专利名称：电子测量带和包括电子测量带的长度测量设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的电子测量带以及根据权利要求10 的前序部分的包括电子测量带的长度测量设备。
背景技术：
越来越重要的是电子地收集通过长度测量过程获得的数据并对其进行估 值。在此有利的是，不仅通过常规方式由机械测量带记录有关长度尺度并随后算机内的估值单元。例如EP 0 740 126 Al示出了这种根据权利要求1的前序部 分的电子测量带以及这种根据权利要求10的前序部分的电子长度测量设备。可 缠绕在带缠绕装置上的带具有按照规则间隔布置的开口 ，且在将带从其壳体拉 出时带在光源和检测器设备之间这样地运动，使得开口相继通过用于检测器设 备的光脉冲，与检测器设备连接的估值单元由此确定拉出的带的长度且以此确 定待确定的长度尺度。这样的电子测量带的缺点在于， 一方面，由于检测长度尺度的增量检测方 式，必须在拉出带的整个过程中为光源和检测器设备进行供电，因此是很耗能 的，特别是在由电池驱动的设备中这是很不利的。另一方面，如果在带拉出期 间发生了故障(这也包括过快地将带拉出)，那么就会产生错误的测量结果。将 带从壳体中拉出的速度限制也是此电子测量带的重要缺点。发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种电子测量带和包括这种电子测 量带的长度测量设备，以它们克服了现有的问题而它们却制造简单且因此廉价。 这种电子测量带以及这种的电子长度测量设备尤其可实现快速的带拉出而不会 导致测量错误或甚至使测量不能进行，且每个测量过程可以以最小的能耗执行。这一技术问题将以根据权利要求1所述的电子测量带以及根据权利要求10所述的电子长度测量设备解决。本发明的有利的扩展是从属权利要求的对象。 根据本发明设计为，使形成带的材料对于测量所使用的辐射是可穿透的， 这样就不需在带内提供开口。为在检测器设备内获得测量可使用的信号，在带 两面中的一面上设有含义唯一的编码，所述编码在带的每个位置上以含义唯一 的方式表示了通过带出口拉出的带的长度，为此显然需要对应于检测器设备长 度的带长度来进行编码。此外，编码包括影响带对于辐射的透射性的元件(Elemente )。所以可以采用例如完全阻挡或至少尽可能地屏蔽了辐射的暗条紋 来作为这种的元件。由于含义唯一的编码，仅需在相应地拉出带后短时地激活 辐射源和检测器设备，其中辐射源发出短的闪光或红外闪光，该闪光或红外闪 光通过编码的元件的不同的传递相应地成像在检测器设备上，且指示了已拉出 的带的长度。以此方式，长度测量以极为节能的方式实现。此外，与现有技术 相比由于不需对带进行穿孔，因而带的稳定性得以提高。优选地，带由织物(特别是由塑料)制成，以此可以将带构造得特别地柔 软。通过将带与其缠绕装置布置在其带壳体内，可以特别容易地实现带的更换， 在有例如由于磨损或其他原因导致的维修、更换的需求时，带可以从外部壳体 中取出。编码可以以特别地简单的方式通过例如丝网印刷的印刷方法置于带上。编 码也可以例如通过蚀刻方法置于带上。优选地，^使用格雷码、PRBS码(Pseudo Random Binary Sequence Code,伪随才几二进制顺序编码)、适当变换的PRBS码 或条形码，其中，例如在暗条紋和未印刷的区域之间的过渡数被最大化，以优化分辨率且改进测量可靠性。发装置(例如操作按键形式的触发装置)，可以优化根据本发明的电子测量带的 操纵。在此有利的是，附加地提供一种在尽可能早的时间点再次断开辐射源的 设备。不言而喻，为成功地进行测量也必须激活检测器设备。优选的是在电子测量带的外部壳体内提供类似于移动电话内的振动警报 的振动装置，例如在错误的测量的情况下该振动装置可以被估值装置激活。相 对于在显示装置上相应的提示或借助声学装置的警报，特别地在带有不足的光 照条件或高噪声水平的工作情况中，这对于无故障地操纵根据本发明的电子测 量带是很有利的。