专利名称：一种语音数显游标卡尺的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及电子、智能控制领域，尤其涉及ー种语音数显游标卡尺。
背景技术：
近年来，科学技术得到飞速发展，我国的加工制造业也是蓬勃发展，加工制造企业数量越来越多，从事加工行业的人员队伍迅速增长。当然，游标卡尺在加工制造行业的日常使用中起到了无法替代的作用。但是，在科学技术日新月异、集成芯片和集成电路得到广泛应用的今天，传统的机械式游标卡尺由于使用不方便、读数效率低下，已经不能适应当今社会高效生产的要求。虽然目前出现了ー批数字显示的游标卡尺，很大程度提高的读数效率，但是却不具备语音功能，而语音功能在某些特殊场合会发挥很大的作用。随着半导体技术和计算机技术的飞速发展，涌现出很多价格低廉的语音产品，使得语音技术到很大的突破，为语音产品的大規模推广奠定了基础，也使采用语音播报游标卡尺测量长度成为可能。
发明内容本实用新型的目的在于，提供ー种语音数显游标卡尺，能既能显示测量的結果，也可以语音播报所测得的长度值。为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现ー种语音数显游标卡尺，包括游标卡尺，其特征在于，在游标卡尺的主尺和副尺上安装有容栅传感器，容栅传感器通过电平转化电路与信息处理模块相连接，信息处理模块上还连接有显示模块和语音播报模块，所述的容栅传感器、电平转化电路、信息处理模块、显示模块和语音播报模块由电源模块供电。本实用新型的其他ー些特点是所述的容栅传感器包括一个动栅和一个定栅，动栅包括一系列等间距排列且尺寸相同的发射极片E和公共接收极R，发射极片E中间的距离为Itl ;定栅包括屏障极和一系列尺寸相同的反射电极片。所述的容栅传感器的动栅安装在游标卡尺的副尺上，定栅安装在游标卡尺的主尺上。所述游标卡尺为普通机械式游标卡尺。所述电源模块为3V可充电的锂离子扣式电池。所述信息处理模块采用AT89C52单片机。所述显示模块为Nokia5510液晶显示器。所述语音播报模块为WTB031语音芯片。本实用新型的语音数显游标卡尺，其核心部件采用容栅传感器，容栅传感器包括一个定栅和一个动栅，拉动卡尺的动栅时。定栅上接收到的电容值会发生改变。这种电容值的变化通过电路转化放大及信息处理单元的处理后得到位移值，借助液晶显示屏显示出来，同时将得到的位移值传递给语音単元，播报测量的长度值。这种语音数显游标卡尺具有制作简单，单路简单，測量精确，成本较低，更加智能化和人性化等特点。
图1为本实用新型的结构框图。图2为本实用新型的容栅传感器结构图。图3为本实用新型的电平转化电路图。图4为本实用新型的电路原理图。
以下结合附图和实施例对本实用新型进ー步说明。
具体实施方式
參照图1，本实施例给出ー种语音数显游标卡尺，包括普通的机械式游标卡尺，在机械式游标卡尺的主尺和副尺上安装有容栅传感器，容栅传感器通过电平转化电路与信息处理模块相连接，信息处理模块上还连接有显示模块和语音播报模块，所述的容栅传感器、电平转化电路、信息处理模块、显不模块和语音播报模块由电源模块供电。其中，电源模块、显示模块、语音播报模块、信息处理模块安装在游标卡尺的副尺上，电源模块选用3V的可充电的锂离子扣式电池，经升压为5V，为各个模块供电。本实施例中，信息处理模块中采用Atmel公司生产的AT89C52单片机，其包含高性能、低功耗的8位微处理器，内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和256bytes的随机数据存储器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产。AT89C52单片机主要接收并处理信号输入单兀传送的信息,并向显不模块和语音播报模块输出控制信号。语音提示模块选用广州唯创科技有限公司生产的WTB031语音芯片，该芯片是ー款低成本的OTP语音芯片；具有エ业级性能，满足产品在多种场合下正常工作；可以定义多路输入端和输出端；支持WAV音频和两通道MINI播放；可加载128段语音进行控制播放；工作电压DC2. 2V 5. 5V，功耗低；内部资源丰富，包括有EPR0M、RAM和I/O端ロ等资源。显示模块为Nokia5510液晶显示器，该显示器单机芯！