專利名稱：光電數(shù)字化測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量裝置，特別是涉及一種通過光電轉(zhuǎn)換進(jìn)行電子計 數(shù)測量的裝置。
背景技術(shù)：
公開號為CN1758028A的中國發(fā)明專利申請于2006年4月12日公開了一種 "機(jī)器視覺數(shù)字化標(biāo)尺系統(tǒng)"，其技術(shù)方案為機(jī)器視覺數(shù)字化標(biāo)尺系統(tǒng)，其特 征在于包括下列部分照明光源，用于向標(biāo)尺系統(tǒng)提供均勻穩(wěn)定的照明，采用 透射照明的方式或反射照明的方式照明絕對碼數(shù)字化標(biāo)尺；絕對碼數(shù)字化標(biāo)尺， 用于提供長度基準(zhǔn)，標(biāo)尺上只有刻線沒有數(shù)字，由刻線本身提供標(biāo)尺數(shù)字刻度 值；CCD，光電轉(zhuǎn)換器件，用于將照在絕對碼數(shù)字化標(biāo)尺上的光照信號轉(zhuǎn)換為電 信號，并經(jīng)濾波、去噪和放大處理后變成視頻信號；處理電路，用于將CCD采 集到的視頻信號傳送到計算機(jī)中，并對其進(jìn)行濾波去噪和A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理； 計算機(jī)，用于對處理電路輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得當(dāng)前的標(biāo)尺數(shù)值，并 將顯示出來。"以上技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)是，所述照明光源對所述絕對碼數(shù)字化標(biāo)尺 進(jìn)行照明，CCD抓取所述標(biāo)尺上的刻線圖像，并通過所述處理電路和計算機(jī)對刻 線圖像標(biāo)識的二進(jìn)制化的刻度值進(jìn)行讀取和最終顯示，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)尺測量。很 顯然，以上技術(shù)方案存在以下缺陷1、因?yàn)闃?biāo)尺上的刻度線圖像用于標(biāo)識二進(jìn) 制化的刻度值，因此標(biāo)尺需要專門制作，限制了該技術(shù)方案在其他標(biāo)尺上的使 用；2、標(biāo)尺上只有刻線沒有數(shù)字，不能進(jìn)行人工識讀，在出現(xiàn)機(jī)器或者電源故 障的情況下，該系統(tǒng)無法用于工作；3、該系統(tǒng)工作的前提是進(jìn)行刻線圖像的抓取與識讀，因此必須采用光電轉(zhuǎn)換式圖像傳感器CCD，增大了該專利產(chǎn)品的實(shí)施成本；4、為使得所述系統(tǒng)識讀精確、減少誤差，所述系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中必須 增加成像物鏡、聚光鏡等部件，從而進(jìn)一步增大了專利產(chǎn)品的制造成本，并使 得所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)趨向復(fù)雜。以上四點(diǎn)技術(shù)缺陷導(dǎo)致所述系統(tǒng)無法廣泛應(yīng)用于 人們的日常生活，從而限制了該技術(shù)方案的推廣應(yīng)用。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、測量 準(zhǔn)確、應(yīng)用廣泛的光電數(shù)字化測量裝置。為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種光電數(shù)字化測量裝 置，包括標(biāo)尺、用于照亮所述標(biāo)尺的照明光源、用于接收來自所述標(biāo)尺上反射 光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換單元、與所述光電轉(zhuǎn)換單元順次連接的智能處理 模塊和測量結(jié)果輸出模塊，所述的照明光源、光電轉(zhuǎn)換單元、標(biāo)尺以及智能處 理模塊通過裝置殼體承載，關(guān)鍵是所述標(biāo)尺上設(shè)有普通的刻度柵格，用于將 光信號轉(zhuǎn)變成電脈沖信號的所述光電轉(zhuǎn)換單元與具有脈沖計數(shù)功能的所述智能 處理模塊電連接。其中，所述的照明光源可以由一個或者一個以上的LED光源組成。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述的光電轉(zhuǎn)換單元由兩個或兩個以上等間距排 列的光電接收管組成，所述光電接收管的排列方向同所述刻度柵格的刻度線方 向?yàn)榉瞧叫嘘P(guān)系。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的智能處理模塊為單片機(jī)信號處理模 塊，所述的測量結(jié)果輸出模塊為液晶顯示模塊。作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的單片機(jī)信號處理模塊可以是數(shù)字 信號處理器也可以是模擬信號處理器。所述的智能處理模塊設(shè)有用于在所測的長度數(shù)值上累計附加一固定值的固 定長度累加計算單元和同所述固定長度累加計算單元連接的按鍵處理單元；也 可以額外附加電源開關(guān)單元、測量復(fù)位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單 元還分別同上述三個單元連接。