专利名称：高防护容栅电子尺的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种长度量具，具体为一种用线位移容栅原理制作的、能防油污、防液溅、防尘附的高防护容栅电子尺。
(二)技术背景与角位移容栅原理相比，以线位移容栅原理制作的卡尺、标尺、高度尺和深度尺等容栅电子尺是目前技术成熟度最高、生产量最大、应用面最广、价格也最低的容栅电子尺，在制造业中广泛使用。但目前在用的该类产品的防护能力很低，受油污、液溅、尘埃等污染物质的影响后，精度下降、显示不准，使该类产品的应用范围、使用环境及操作要求都受到限制。
下面参照图1～图4简要说明目前在用的、用线位移容栅原理制作的传统容栅电子尺的一般构造及其现存缺陷。如图1所示，容栅电子尺包括主尺101和副尺102，以及根据容栅电子尺的不同品种和作用而选择制作的量爪103及深度尺杆104。副尺102套装在主尺101上并沿主尺101来回移动。主尺101的横断面如图2所示，主尺101的尺身105上粘固有由印刷电路板制成的定栅电极106，定栅电极106与尺身105等长，定栅电极106的表面粘固有由塑料薄膜制成且与定栅电极106等宽等长的保护膜107，其目的是保护定栅电极106不受外界硬物划损，横断面上的两条槽108是工艺所需，以保证定栅电极106能确实贴装到底。副尺102的横断面如图3所示，副尺102的尺框109上固装罩壳110，罩壳110上固装有由印刷电路板111制作的动栅电极和测量电路，罩壳110上还固装有显示器112和按键113及钮扣电池(图中未画出)。主尺101和副尺102套装后的横断面如图4所示，动栅电极即印刷电路板111与定栅电极106之间必须保持一个合适的空气间隙114以形成电容。当副尺102沿主尺101移动时，动栅电极即印刷电路板111与定栅电极106之间产生相对运动并出现电容量变化，电容量的变化反映移动量的变化，经测量电路处理后由显示器112进行数字显示。当容栅电子尺在最普遍的车间条件下使用时，由于保护膜107表面不可避免的会留存有操作者手握主尺101所沾附在上的油污和汗渍、或留存有喷溅的机床冷却液、或留存有落附的诸如砂轮磨削时的尘埃等污染物质，这些污染物质将使动栅电极即印刷电路板111与定栅电极106之间空气间隙114应有的正常介电系数受到破坏，在不正常的介电系数条件下，电容量的变化将不再正确反映移动量的变化，因此不可能期望得到正确的精密测量。从结构上分析空气间隙114的正常介电系数受污染而破坏的原因，是由于图2中所示的保护膜107是静态的粘固在定栅电极106表面，没有将图3中所示的动栅电极即印刷电路板111包容在内，因而其位置是在动、定栅电极之间的空气间隙114里，其表面所留存的污染物质也就处于空气间隙114里而使空气间隙114受到污染。
在96104062号中国专利中揭示了一种以线位移容栅原理制作的、能浸水工作且能防尘的容栅电子卡尺，但结构复杂，构件很多，某些技术要求近乎苛刻，很难实现，同时相对传统容栅电子卡尺体积增大许多，对制造者和使用者都不很理想。
在98116518.4号中国专利中揭示了一种以角位移容栅原理制作的、能浸水工作的容栅电子卡尺，其所采用的无间隙啮合的齿轮和齿条传动系统冗繁复杂，更重要的是无法解决齿条的长程动密封，致使微粒状污染物质落于齿间后，卡尺无法顺畅移动，更谈不上应用于木工机械、粉末冶金等粉尘飞扬的场合，同时由于必须经过机械移动量转换为角位移电信号再转换为线位移电信号的两次量值转换，因而制造精度难于达到用线位移容栅原理制作的容栅电子卡尺的制造精度。
在02145659.3号中国专利中揭示了另一种以角位移容栅原理制作的、能浸水工作的容栅电子卡尺，其所采用的无齿条摩擦传动虽然避免了齿条传动的弊病，但不能防尘且需两次量值转换的缺陷依然存在，同时为了保证摩擦传动过程完全连续不能出现丝毫中断，则对环境及操作的要求反而更高。
