專利名稱：一種語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及電子、智能控制領(lǐng)域，尤其涉及ー種語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)得到飛速發(fā)展，我國(guó)的加工制造業(yè)也是蓬勃發(fā)展，加工制造企業(yè)數(shù)量越來(lái)越多，從事加工行業(yè)的人員隊(duì)伍迅速增長(zhǎng)。當(dāng)然，游標(biāo)卡尺在加工制造行業(yè)的日常使用中起到了無(wú)法替代的作用。但是，在科學(xué)技術(shù)日新月異、集成芯片和集成電路得到廣泛應(yīng)用的今天，傳統(tǒng)的機(jī)械式游標(biāo)卡尺由于使用不方便、讀數(shù)效率低下，已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)高效生產(chǎn)的要求。雖然目前出現(xiàn)了ー批數(shù)字顯示的游標(biāo)卡尺，很大程度提高的讀數(shù)效率，但是卻不具備語(yǔ)音功能，而語(yǔ)音功能在某些特殊場(chǎng)合會(huì)發(fā)揮很大的作用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，涌現(xiàn)出很多價(jià)格低廉的語(yǔ)音產(chǎn)品，使得語(yǔ)音技術(shù)到很大的突破，為語(yǔ)音產(chǎn)品的大規(guī)模推廣奠定了基礎(chǔ)，也使采用語(yǔ)音播報(bào)游標(biāo)卡尺測(cè)量長(zhǎng)度成為可能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供ー種語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，能既能顯示測(cè)量的結(jié)果，也可以語(yǔ)音播報(bào)所測(cè)得的長(zhǎng)度值。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)ー種語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，包括游標(biāo)卡尺，其特征在于，在游標(biāo)卡尺的主尺和副尺上安裝有容柵傳感器，容柵傳感器通過(guò)電平轉(zhuǎn)化電路與信息處理模塊相連接，信息處理模塊上還連接有顯示模塊和語(yǔ)音播報(bào)模塊，所述的容柵傳感器、電平轉(zhuǎn)化電路、信息處理模塊、顯示模塊和語(yǔ)音播報(bào)模塊由電源模塊供電。本實(shí)用新型的其他ー些特點(diǎn)是所述的容柵傳感器包括一個(gè)動(dòng)?xùn)藕鸵粋€(gè)定柵，動(dòng)?xùn)虐ㄒ幌盗械乳g距排列且尺寸相同的發(fā)射極片E和公共接收極R，發(fā)射極片E中間的距離為Itl ;定柵包括屏障極和一系列尺寸相同的反射電極片。所述的容柵傳感器的動(dòng)?xùn)虐惭b在游標(biāo)卡尺的副尺上，定柵安裝在游標(biāo)卡尺的主尺上。所述游標(biāo)卡尺為普通機(jī)械式游標(biāo)卡尺。所述電源模塊為3V可充電的鋰離子扣式電池。所述信息處理模塊采用AT89C52單片機(jī)。所述顯示模塊為Nokia5510液晶顯示器。所述語(yǔ)音播報(bào)模塊為WTB031語(yǔ)音芯片。本實(shí)用新型的語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，其核心部件采用容柵傳感器，容柵傳感器包括一個(gè)定柵和一個(gè)動(dòng)?xùn)牛瓌?dòng)卡尺的動(dòng)?xùn)艜r(shí)。定柵上接收到的電容值會(huì)發(fā)生改變。這種電容值的變化通過(guò)電路轉(zhuǎn)化放大及信息處理單元的處理后得到位移值，借助液晶顯示屏顯示出來(lái)，同時(shí)將得到的位移值傳遞給語(yǔ)音単元，播報(bào)測(cè)量的長(zhǎng)度值。這種語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺具有制作簡(jiǎn)單，單路簡(jiǎn)單，測(cè)量精確，成本較低，更加智能化和人性化等特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型的容柵傳感器結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實(shí)用新型的電平轉(zhuǎn)化電路圖。