通过为电子测量带在外部壳体之外提供显示设备可以方便操作，例如可以 允许最终测量长度或其他测量所希望的信息显示在显示设备上。如果电子测量带可作为独立设备运行，则必须在电子测量带的外侧壳体内 提供估值设备。而且，根据本发明设计为，使电子测量带形成为电子长度测量设备的一部 分，特别是呈计算机系统形式的电子长度测量设备的一部分。为此，计算机系 统具有监视器形式的显示设备和处理器形式的估值设备，其中处理器与根据权 利要求1至8中任一项所述的电子测量带连接。因此可以使用电子测量带以方 便的方式进行测量，测量自动地向估值设备传送且由计算机系统接收以用于进 一步的处理。通过由提供在电子测量带内的发射器和提供在计算机系统内的接 收器在电子测量带和估值设备之间建立的无线连接，实现了特别地方便的操纵。 例如红外接口或蓝牙接口适合于这样的无线连接。
结合示意性的而非按比例显示的附图并根据下文对本发明的优选但非限定性的实施例的说明得出本发明的其它优点、特征和细节。各图为图1是根据本发明的具有打开的外部壳体的电子测量带的优选实施例的透-现俯浮见图；图2是根据本发明的电子测量设备的优选实施例的示意图，其中电子测量 带在俯视图中表示为带有打开的外部壳体；和图3是PRBS编码的图示，如可以以有利的方式用于根据本发明的电子测 量带。
具体实施方式
根据图1和图2,电子测量带10由外部壳体12包围，该外部壳体用于操 作人员的良好操纵且用于保护该外部壳体以免其受到环境影响。带30布置在带 壳体34内，带20可以以一种本身已知的方式缠绕在带缠绕装置20上或从带缠 绕装置20上展开，其中为简单起见，仅示出了缠绕芯轴。带30优选地由织物、 特别是由塑料制成且因此很柔软且可使用在实际上的各种测量情况中。在带30 的自由端固定有带柄35,在带柄35上带30可通过带出口 14从外部壳体12拉出。在带出口 14外侧上的参考边缘15用作长度测量的参考。带壳体34与带 30—起形成自身的构件，该构件在需要时，例如用于维修或在磨损后，以简单 的方式从外侧壳体12可取出和再次插入，或可由新的构件替换。在外侧壳体12内布置有例如红外光源形式的辐射源50，辐射源50照射检 测器设备60。为此，带30被引导为在辐射源50和检测器设备60之间延伸。 带30在其两个表面中的一个上(在此为表面32)具有PRBS码(Pseudo Random Binary Sequence Code,伪随机二进制顺序编码)，该编码设置为使得与检测器 设备60长度相对应的长度的每段在整个带30上仅出现一次，且因此实现了与 通过带出口 14拉出的带30的长度的含义唯一的对应。这种PRBS码的例子在 图3中示出，这将在下文中说明。在带30的另一个表面31上例如可以设置常 规的厘米和毫米刻度，以使得操作人员能进行"手工"读数且因此实现了检测 所进行的测量的可信性的可能性。如果带30已从外侧壳体12拉出，则可以通 过压下设置于外侧壳体12上的操作按键16来进行测量。这样将辐射源50短时 间激活且将光照射到带30上。暗条紋42 (参考图3)将光吸收，而在亮区域 41内光穿透带30并投射到检测器设备60上。通过带30向检测器设备60上的 透射由于阴影投影而成像的编码图案将传送到估值设备70，在估值设备70内 此图案与在此存储的编码段进行比较。估值设备通过比较图案和数据组确定在 参考边缘15旁拉过的带30的长度。此长度可以在提供在外部壳体12上的显示 设备18上显示，以通知操作人员检测到的长度。因此，在此实施例中电子测量 带是可独立使用的长度测量装置。根据另一个实施例，可以附加地提供带有发 射天线73的发射设备72，发射设备72将检测到的长度尺度无线地传送到计算 机以用于进一步的处理并在必要时进一步地存储。为可靠地保持或固定带30, 例如用于进行圓周测量，带柄15可以例如装载在带保持凹陷13内。根据图2,根据本发明的电子测量带也可以是电子长度测量设备90的一部 分，其中对长度测量数据的估值不再在电子测量带10自身内进行，而是将估值 设备70布置在例如计算机系统的外部单元91内。