此外，96108034号中国专利和98107990号中国专利所揭示的能浸水工作的两种电子卡尺，分别采用的是电感和磁阻原理，完全丧失了容栅原理所具有的耗电省、不怕磁的优势。
分析电子尺的使用状况，需要浸水工作的情况是极为特殊和少见的，最大量、最普遍出现的污染情况是操作者的手上沾满油污和汗渍时去抓握电子尺，或者机床的水油基切削液飞溅到电子尺上，或者如砂轮磨削时的微小颗粒物质沾附在电子尺上，这些污染因素才是电子尺的防护重点，如果仅为了达到能浸水工作的目的，而丢弃了线位移容栅电子尺特有的耗电省、不怕磁、精度高、结构简单、体积小巧、成本低廉、易于生产这些不容忽略的可贵的技术优势，技术代价显然高昂。
(三)实用新型内容本实用新型的技术目的是通过对定栅电极和动、定栅电极之间空气间隙的长程动态复盖，提供一种以线位移容栅原理制作的、以卡尺、标尺、高度尺和深度尺形式出现的、具有高防护能力的容栅电子尺，虽然不能浸水工作，但能够防油污、防液溅、防尘附，在受到操作者用油污的手抓握，或受到水、油等液体的喷溅，或受到尘埃等杂质的落附时，均不会破坏动栅电极与定栅电极之间空气间隙应有的正常介电系数，从而能够在使用环境最为普遍的车间条件下可靠工作。
实现本实用新型技术目的的技术方案是建立一个包容动、定栅电极且可与动栅电极同步移动的保护空间，将动、定栅电极之间的空气间隙安排在这个可移动的保护空间里，不管保护空间移动到何处，保护空间以外的定栅电极均被一条紧贴其表面的薄带复盖而不受污染，动、定栅电极之间空气间隙应有的正常介电系数就不会受到污染而招致异常。
本实用新型技术方案的具体内容是它包括主尺和副尺，副尺可沿主尺往复移动；主尺包括尺身、粘固在尺身上且与尺身等长的定栅电极、与定栅电极等宽或略宽的长条薄带；副尺包括中空的尺框、设置在尺框中空内部的支撑体、固装在尺框上且在主尺与副尺套装后位于定栅电极的对面并与定栅电极平行的动栅电极，副尺还包括测量显示电路，测量显示电路和动栅电极分别制作在两块印制板上，两块印制板之间用导电橡胶实现电连接。主尺与副尺套装后，定栅电极与动栅电极之间保持一个合适的空气间隙；薄带穿过尺框中空的内部，其首尾两端固装在尺身长方向的两个末端，并与定栅电极的首尾两端保持平齐；未穿过尺框而暴露在尺框外部的薄带保持绷直状态贴紧定栅电极并能够随着尺框的移动而动态起伏；隐藏在尺框中空内部的薄带通过支撑体的支撑形成一个离开定栅电极并包容动栅电极的保护空间，于是需要保持正常介电系数的空气间隙就被安排在了这个保护空间里被防护起来。当副尺沿着主尺往复移动时，尺框内部由薄带和支撑体所形成的保护空间也随着副尺的移动而沿主尺同步起伏移动，副尺的移动也就是动栅电极的移动，而动栅电极又被包容在薄带和支撑体所形成的保护空间里，所以副尺沿主尺的移动最终就是保护空间里需要保持正常介电系数的空气间隙的移动，暴露在尺框外部的薄带则随着副尺的移动而起伏，起伏过的薄带由于长度不可改变，将始终保持绷直状态贴紧定栅电极，于是定栅电极就受到了能防止外来污染的长程动态复盖保护，所有的污染物质都被留存在薄带之上，需要保护的空气间隙被包容在薄带之下，从而保证了需要保持正常介电系数的空气间隙不受污染。
本实用新型的优点是1.与无高防护能力的传统容栅电子尺相比，两者在结构上无本质差异，因而完全保留了线位移容栅电子尺特有的耗电省、不怕磁、精度高、结构简单、体积小巧、成本低廉、易于生产的技术优势，对于一贯生产无高防护能力传统容栅电子尺的量具企业，无须改变工艺模式就能快速转产。2.与无高防护能力的传统容栅电子尺相比，生产成本相当或仅略高，防护能力却有了数量级的提高，实用性强；与能完全浸水工作的电子尺相比，生产过程简单，成本大幅下降。因而性能价格比优良，满足在普通车间条件下工作的最大量使用人群对电子尺的综合要求。3.可应用于卡尺、标尺、高度尺和深度尺等电子尺，量大面广，适应性强。
