專利名稱：用于具有比率制測量模式的多模式電子卡尺的顯示配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電子卡尺(electronic caliper)、千分尺(micrometer)、數(shù)字 比例尺(scale)和類似的長度和角度測量裝置。更具體地，涉及可以使用簡化控制方法來 操作的、用以提供比率制的(ratiometric)測量或按照傳統(tǒng)的距離或角度單位的測量的電 子卡尺等。
背景技術(shù)：
當(dāng)前使用的大多數(shù)電子卡尺、兩腳規(guī)(dividers)等只提供傳統(tǒng)的長度或角度單 位(如英寸、毫米、度數(shù)或弧度)的測量。此外，特別是在商業(yè)可獲得的電子卡尺的情況下， 提供這種測量的裝置幾乎已經(jīng)變?yōu)槿沼闷?。如用戶控制的功能的元件、用于激活功能的?鈕的數(shù)量和間隔、和電子外殼和LCD顯示部分的尺寸已經(jīng)安排為窄范圍的配置。這些配置 提供電子卡尺的大多數(shù)制造商和用戶所期望或要求的可制造性、經(jīng)濟性、功能性和人體工 程學(xué)因素。由此，制造商和用戶也不愿意接受可能具有不期望的效果的設(shè)計變化，如增加用 戶控制的功能復(fù)雜度、增加按鈕的數(shù)量或減少它們的人體工程學(xué)間隔、增加電子外殼的人 體工程學(xué)尺寸、或減少LCD顯示元件的人體工程學(xué)可視性等到即使中等程度。然而，如果在電子卡尺的設(shè)計期間考慮并減輕這種不期望的效果，則在新的設(shè)計 中可能增加和接受附加的特征?？梢栽诠餐D(zhuǎn)讓給!^ldman的美國專利No. 7，246, 032 (以 下稱為“’ 032專利”)中發(fā)現(xiàn)電子卡尺上的這種特征的示例，在此通過引用并入其全部內(nèi) 容?！?032專利公開了一種具有比率測量模式的電子卡尺。在比率測量模式中，從參考測量 和當(dāng)前測量確定比率，使得將當(dāng)前測量除以參考測量以顯示兩個測量的比率。以此方式使 用電子卡尺允許用戶不僅測量物理對象的尺寸的比率，而且還測量關(guān)于例如比例繪圖或其 它藍圖型設(shè)計圖的比率。隨著卡尺臂被移動，當(dāng)前測量改變，并且因此，顯示在屏幕上的比 率也改變。

發(fā)明內(nèi)容
提供本發(fā)明內(nèi)容以介紹簡化形式的構(gòu)思的選擇，其在下面在具體實施方式
中進一 步描述。本發(fā)明內(nèi)容不旨在識別要求保護的主題的關(guān)鍵特征，也不旨在用于幫助確定要求 保護的主題的范圍。在包括比率制測量模式的已知的卡尺(例如，如’ 032專利中公開的)的情況下， 小數(shù)點的位置以及因此顯示在小數(shù)點的右邊的小數(shù)位的數(shù)量不是優(yōu)化的。在一個示例中， 顯示器上的小數(shù)點的位置可以隨著當(dāng)前測量改變而變化(或浮動)，使得用戶難以讀取顯 示的比率。在另一示例中，顯示的小數(shù)位的數(shù)量可以固定，但是對于特定的參考尺寸可能不 是優(yōu)化的。例如，對于至少一部分可用的測量范圍可能有不適當(dāng)?shù)幕驘o效的分辨率，或者 更差，已知的用于提供對應(yīng)于固定小數(shù)位的數(shù)量的分辨率的方法可能導(dǎo)致不可靠的比率計 算。在根據(jù)本發(fā)明的各種示例實施例中，實時(例如，在設(shè)置參考尺寸時)計算小數(shù)點的優(yōu) 化位置，并且對于給定參考尺寸貫穿比率制測量模式操作保持固定或持續(xù)不變。在一些實施例中，優(yōu)化的小數(shù)數(shù)量或優(yōu)化的小數(shù)點位置可以結(jié)合用于顯示器的最低有效位(LSD)的 優(yōu)化增量(如1、2和幻來確定，以便在比率制測量模式操作期間提供容易讀取和可靠的讀 出。在各種實施例中，確定顯示的比率制測量值的持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量和用于最低有 效位的增量，使得用于最低有效位的增量對應(yīng)于至少與多模式測量儀器的內(nèi)部測量分辨率 一樣大的測量增量。在顯示器上提供多個小數(shù)點位置，以便具有可用的不同的候選小數(shù)點位置，這是 因為不同的參考測量尺寸在卡尺的測量范圍內(nèi)具有可用的不同的對應(yīng)比率制測量范圍。