圖4為本實(shí)用新型的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)ー步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本實(shí)施例給出ー種語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，包括普通的機(jī)械式游標(biāo)卡尺，在機(jī)械式游標(biāo)卡尺的主尺和副尺上安裝有容柵傳感器，容柵傳感器通過(guò)電平轉(zhuǎn)化電路與信息處理模塊相連接，信息處理模塊上還連接有顯示模塊和語(yǔ)音播報(bào)模塊，所述的容柵傳感器、電平轉(zhuǎn)化電路、信息處理模塊、顯不模塊和語(yǔ)音播報(bào)模塊由電源模塊供電。其中，電源模塊、顯示模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、信息處理模塊安裝在游標(biāo)卡尺的副尺上，電源模塊選用3V的可充電的鋰離子扣式電池，經(jīng)升壓為5V，為各個(gè)模塊供電。本實(shí)施例中，信息處理模塊中采用Atmel公司生產(chǎn)的AT89C52單片機(jī)，其包含高性能、低功耗的8位微處理器，內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器(PEROM)和256bytes的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)。AT89C52單片機(jī)主要接收并處理信號(hào)輸入單兀傳送的信息,并向顯不模塊和語(yǔ)音播報(bào)模塊輸出控制信號(hào)。語(yǔ)音提示模塊選用廣州唯創(chuàng)科技有限公司生產(chǎn)的WTB031語(yǔ)音芯片，該芯片是ー款低成本的OTP語(yǔ)音芯片；具有エ業(yè)級(jí)性能，滿足產(chǎn)品在多種場(chǎng)合下正常工作；可以定義多路輸入端和輸出端；支持WAV音頻和兩通道MINI播放；可加載128段語(yǔ)音進(jìn)行控制播放；工作電壓DC2. 2V 5. 5V，功耗低；內(nèi)部資源豐富，包括有EPR0M、RAM和I/O端ロ等資源。顯示模塊為Nokia5510液晶顯示器，該顯示器單機(jī)芯！XD驅(qū)動(dòng)；輸出大小為48行X84列；顯示數(shù)據(jù)RAM48*84位，串行界面最高4. OMbits/S ;低功耗，適用于電池供電系統(tǒng)；使用溫度范圍較大，為-25 70°C，完全能夠滿足絕大多數(shù)的使用環(huán)境。參照?qǐng)D2，容柵傳感器包括一個(gè)動(dòng)?xùn)?和一個(gè)定柵I。動(dòng)?xùn)?包括一系列等間距排列且尺寸相同的發(fā)射極片E和公共接收極R，發(fā)射極片E中間的距離為Itl ;定柵I包括屏障極S和一系列尺寸相同的反射電極片M(M1; M2, ···),反射電極片M的寬度和間隙各為4ち，反射電極片M有絕緣層3，使得反射電極片M相互電絕緣。副尺的發(fā)射極片E和主尺的反射電極片M面相對(duì)，平行安裝。動(dòng)?xùn)?布置在副尺上，公共接收極為R ;定柵I布置在主尺上。當(dāng)容柵傳感器的發(fā)射極片E被加上一個(gè)頻率和相位嚴(yán)格按照周期變化的激勵(lì)電壓信號(hào)時(shí)，根據(jù)電容器工作原理，在反射極片M上將會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生與發(fā)射極頻率及相位相同的電壓信號(hào)。同理，在公共接收極R也將得到頻率及相位與激勵(lì)信號(hào)相同的感應(yīng)電壓信號(hào)。當(dāng)動(dòng)?xùn)畔鄬?duì)于定柵移動(dòng)時(shí)，在反射極上將產(chǎn)生隨位移變化而導(dǎo)致相位與頻率變化的感應(yīng)信號(hào)，隨之，接收極也產(chǎn)生隨反射極信號(hào)變化而變化的感應(yīng)信號(hào)。接收極上的變化信號(hào)經(jīng)過(guò)專用集成電路的處理，就可以知道位移的大小。由于容柵傳感器的供電電壓為+1. 5V，而普通的TIL芯片的供電電壓為+5V，所以要使二者可以相互通訊，就需要有相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)化電路。電平轉(zhuǎn)化電路如圖3所示。由于容柵傳感器的輸出為脈沖信號(hào)，所以圖3中的三極管工作在飽和區(qū)，處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其中電阻R1、R2起到限流的作用，電阻R4起到分流的作用，電阻R3起嵌位作用。經(jīng)過(guò)三極管轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，再通過(guò)2個(gè)反向器(Datal)對(duì)其進(jìn)行整形處理。參照?qǐng)D4，為本實(shí)施例制備的語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺的電路原理圖，AT89C52單片機(jī)向容柵傳感器的發(fā)射極E添加一個(gè)平率和相位嚴(yán)格按照周期變化的激勵(lì)電信號(hào)，當(dāng)動(dòng)?xùn)?