为此，由检测器设备60获得 的数据通过发射设备72和发射天线73无线地(例如通过红外接口或蓝牙接口 ) 传送到在外部单元91内对应配设的接收设备74,然后由估值设备70对获得的 数据估值且将所确定的长度尺度在例如计算机监视器的显示设备92上显示。在 此实施例中，不强制要求在外侧壳体12上的用于所确定的尺度的显示设备18，然而为提高操作方便性也可以提供显示设备18。例如键盘、鼠标和类似装置的输入装置可以附加地与外部单元91和显示设备92连接，但它们未示出。在其他方面中，为此应用形式提供的电子测量带的构造与参考图l描述的实施例大 体上相同。对操作尤其有利的是在外部壳体12内设有振动装置80,例如经常使用在 移动电话中的振动装置，以能在估值单元70将通知操作人员测量错误、系统故 障或要求的而需检查测量结果的情况下向操作位置给出触觉反馈。这样的触觉 反馈也可以用作对成功的测量的确认。在此，相应的信号从估值单元70向振动 装置80的传送通过使用发射设备72和接收设备74实现，发射设备72和接收 设备74必须都分别构造为双向发射和接收设备，或通过未图示的传送装置实 现。图3示出了包括光不可通过的暗条紋42和亮条紋41的PRBS码40的例子。 为解释，放大地图示了 > ^个条紋的段，其中N是检测器设备60内的检测器 元件的个数且p是各检测器元件的宽度。因为2"个不同的N位长度的组合， 所以配设了 PRBS码的带可以具有最大为L=2N p的长度。为本发明的目的， N典型地在从16至32的范围内，且编码40的条紋宽度大约为p=l毫米。在本 发明中，带30布置为距检测器设备60大约lmm，而带30与辐射源50之间的 间距大约为12 mm。因此，通过使用两个点状辐射红外LED作为辐射源50， 在高的光效率和尽可能均匀的光分布之间获得了良好的折衷。所描述的布置不 仅可非常紧凑地实现，而且不要求成像光学器件，这保持了低的生产成本。如 果在传感器长度为11 mm的情况中例如使用每个的宽度p^ mm的N二ll个条 紋，则得到2048个可能性(对应于全长两米的提供有PRBS码的带)。因为传 感器的边缘由于所实现的传感器信号的在陡度上的偏离而不完全可利用，所以 在实践中要求12.5mm长的传感器，以能修正模糊。作为替代，例如也可以将 编码这样地转化和形成，使得所述编码分布在多个传感器上，例如其间距为3 mm的两个7mm长的传感器。在此情况中，可以使用更短的且因此明显更廉价 的传感器。以所描述的例子，理-沦上可实现300 dpi或0.085 mm的分辨率，其 中在实践中可给出0.2mm的分辨率。在此，对于在一毫米精度以下的精细读数 可以通过利用编码的相位实现，即通过单独的传感器的局部分辨实现。编码40可以以特别地简单的且廉价的方式同时以高的运行安全性通过印刷过程置于带30上。替代地或补充地，可以使用蚀刻方法，以在带上或带内生 产编码。在此生产方法中，在带的横向方向上的侧向偏移对于待进行的测量精 度不是关键的。本发明提供了许多优点。如，辐射源对于每次测量仅接通大约10微秒； 因此，能耗仅由所进行的测量次数确定。通过根据本发明的布置不需要例如限 位开关或另外的传感器的参考点，这保持了低的生产成本。特别重要的是在测 量之间带可任意快速地运动；测量不因此受到影响，因为测量仅在静止的带上 完成。在根据现有技术的带有累积式测量(intergaler Messung )的已知的设备 中，此测量此外部分地受到滑动的影响，必须保持低的带速度以使估值电子器 件不过载；此外在这样的增量式相对测量中，辐射源在带的整个运动期间保持 接通，这显著地提高了能耗。通过用于编码的简单地实现的印刷方法允许了粗 略的分辨率，这又在不使用昂贵的成像光学器件的透射方法中实现了提供检测 器设备。在将根据本发明的电子测量带使用在其中对将来自测量带的测量数据 无线地传送到处理设备的电子测量设备中时，显著地提高了操作方便性，因为 操作人员不受到电缆的干扰。应注意的是参考单个的实施例所描述的本发明的特征(例如电子测量带的 构造或所使用的编码的细节)也可以出现在另外的实施例中，除非另外地指出 或由于技术原因本身禁止。
