一类示值与一维触发复合测头及测量方法与流程

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本发明属于电子测量技术领域，具体涉及一类示值与一维触发复合测头及测量方法。


背景技术：

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随着机械产业升级，传统如高度尺一类的传统量具已经渐渐无法满足精度和效率要求。传统仪器很容易因人为操作差异引起较大的精度误差，且也无法获取准确的轮廓信息，因此无法做出实际使用中能获得更高精度的高度尺也无法扩展应用范畴。而要解决该类问题，一方面必须使不同的人操作相同的量具获取相同的结果，更要能够以统一基准进行绝对值与相对值测量。


技术实现要素：

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本发明的目的在于：提出一类具备精密机械构件结合的电路通断特性，具有微米级精度的统一绝对零位，整合通断触发功能及示值比较测量功能，同时获得绝对与相对测量值的测量方法。具备为电路提供通断的触发功能，其触发功能是通过触点结合状态的变化，完成电路通断的信号切换。以电信号定义解析，触点分离与结合分别代表“0断”与“1通”，进一步将该信号传导入配套的量具或量仪，并由计量装置及控制系统完成当前尺寸数值的信息锁存。以一类一维双向示值测头为例，其内部机构的触发传导由测头外的测针发出，当测针与被测零件接触并持续运动时，通过第一回转轴系推动触点1和触点2绕第二回转轴系转动，与导电弓脱离，使得信号电路断开，出现高低电频的翻转，实现触发功能。反之，当测针与工件分离，作用于第二轴系的扭簧将迫使导电弓回转，触点1触点2复位，完成高低电频翻转复位。其示值测量功能与触发功能类似，当触点绕第二回转轴系运动时，绝缘齿条将实时推动大齿距冠形齿轮转动，进而驱动读数表盘指针转动。同理数显类示值测头亦可采用类似结构驱动数显功能模组实现
[0004]
如上所述的一类示值与一维触发复合测头及测量方法，为确保其电气特性，对部分机械构件做绝缘处理；为有效改善触点通断时其绝对零位重复性及触点电流特性，对触点部分按需选用接触形式及材质或材质处理方式；为确保结合面具有um级加工精度及粗糙度，结合电路特征调整电阻大小(一般≤200ω)并引出测头外，接入配套计量系统完成基础电路设定及触发功能实现。
[0005]
如上所述的一类示值与一维触发复合测头及测量方法，其为完成通断特性，其具有切换电路通断的触点及使触点动作的机械结构(注：机械式)或通过数显模块接入比较电路完成类似功能的功能结构或电路构成。
[0006]
如上所述的一类示值与一维触发复合测头及测量方法，其具备高精度重复性的绝对触发零位。
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如上所述的一类示值与一维触发复合测头及测量方法，其相对示值测量与绝对触发测量公用同一零位，且具有稳定的微米级精度。
[0008]
如上所述的一类示值与一维触发复合测头及测量方法，其具备固定测针或多种可更换或叠加扩展测针结构。
[0009]
如上所述的一类示值与一维触发复合测头及测量方法，其可通过特定算法依托量仪计量功能及标准样件对当前测头所用测针的拟合外径进行标定。
[0010]
如上所述的一类示值与一维触发复合测头及测量方法，其可通过特定算法依托量仪计量功能及标准样件对测头绝对位置进行标定。
[0011]
如上所述的一类示值与一维触发复合测头及测量方法，其可通过特定算法依托量仪计量功能及标准样件对测头分度值标定。
[0012]
如上所述的一类示值与一维触发复合测头及测量方法，其可基于分度值标定及特定算法完成待测特征的轮廓，如极值、尺寸相对变化值得测量及比对。
[0013]
如上所述的一类示值与一维触发复合测头及测量方法，其数显类测头可通过通讯，以量仪计量系统为基准，自动校准测头分度值。
附图说明
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图1为两种一维双向示值复合触发测头的内部结构示意图；
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图2为两种一维单向示值复合触发测头的内部结构示意图；
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图3为多种可构成基础电路触点的结构示意图；
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图4为瞬时电路通断翻转杂波示意图；
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图5为固定、可换及扩展测针示意图；
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图6为t型测针测量内腔特征的示意图；
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图7为一维双向示值复合测头配合量仪标定测球直径示意图；
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图8为t型测针最大纵差校正值标定的方法示意图；
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图9为普通杠杆干分表更换测针之后示值精度变化示意图；
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图10为一维双向示值复合测头配合量仪对示值进行标定的方法及算法示意图；
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图11为一维双向示值复合测头安装于高度尺上对纵向圆形特征测量的示意图及计算方式；
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图12为一维双向示值复合测头配合量仪获取绝对位置的方法示意图；
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图13为一维单向示值复合测头使用不同类型的测针示意图；
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图14为一维单向示值复合触发测头使用异型测针的标定示意图；
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图15为一维单向示值复合测头安装于高度尺上对圆弧特征进行测量；
具体实施方式
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如图1所示，一种双向触发与示值复合测头的内部结构如图所示，其内部机构的运作围绕第一轴系、第二轴系及相关构件的移动和复位进行。测头系统探测信号的触发通过触点1、触点2与导电弓的接触与分离完成电路的高低电频翻转，则当测针与被测零件接触并持续运动时，通过安装于第一回转轴系的导电弓推动触点1或触点2绕第二回转轴系运动，迫使另一触点与导电弓脱离，使得与量仪相连接的电路断开，实现触发功能。反之，当测针与工件分离，作用于第二轴系的扭簧将迫使导电弓复位，进而驱动触点1、触点2复位，完成触发电路的复位。同理数显类示值测头亦可采用类似结构驱动数显功能模组实现
＝(p1-p2)/n，数显复合测头可通过快捷通讯标定完成示值分度标定，从而正确显示当前测针配置下具有均差效应的真实分度值。
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如图11所示，当完成分度示值的标定后，即、可利用复合测头完成如圆柱最高点、最低点位置的测量，并进一步通过运算获取圆柱直径d。具体方式如下：在圆柱特征测量时，使测针接触于圆柱特征最高点的位置触发，记录此时触发位置pamax，然后继续压表一定深度n1，通过水平移动待测件，得出测头示值最小点n2，则触发点据极值高点示nmax＝n1-n2，则圆柱特征最高点pmax＝pamax+nmax＝pamax+n1-n2，同理可对得圆柱最低点特征pamin进行类似测量，得到压表深度n3及示值最小点n4，则有nmin＝n3-n4，进而pmin＝pamin-nmin＝pamin-n3+n4。最终可算出圆柱特征d＝pmax-pmin。
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如图12所示，前述测量均为相对测量，在完成测球直径测量之后，通过用测头测量量块或样件高度，可标记高度尺搭载测头触发位的绝对坐标位置。通过前述测量方案即可获得被测件特征的绝对位置。
[0042]
如图13所，一维单向示值复合测头，也可换用l型测针进行测量。
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如图13所，一维单向示值复合测头，使用l型测针的时候可采用类似方法对样件p1/p2点的测量进行测头标定。此时主要标定的为l型测针悬臂在特定高差下的变形，可通过预制变形曲线模型精确修正不同长度、不同压深下的分度误差。
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如图13所，类似的一维单向示值复合测头，也可用于对圆弧特征的极值进行测量。