專利名稱：一種高精度容柵式數(shù)顯量表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種長度測量裝置，尤其適用于需要微米級(jí)精度的測量。
背景技術(shù)：
目前，普通數(shù)顯量表的測量精度一般在0.01mm至0.03mm范圍內(nèi)。其誤差產(chǎn)生原因主要集中在兩個(gè)方面，第一，容柵式直線位移傳感器精度不高，普通量表的傳感器制作大多采用PCB線路板或陶瓷為基材，線路設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝上都存在比較大的缺陷，使得制作的傳感器或分辨率不高或精度達(dá)不到要求。例如申請(qǐng)?zhí)枮?7101342.X的專利所述，其基材為PCB線路板，容柵式直線位移傳感器主、副柵柵條刻線均為PCB線路板工藝，此工藝無法保證容柵式直線位移傳感器主、副柵柵條刻線精度，也就無法使量表達(dá)到高精度，且PCB線路板受環(huán)境溫度、濕度影響大，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。第二，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，普通數(shù)字量表都采用主、副柵間隙恒定方式，約為0.1mm-0.15mm，此間隙的控制完全在機(jī)構(gòu)零件的加工尺寸要求上，這種既加大了生產(chǎn)費(fèi)用，又使得產(chǎn)品的統(tǒng)一性、可靠性得不到保證。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是第一，采用玻璃作為傳感器基材，用薄膜工藝制作傳感器主、副柵的柵條，采用多層布線解決線路設(shè)計(jì)中的過線問題。通過以上方法，使得傳感器的分辨率、精度與傳統(tǒng)傳感器比較有了很大的提高。第二，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，主柵與主柵固定塊通過精確定位的夾具與測量軸頂桿粘接，可保證主柵與測量軸頂桿平行，主柵圖形與測量軸頂桿對(duì)稱。副柵采用2根單懸臂彈簧片與1根壓緊彈簧片，形成3點(diǎn)平衡加力使主、副柵配合壓緊，3個(gè)彈簧片使傳感器副柵沿測量軸頂桿軸線方向具有很大的剛性，而在測量軸頂桿的垂直方向壓力較輕，使主、副柵形成一柔性伺服系統(tǒng)。這樣既解決了傳感器與測量軸頂桿軸線方向傳感器位移信號(hào)的可靠性，也解決了各零件在生產(chǎn)與裝配中產(chǎn)生的誤差。
本容柵式數(shù)顯量表，在采用玻璃容柵式直線位移傳感器與為此設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)后，產(chǎn)品性能指標(biāo)得到很大提高，全程測量精度達(dá)到0.003mm-0.005mm的水平。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本容柵式數(shù)顯量表實(shí)施例的外觀立體圖。
圖2是本容柵式數(shù)顯量表實(shí)施例的立體分解圖。
圖3是本容柵式數(shù)顯量表實(shí)施例的剖視圖。
具體實(shí)施方式
在圖3所示實(shí)施例中，容柵式數(shù)顯量表的主柵22通過工裝夾具與主柵固定塊13粘接，且保證主柵22與測量軸頂桿31的平行，主柵固定塊13通過2個(gè)螺釘12緊固在測量軸頂桿31上。本容柵式數(shù)顯量表的副柵21與第一線路板44通過雙面膠紙固定，然后通過超聲波壓焊進(jìn)行電路連接，最后以高溫固化膠水最終使副柵21與第一線路板44連接為一體。容柵式直線位移傳感器產(chǎn)生的信號(hào)通過第一線路板44上的第二軟性線路板45傳遞到第三線路板41上的插座46上，再以第三線路板41上的第四圓形軟性線路板43輸入到第五線路板42上。
第一線路板44通過兩個(gè)單懸臂彈簧片11與容柵式數(shù)顯量表的環(huán)型外殼33連接，彈簧片11為細(xì)長型，在中間部分彈簧片11制作了加強(qiáng)筋，以保證傳感器副柵在測量軸頂桿軸線方向的剛性，彈簧片11被彈簧固定塊15固定在容柵式數(shù)顯量表的環(huán)型外殼33上，壓緊彈簧片14與彈簧片11共同形成3點(diǎn)的壓力，迫使容柵式直線位移傳感器的副柵21與主柵22形成緊密的無間隙配合。
第三線路板41在電路上傳遞容柵式直線位移傳感器和顯示與控制模塊之間的信號(hào)，在結(jié)構(gòu)上將容柵式直線位移傳感器和顯示與控制模塊51分離成兩部分。
第三線路板41固定在量表的環(huán)型外殼33上，量表的環(huán)型外殼33在外緣口上開有第一“O”型圈槽，和顯示與控制模塊的罩殼內(nèi)緣口上的第一“O”型圈槽相配合，中間加入“O”型圈71，使顯示與控制模塊固定在量表的環(huán)型外殼上，且可以沿“O”型圈71轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到便于觀察顯示與控制模塊52上液晶屏的目的。