通過實(shí)施本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，降低了對標(biāo)尺的要求，標(biāo)尺上設(shè)有 普通刻度柵格即可滿足要求，從而大大擴(kuò)大了本實(shí)用新型所述技術(shù)方案的應(yīng)用 范圍，使得本實(shí)用新型幾乎可以應(yīng)用于所有的帶有刻度線的測量器具。所述照 明光源對LED光源的選用、所述光電轉(zhuǎn)換單元對光電接收管的選用大大降低了 本實(shí)用新型的實(shí)施成本，有利于本實(shí)用新型的大面積推廣應(yīng)用。所述光電接收 管的排列方向同所述刻度柵格的刻度線方向?yàn)榉瞧叫嘘P(guān)系，這種非平行關(guān)系保 障了兩個或者多個光電接收管不會接收到同一條刻度線上的反射光；所述光電 接收管接收刻度線和非刻度線區(qū)域的反射光，形成強(qiáng)弱不同的電信號即脈沖信 號，并輸出到所述智能處理模塊中進(jìn)行脈沖處理與計數(shù)，采用兩個或者多個光 電接收管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，可以使得所述智能處理模塊對不同光電接收管的脈沖 信號進(jìn)行綜合判斷，減少識讀誤差，提高識讀精確率。采用單片機(jī)作為本實(shí)用 新型的智能處理模塊不僅提高了本實(shí)用新型的智能化，而且大大降低了本實(shí)新 型的實(shí)施成本，不限制采用數(shù)字信號處理器或者模擬信號處理器使得本實(shí)用新 型的使用范圍更加廣闊，且工作適應(yīng)性更強(qiáng)。所述的智能處理模塊設(shè)有用于在 所測的長度數(shù)值上累計附加一固定值的固定長度累加計算單元和同所述固定長 度累加計算單元連接的按鍵處理單元；也可以額外附加電源開關(guān)單元、測量復(fù) 位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單元還分別同上述三個單元連接，以上 整體技術(shù)方案使得本實(shí)用新型更方便、實(shí)用，更有利于技術(shù)的推廣應(yīng)用。


下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中 圖1為本實(shí)用新型工作示意圖；圖2為本實(shí)用新型光電轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)立體示意圖；圖3為本實(shí)用新型光電轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)俯視圖與正視圖。 -具體實(shí)施方式
如圖1所示，所述光電轉(zhuǎn)換單元2將光信號轉(zhuǎn)變成電信號后傳輸給所述智 能處理模塊，所述智能處理模塊將處理結(jié)果通過測量結(jié)果輸出模塊輸出。其中， 所述智能處理模塊可以包括固定長度累加計算單元、電源開關(guān)單元、測量復(fù) 位單元、單位換算單元，上述四者分別同按鍵處理單元連接，由按鍵處理單元 進(jìn)行控制。在具體實(shí)施過程中，所述固定長度累加計算單元可以將預(yù)設(shè)的一個 固定值累加到所測的長度上，該預(yù)設(shè)的固定值可以預(yù)先任意設(shè)置。在本實(shí)用新 型應(yīng)用于巻尺時，可以將該固定值設(shè)置為巻尺殼體本身的長度。如圖2、 3所示，照明光源1可以選用一只LED光源對標(biāo)尺3上的刻度柵 格4進(jìn)行照明，所述光電轉(zhuǎn)換單元2可以選用三只光電接收管組成，三只光電 接收管的排列方向A與刻度柵格4的延伸方向B成一夾角(即不能平行也不能 重合)，從而可以保證三只不同的光電接收管接收到不同角度的光信號。三只不 同的光電接收管將接收到的光信號分別轉(zhuǎn)換成電信號輸出給所述智能處理模 塊。所述三只不同的光電接收管等間距排布，因此每一刻度線進(jìn)出三只光電接 收管的感應(yīng)區(qū)域時其強(qiáng)弱不同的電脈沖信號必然呈統(tǒng)一的規(guī)律性變化，所述智 能處理模塊因此可以根據(jù)三只光電接收管傳來的強(qiáng)弱不同的電脈沖信號進(jìn)行判 斷和計數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)累計測量。此外，還可以對移動一次刻度線間隔而引起的 光電接收管電脈沖信號變化的所有狀態(tài)進(jìn)行定義，從而可以實(shí)現(xiàn)對相鄰兩條刻 度線間距的細(xì)分，最終實(shí)現(xiàn)精確讀數(shù)。此外，在實(shí)際測量過程中，本實(shí)用新型的技術(shù)方案對標(biāo)尺的形狀并不進(jìn)行 嚴(yán)格限定，標(biāo)尺可以為直尺，也可以為圓形尺等。很顯然，為保證所述光電接 收管能夠分別接收到不同角度的反射光，所述光電接收管的排列方向A同每一 特定刻度線的延伸方向B不能平行或者重合，即在直尺測量情形下，光電接收 管的排列方向A不能同刻度線的整體排列方向垂直；在圓形尺測量的情形下， 光電接收管的排列方向A不能同刻度線排列圓周的切線垂直。