器和將其置零，這是借助于元件34中的以32kHz的頻率作用的晶體來完成的。兩次計數脈沖之間的時間也由一與內部數據總線相連的計數器進行計算。根據本實施例，振動器與發出32kHz頻率的晶體一起作用。一電壓控制器29控制加到所述單元上的電壓。該電子設備還包括一控制單元30，一算術邏輯單元(ALU)31和一儲存單元32。各單元的連接可從圖4中看出。與凸形花紋區域3中的波形相關的信息儲存在儲存單元中。也可提供與兩差相磁阻傳感器4和5之間的距離X相關的信息。該距離小于波長的一半V/2。除了相應于波形的最高點和最低點的所述電阻的最大值和最小值，還可以數字形式獲得各傳感器分別至帶的凸形花紋區3的距離D1和D2的測量數據。根據所設置的程序，可以數字方式遞增或遞減地處理輸入信號，從而獲得一個加到近似測量值Ln上的調節值DL，Ln相應于半波長的n倍，因此獲得相應于一定數量脈沖的測量值Ln＋DL，該值可轉換成毫米或英寸并可從數字顯示器8上讀出。盡管區域3中的凸形花紋齒(波長)之間具有相對較大的分隔，但仍可獲得5—10微米級的測量精確度，這種測量可通過凸形花紋的微皺和連續波形并結合磁阻測量技術而進行。權利要求1.用于測量長度或角度的方法，其中使用了帶有標記的帶形或盤形的傳送元件(1)，該傳送元件(1)設計用于拉出和推入罩(6)、殼或類似物，罩(6)中設有至少一個用于探測傳送元件上的標記的傳感器(4，5)，并具有一個用于將來自所述傳感器的信號轉換成長度測量值或角度測量值的電子元件(33)，其特征在于所述的傳感器探測傳送元件上的標記，該標記為在傳送元件上形成一微皺帶形區域(3)的重復的凸形花紋(2)，該微皺區移過所述傳感器，傳感器記下所述微皺區(3)中的凹陷和/或凸起的數量，這些凹陷和/或凸起從某個起始位置到某個測量點移過傳感器，傳感器本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：簡·G·瑟吉尼斯，
申請(專利權)人：簡·G·瑟吉尼斯，
類型：發明
國別省市：