XD驱动；输出大小为48行X84列；显示数据RAM48*84位，串行界面最高4. OMbits/S ;低功耗，适用于电池供电系统；使用温度范围较大，为-25 70°C，完全能够满足绝大多数的使用环境。參照图2，容栅传感器包括一个动栅2和一个定栅I。动栅2包括一系列等间距排列且尺寸相同的发射极片E和公共接收极R，发射极片E中间的距离为Itl ;定栅I包括屏障极S和一系列尺寸相同的反射电极片M(M1; M2, ···),反射电极片M的宽度和间隙各为4ち，反射电极片M有绝缘层3，使得反射电极片M相互电绝缘。副尺的发射极片E和主尺的反射电极片M面相对，平行安装。动栅2布置在副尺上，公共接收极为R ;定栅I布置在主尺上。当容栅传感器的发射极片E被加上一个频率和相位严格按照周期变化的激励电压信号时，根据电容器工作原理，在反射极片M上将会感应产生与发射极频率及相位相同的电压信号。同理，在公共接收极R也将得到频率及相位与激励信号相同的感应电压信号。当动栅相对于定栅移动时，在反射极上将产生随位移变化而导致相位与频率变化的感应信号，随之，接收极也产生随反射极信号变化而变化的感应信号。接收极上的变化信号经过专用集成电路的处理，就可以知道位移的大小。由于容栅传感器的供电电压为+1. 5V，而普通的TIL芯片的供电电压为+5V，所以要使二者可以相互通讯，就需要有相应的电平转化电路。电平转化电路如图3所示。由于容栅传感器的输出为脉冲信号，所以图3中的三极管工作在饱和区，处于开关状态，其中电阻R1、R2起到限流的作用，电阻R4起到分流的作用，电阻R3起嵌位作用。经过三极管转换后的信号，再通过2个反向器(Datal)对其进行整形处理。參照图4，为本实施例制备的语音数显游标卡尺的电路原理图，AT89C52单片机向容栅传感器的发射极E添加一个平率和相位严格按照周期变化的激励电信号，当动栅2相对于定栅I移动时，在反射极M上将产生随位移变化而导致相位与频率变化的感应信号，随之，公共接收极R也产生随反射极信号变化而变化的感应信号。公共接收极R上的变化信号经过电平转化电路把测量值转换成数字信号，数字信号通过PO ロ输入到信息处理模块，经过信息处理模块的处理，通过P13、P14和P15接ロ控制语音芯片WTB031播报测量值，与此同时，通过Pl ロ控制显示単元显示测量值。容栅传感器的电源部分有开关SI，每次测量完成后都会显示测量值，如果要启动语音播报装置，只需按动开关SI，即可连通电路，播报当前的测量值大小。
权利要求1.ー种语音数显游标卡尺，包括游标卡尺，其特征在于，在游标卡尺的主尺和副尺上安装有容栅传感器，容栅传感器通过电平转化电路与信息处理模块相连接，信息处理模块上还连接有显示模块和语音播报模块，所述的容栅传感器、电平转化电路、信息处理模块、显示模块和语音播报模块由电源模块供电。
2.如权利要求I所述的语音数显游标卡尺，其特征在于，所述的容栅传感器包括ー个动栅和一个定栅，动栅包括一系列等间距排列且尺寸相同的发射极片E和公共接收极R，发射极片E中间的距离为10 ;定栅包括屏障极和一系列尺寸相同的反射电极片。
3.如权利要求2所述的语音数显游标卡尺，其特征在干，所述的容栅传感器的动栅安装在游标卡尺的副尺上，定栅安装在游标卡尺的主尺上。
4.如权利要求I所述的语音数显游标卡尺，其特征在于，所述游标卡尺为普通机械式游标卡尺。
5.如权利要求I所述的语音数显游标卡尺，其特征在于，所述电源模块为3V可充电的锂离子扣式电池。
6.如权利要求I所述的语音数显游标卡尺，其特征在于，所述信息处理模块采用AT89C52单片机。
7.如权利要求I所述的语音数显游标卡尺，其特征在于，所述显示模块为Nokia5510液晶显不器。
8.如权利要求I所述的语音数显游标卡尺，其特征在于，所述语音播报模块为WTB031语音芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种语音数显游标卡尺，包括游标卡尺，在游标卡尺的主尺和副尺上安装有容栅传感器，容栅传感器通过电平转化电路与信息处理模块相连接，信息处理模块上还连接有显示模块和语音播报模块，所述的容栅传感器、电平转化电路、信息处理模块、显示模块和语音播报模块由电源模块供电。具有制作简单，单路简单，测量精确，成本较低，更加智能化和人性化等特点。
文档编号G01B3/20GK202361905SQ201120431068
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者刘凯, 林小凤, 马建新 申请人:长安大学