綜合以上所述，本發(fā)明創(chuàng)造光電數(shù)字化測量裝置，確能藉由上述構(gòu)造，達(dá) 到預(yù)期之功效，且申請前未見于刊物亦未公開使用，符合實(shí)用新型專利之新穎、 進(jìn)步及符合產(chǎn)業(yè)利用性等要件。而以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造之實(shí)施例而已，凡 依本發(fā)明創(chuàng)造之精神所作之簡易修飾及等效變化設(shè)計，應(yīng)涵蓋于本申請專利范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種光電數(shù)字化測量裝置，包括標(biāo)尺(3)、用于照亮所述標(biāo)尺(3)的照明光源(1)、用于接收來自所述標(biāo)尺(3)上反射光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換單元(2)、與所述光電轉(zhuǎn)換單元(2)順次連接的智能處理模塊和測量結(jié)果輸出模塊，所述的照明光源(1)、光電轉(zhuǎn)換單元(2)、標(biāo)尺(3)以及智能處理模塊通過裝置殼體承載，其特征是所述標(biāo)尺(3)上設(shè)有普通的刻度柵格(4)，用于將光信號轉(zhuǎn)變成電脈沖信號的所述光電轉(zhuǎn)換單元(2)與具有脈沖計數(shù)功能的所述智能處理模塊電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光電數(shù)字化測量裝置，其特征是所述的光電轉(zhuǎn)換單 元(2)由兩個或兩個以上等間距排列的光電接收管組成，所述光電接收管的排 列方向同所述刻度柵格(4)的刻度線方向?yàn)榉瞧叫嘘P(guān)系。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的光電數(shù)字化測量裝置，其特征是所述的智能 處理模塊為單片機(jī)信號處理模塊，所述的測量結(jié)果輸出模塊為液晶顯示模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電數(shù)字化測量裝置，其特征是所述的單片機(jī)信號 處理模塊可以是數(shù)字信號處理器也可以是模擬信號處理器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電數(shù)字化測量裝置，其特征是所述的智能處理模塊設(shè)有用于在所測的長度數(shù)值上累計附加一固定值的固定長度累加計算單元和 同所述固定長度累加計算單元連接的按鍵處理單元。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電數(shù)字化測量裝置，其特征是所述的智能處理模塊還設(shè)有電源開關(guān)單元、測量復(fù)位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單元還 分別同上述三個單元連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電數(shù)字化測量裝置，其特征是所述的照明光源(l)由一個或者一個以上的LED光源組成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的光電數(shù)字化測量裝置，其特征是所述的智能處理模塊設(shè)有用于在所測的長度數(shù)值上累計附加一固定值的固定長度累加計算 單元和同所述固定長度累加計算單元連接的按鍵處理單元。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電數(shù)字化測量裝置，其特征是所述的智能處理模 塊還設(shè)有電源開關(guān)單元、測量復(fù)位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單元還 分別同上述三個單元連接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的光電數(shù)字化測量裝置，其特征是所述的照明光源(1)由一個或者一個以上的LED光源組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光電數(shù)字化測量裝置，其技術(shù)方案是包括標(biāo)尺、照明光源、光電轉(zhuǎn)換單元、與所述光電轉(zhuǎn)換單元順次連接的智能處理模塊和測量結(jié)果輸出模塊，上述各要素通過裝置殼體承載，所述標(biāo)尺上設(shè)刻度柵格，用于將光信號轉(zhuǎn)變成電脈沖信號的光電轉(zhuǎn)換單元與具有脈沖計數(shù)功能的智能處理模塊電連接；所述光電轉(zhuǎn)換單元由兩個或兩個以上等間距排列的光電接收管組成，各光電接收管的排列方向同各刻度柵格的刻度線方向?yàn)榉瞧叫嘘P(guān)系。本實(shí)用新型利用普通標(biāo)尺等間距排列的刻度線進(jìn)行測量，因此幾乎適用于所有帶有刻度線的測量器具；所述光電接收管形成強(qiáng)弱不同的電脈沖信號，所述智能處理模塊對不同光電接收管的脈沖信號進(jìn)行綜合判斷，實(shí)現(xiàn)精確測量。
文檔編號G01D5/26GK201126363SQ20072017104
公開日2008年10月1日 申請日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者翔 劉, 博 成, 顧成武 申請人:顧成武;劉 翔;成 博