相對(duì)于定柵I移動(dòng)時(shí)，在反射極M上將產(chǎn)生隨位移變化而導(dǎo)致相位與頻率變化的感應(yīng)信號(hào)，隨之，公共接收極R也產(chǎn)生隨反射極信號(hào)變化而變化的感應(yīng)信號(hào)。公共接收極R上的變化信號(hào)經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)化電路把測(cè)量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)通過(guò)PO ロ輸入到信息處理模塊，經(jīng)過(guò)信息處理模塊的處理，通過(guò)P13、P14和P15接ロ控制語(yǔ)音芯片WTB031播報(bào)測(cè)量值，與此同時(shí)，通過(guò)Pl ロ控制顯示単元顯示測(cè)量值。容柵傳感器的電源部分有開(kāi)關(guān)SI，每次測(cè)量完成后都會(huì)顯示測(cè)量值，如果要啟動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)裝置，只需按動(dòng)開(kāi)關(guān)SI，即可連通電路，播報(bào)當(dāng)前的測(cè)量值大小。
權(quán)利要求1.ー種語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，包括游標(biāo)卡尺，其特征在于，在游標(biāo)卡尺的主尺和副尺上安裝有容柵傳感器，容柵傳感器通過(guò)電平轉(zhuǎn)化電路與信息處理模塊相連接，信息處理模塊上還連接有顯示模塊和語(yǔ)音播報(bào)模塊，所述的容柵傳感器、電平轉(zhuǎn)化電路、信息處理模塊、顯示模塊和語(yǔ)音播報(bào)模塊由電源模塊供電。
2.如權(quán)利要求I所述的語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，其特征在于，所述的容柵傳感器包括ー個(gè)動(dòng)?xùn)藕鸵粋€(gè)定柵，動(dòng)?xùn)虐ㄒ幌盗械乳g距排列且尺寸相同的發(fā)射極片E和公共接收極R，發(fā)射極片E中間的距離為10 ;定柵包括屏障極和一系列尺寸相同的反射電極片。
3.如權(quán)利要求2所述的語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，其特征在干，所述的容柵傳感器的動(dòng)?xùn)虐惭b在游標(biāo)卡尺的副尺上，定柵安裝在游標(biāo)卡尺的主尺上。
4.如權(quán)利要求I所述的語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，其特征在于，所述游標(biāo)卡尺為普通機(jī)械式游標(biāo)卡尺。
5.如權(quán)利要求I所述的語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，其特征在于，所述電源模塊為3V可充電的鋰離子扣式電池。
6.如權(quán)利要求I所述的語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，其特征在于，所述信息處理模塊采用AT89C52單片機(jī)。
7.如權(quán)利要求I所述的語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，其特征在于，所述顯示模塊為Nokia5510液晶顯不器。
8.如權(quán)利要求I所述的語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，其特征在于，所述語(yǔ)音播報(bào)模塊為WTB031語(yǔ)音芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種語(yǔ)音數(shù)顯游標(biāo)卡尺，包括游標(biāo)卡尺，在游標(biāo)卡尺的主尺和副尺上安裝有容柵傳感器，容柵傳感器通過(guò)電平轉(zhuǎn)化電路與信息處理模塊相連接，信息處理模塊上還連接有顯示模塊和語(yǔ)音播報(bào)模塊，所述的容柵傳感器、電平轉(zhuǎn)化電路、信息處理模塊、顯示模塊和語(yǔ)音播報(bào)模塊由電源模塊供電。具有制作簡(jiǎn)單，單路簡(jiǎn)單，測(cè)量精確，成本較低，更加智能化和人性化等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B3/20GK202361905SQ201120431068
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者劉凱, 林小鳳, 馬建新 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)