图1为传统容栅电子尺外形图图2为传统容栅电子尺主尺的断面图图3为传统容栅电子尺副尺的断面图图4为传统容栅电子尺主尺和副尺套装后的断面图图5为本实用新型实施例的整体结构图图6为图5的A-A剖视放大图图7为图5的B-B剖视放大图具体实施方式
本实用新型的一个具体实施例如图5～图7所示。图5所示是本实施例的整体结构，它包括主尺200和副尺300，副尺300可沿主尺200往复移动。如图6所示，主尺200包括尺身201，在尺身201上粘固有与尺身201等长的定栅电极202，并固装有与定栅电极202等宽的长条薄带203，薄带203的首尾两端固装在尺身201长方向的两个末端并与定栅电极202的首尾两端保持平齐(未画出)，固装后的薄带203保持绷直状态贴紧定栅电极202；副尺300包括尺框301，在尺框301中空的内部，设置有四个圆柱形的支撑体302、固装有动栅电极303，尺框301上还固装有与动栅电极303分离制作的测量显示电路304。在主尺200与副尺300套装后，动栅电极303位于定栅电极202的对面并与定栅电极202平行，两者之间保持一个合适的空气间隙401；薄带203穿过尺框301中空的内部，通过支撑体302的支撑，形成一个局部离开定栅电极202并包容动栅电极303的保护空间400，定栅电极202和动栅电极303之间需要保持正常介电系数的空气间隙401处于保护空间400里。当副尺300沿着主尺200往复移动时，油污、汗渍、喷溅的切削液、微小颗粒物等污染物质都被留存在薄带203之上，需要保护的空气间隙401被包容在薄带203之下，从而保证了需要保持正常介电系数的空气间隙401不受污染，注意空气间隙401和被薄带203贴紧复盖的定栅电极202是被置于主尺200工作位置的背面，这更有利于防护。图7所示是动栅电极303与测量显示电路304的电连接关系，它们之间通过导电橡胶305保持电信号连通；尺框301由盖板301-1和游框301-2固装而成以实现内部中空。
以上通过实施例进行了本实用新型的实施说明，但本实用新型不限于以上的实施例，在不超越本实用新型特征范围的前提下，本实用新型可以有各种演变。
权利要求1.一种以线位移容栅原理制作的高防护容栅电子尺，由主尺和副尺组成，其特征在于所述的主尺包括尺身、与尺身等长的定栅电极、与定栅电极等宽或略宽的薄带；所述的副尺包括中空的尺框、设置在尺框中空内部的支撑体、固装在尺框上的动栅电极；所述的薄带穿过尺框中空的内部；所述的薄带的首尾两端固装在尺身长方向的两个末端，并与定栅电极的首尾两端保持平齐；所述的薄带通过支撑体的支撑形成一个局部离开定栅电极并包容动栅电极的空间，定栅电极与动栅电极之间所需的空气间隙被安排在该空间里；所述的薄带其未离开定栅电极的部分保持绷直状态贴紧定栅电极并随尺框的移动而动态起伏。
2.根据权利要求1所述的高防护容栅电子尺，其特征在于所述的副尺包括测量显示电路。
3.根据权利要求1所述的高防护容栅电子尺，其特征在于所述的动栅电极与测量显示电路分别制作在两块印制板上；主尺与副尺套装后，所述的动栅电极位于所述定栅电极的对面并与所述定栅电极平行。
专利摘要一种以线位移容栅原理制作的、高防护容栅电子尺，能够防油污、防液溅、防尘附。其特征在于将动、定栅电极之间的空气间隙安排在一个可移动的保护空间里，不管保护空间移动到何处，保护空间以外的定栅电极均被一条紧贴其表面的薄带复盖而不受污染，动、定栅电极之间空气间隙应有的正常介电系数不会因污染而招致异常。结构简单，容易制作，性能价格比好，实用性强。
文档编号G01B3/02GK2708237SQ200420077328
公开日2005年7月6日 申请日期2004年7月21日 优先权日2004年7月21日
发明者杨荣珍 申请人:杨荣珍