权利要求
1.一种电子测量带(10)，该电子测量带包括设有带出口(14)的外部壳体(12)，在所述外部壳体(12)内设有带缠绕装置(20)，缠绕在所述带缠绕装置(20)内且通过所述带出口(14)从所述外部壳体(12)中拉出的带(30)，所述带(30)具有第一表面(31)和第二表面(32)，布置在所述带出口(14)和所述带缠绕装置(20)之间的的辐射源(50)，该辐射源用于将辐射发射到所述带(30)的所述第一表面(31)上，和布置在所述带(30)的所述第二表面(32)一侧上的检测器设备(60)，以接收辐射且将代表所接收到的辐射的数据输出到估值设备(70)，以根据此数据检测通过所述带出口(14)拉出的所述带(30)的长度，其特征在于所述带(30)对于所述辐射是可穿透的且在所述带的所述两个表面(31、32)中的一个上设有含义唯一的编码(40)，所述编码(40)代表了通过所述带出口(14)拉出的所述带(30)的长度，且所述编码(40)由影响所述带(30)对辐射的传输能力的元件(41、42)形成。
2. 根据权利要求1所述的测量带(10),其特征在于所述带(30)由织 物和/或塑料制成。
3. 根据权利要求1或2所述的测量带(10)，其特征在于所述带(30) 布置在可从所述外部壳体(12)中取出的带壳体(34)内。
4. 根据上述权利要求中任一项所迷的测量带(10)，其特征在于所述编 码(40)被印刷或蚀刻。
5. 根据上述权利要求中任一项所迷的测量带(10)，其特征在于所述编 码(40)是带有最大个数的明暗过渡的格雷码、PRBS码、转化的PRBS码或 条形码。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的测量带(10),其特征在于所述外 部壳体(12)外设有用于激活所述辐射源(50)的触发装置(16)并优选设有 用于在激活后自动使所述辐射源(50 )解除激活的设备。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的测量带(10),其特征在于设有可由所述估值设备(70)操作的振动装置(80)。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的测量带(10),其特征在于在所述 外部壳体(12)外侧上设有显示设备(18)。
9. 根据上述权利要求中任一项所述的测量带(10),其特征在于所述估 值设备(70)布置在所述外部壳体(12)内。
10. —种电子长度测量设备(90),该设备包括 显示设备(92),和估值设备(70)，其用于根据所接收到的数据确定长度尺度，以及根据长 度尺度产生显示数据，以便在所述显示设备(92)上显示， 其特征在于将根据权利要求1至8中任一项所述的电子测量带(10)与所述估值设备 (70)相连接。
11. 根据权利要求10所述的长度测量设备(90)，其特征在于在所述电 子测量带(10)和所述估值设备(70)之间的连接是无线连接，特别是通过红 外或蓝牙实现的无线连接。
全文摘要
本发明涉及一种电子测量带，该测量带包括设有带出口的外部壳体、带缠绕装置、缠绕在带缠绕装置内且通过带出口从外部壳体中拉出的具有第一表面和第二表面的带，布置在带出口和带缠绕装置之间的辐射源，和布置在带的第二表面一侧上的检测器设备以接收辐射且将表示所接收的辐射的数据输出到估值设备，以便根据这些数据确定通过带出口拉出的带的长度，其中，带对于辐射是可穿透的且在其两个表面中的一个上设有含义唯一的编码，编码代表了通过带出口拉出的带的长度且由影响带对辐射的传输能力的元件形成；还涉及一种电子长度测量设备，其带有显示设备和估值设备，其中这种测量带与估值设备连接。
文档编号G01B3/10GK101273244SQ200680035275
公开日2008年9月24日 申请日期2006年7月24日 优先权日2005年7月25日
发明者约瑟夫·埃尔布雷赫特 申请人:霍克斯特马斯巴尔泽有限责任公司