量表環(huán)型外殼33上鑲有上、下軸套32、34，以支撐測量軸頂桿31，使測量軸頂桿31可以沿上、下軸套32、34移動(dòng)。上軸套32的外周有螺紋并開有第二“O”型圈槽，鑲有第二“O”型橡膠圈81。通過上軸套的外周螺紋固定一個(gè)防塵帽61。在防塵帽61內(nèi)開有第二“O”型圈槽，防塵帽61的頂端開有一個(gè)微孔62。防塵帽61被安裝到上軸套32，并使上軸套32上的第二“O”型橡膠圈81被防塵帽61及其內(nèi)的第二“O”型圈槽緊緊壓住。這在使用中對(duì)測量軸頂桿31的快速下落起到阻尼作用。
權(quán)利要求1.一種容柵式數(shù)顯量表，具有容柵式直線位移傳感器主柵、副柵，容柵式直線位移傳感器主柵通過主柵固定塊與貫穿環(huán)型外殼的測量軸頂桿粘連為一體，容柵式直線位移傳感器主柵隨測量軸頂桿移動(dòng)；容柵式直線位移傳感器副柵貼浮在容柵式直線位移傳感器主柵表面；貫穿環(huán)形外殼的測量軸頂桿可以沿環(huán)形外殼的上下支撐套筒相對(duì)移動(dòng)，本容柵式數(shù)顯量表，其特征在于容柵式直線位移傳感器主柵通過主柵固定塊與貫穿環(huán)形外殼的測量軸頂桿連接為剛性的一體；容柵式直線位移傳感器副柵通過兩根單懸臂彈簧片與容柵式數(shù)顯量表的環(huán)形外殼固定，容柵式直線位移傳感器副柵可以沿測量軸頂桿垂直方向少量移動(dòng)；在兩根單懸臂彈簧片與壓緊彈簧片的作用力下，容柵式直線位移傳感器副柵向容柵式直線位移傳感器主柵表面貼合。
2.如權(quán)利要求1所述的容柵式數(shù)顯量表，其特征在于兩根單懸臂簧片一端與容柵式數(shù)顯量表的環(huán)形外殼固定，一端與容柵式直線位移傳感器副柵連接的第一線路板固定，兩根單懸臂簧片分別置于容柵式直線位移傳感器副柵的兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的容柵式數(shù)顯量表，其特征在于兩根單懸臂彈簧片呈細(xì)長形，在彈簧片中部有加強(qiáng)筋，以增加彈簧片在測量軸頂桿軸向的剛性。
4.如權(quán)利要求1所述的容柵式數(shù)顯量表，其特征在于容柵式直線位移傳感器副柵與第一線路板粘接固定并形成電氣連接。
5.如權(quán)利要求4所述的容柵式數(shù)顯量表，其特征在于第一線路板上產(chǎn)生的容柵式直線位移傳感器的信號(hào)通過第二軟性線路板傳遞給顯示與控制模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的容柵式數(shù)顯量表，其特征在于在容柵式直線位移傳感器的副柵表面粘貼有一層絕緣且介電常數(shù)大、耐磨、摩擦系數(shù)小的薄膜。
7.如權(quán)利要求5所述的容柵式數(shù)顯量表，其特征在于顯示與控制模塊具有第三與第五線路板，中間安裝有圓形第四軟性線路板使顯示與控制模塊具有自身相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的能力。
8.如權(quán)利要求7所述的容柵式數(shù)顯量表，其特征在于顯示與控制模塊的塑料罩殼的內(nèi)緣口側(cè)開有“O”型圈槽；容柵式數(shù)顯量表環(huán)形外殼的外緣口開有“O”型圈槽，并安裝一“O”型橡膠圈。
9.如權(quán)利要求7、8所述的容柵式數(shù)顯量表，其特征在于顯示與控制模塊固定在容柵式數(shù)顯量表環(huán)形外殼的“O”型橡膠圈上，兩者具有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的能力。
10.如權(quán)利要求1所述的容柵式數(shù)顯量表，其特征在于上軸套安裝有防塵帽，防塵帽的頂端開有一個(gè)微孔，這在使用中對(duì)測量軸頂桿的快速下落起到阻尼作用。
專利摘要一種高精度容柵式數(shù)顯量表，具有測量軸頂桿、顯示與控制模塊、容柵式直線位移傳感器及使容柵式直線位移傳感器主、副柵相對(duì)移動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于采用一種高精度容柵式直線位移傳感器，容柵式直線位移傳感器主柵與測量軸頂桿固定為一體，容柵式直線位移傳感器副柵貼浮在容柵式直線位移傳感器主柵表面，容柵式直線位移傳感器主柵隨測量軸頂桿移動(dòng)時(shí)容柵式直線位移傳感器主、副柵的配合伺服變化。采用這種結(jié)構(gòu)充分地發(fā)揮出高精度容柵式直線位移傳感器的性能，且結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高。
文檔編號(hào)G01B7/02GK2620854SQ0324490
公開日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2003年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月9日
發(fā)明者商衛(wèi)華, 羅亞川, 梁立 申請(qǐng)人:北京航天峰光電子技術(shù)有限責(zé)任公司