例 如，如果參考測量值小并且隨后測量的值與該小的參考測量值相比大，則顯示的比率將是 大的(例如，遠大于1.0，要求很少的小數(shù)位)。相反，如果參考測量值大并且隨后測量的 值與該大的參考測量值相比小，則顯示的比率將是小的(例如，遠小于1.0，要求若干小數(shù) 位)。因此，期望在比率制測量開始前，選擇優(yōu)化的小數(shù)點位置以對于每個特定參考測量值 在小數(shù)點的右邊顯示對應(yīng)的小數(shù)位的數(shù)量。應(yīng)當(dāng)意識到，根據(jù)之前描述提供的比率制測量顯著不同于現(xiàn)有技術(shù)的儀器中 發(fā)現(xiàn)的“成比例的”測量和顯示。成比例的測量和顯示基本上用于將由儀器的轉(zhuǎn)換器 (transducer)提供的基本尺寸測量乘以選擇的因子。相反，根據(jù)公開的主題的比率制測量 對于比較兩個尺寸特別有用。即，該顯示指示當(dāng)前尺寸與另一容易改變的(參考)尺寸的 關(guān)系，而不是僅僅對測量的尺寸的顯示值進行比例化。比率制測量的一個優(yōu)點是可以顯示 計算的比率而不管測量的單位。在各個實施例中，使用簡單和直觀的用戶界面、簡單和直觀的參考尺寸的設(shè)置、以 及具有靈活、簡單和直觀理解的優(yōu)化的小數(shù)顯示的比率制測量顯示，實現(xiàn)了上述比率制測 量模式的操作。因此，目前公開的主題提供一種在包括位置感測轉(zhuǎn)換器的多模式測量儀器中顯示 比率制數(shù)字的方法，該多模式測量儀器具有內(nèi)部測量分辨率。該方法通常包括四個步驟。第 一步驟涉及操作多模式測量儀器以使用該多模式測量儀器的用戶界面中包括的模式選擇 特征來選擇操作的比率制測量模式。第二步驟涉及操作該多模式測量儀器以在操作的比率制測量模式期間設(shè)置當(dāng)前 參考尺寸。在一些實施例中，可以將當(dāng)前參考尺寸自動設(shè)為對應(yīng)于在選擇操作的比率制測 量模式時的多模式測量儀器的測量位置的測量值。在一些實施例中，多模式測量儀器的用 戶界面包括參考尺寸設(shè)置元件，其配置為使得用戶可以激活該參考尺寸設(shè)置元件以在各種 時刻設(shè)置或替換當(dāng)前參考尺寸。第三步驟涉及操作該多模式測量儀器以確定基于當(dāng)前參考 尺寸的、要在顯示比率制測量值時使用的持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量，其中至少部分地基于 當(dāng)前參考尺寸確定持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量。第四步驟涉及操作該多模式測量儀器以使用 持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量來自動顯示比率制測量值，其中基于從位置感測轉(zhuǎn)換器導(dǎo)出的當(dāng) 前測量和當(dāng)前參考尺寸來確定比率制測量值。在各種實施例中，如果在操作的比率制測量 模式期間重復(fù)第二步驟使得設(shè)置新的當(dāng)前參考尺寸，則基于該新的當(dāng)前參考尺寸隨后執(zhí)行 第三和第四步驟。在各種實施例中，確定持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量，使得用于顯示最低有效位的增 量(例如，在一些實施例中為1的“傳統(tǒng)”增量)對應(yīng)于至少與多模式測量儀器的內(nèi)部測量 分辨率一樣大的測量增量。
此外，目前公開的主題提供一種具有用于進行測量的至少兩個可相對移動的部件 的多模式測量儀器。該多模式測量儀器包括顯示器，配置為顯示從該至少兩個可相對移動 的部件之間的關(guān)系進行的測量；模式選擇元件，配置為選擇操作的比率制模式；以及控制 元件，配置為自動使得顯示器基于該至少兩個可相對移動的部件之間的關(guān)系和在操作的比 率制模式中設(shè)置的參考尺寸示出比率制數(shù)字，其中該比率制數(shù)字具有至少部分地基于參考 尺寸確定的持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量。


當(dāng)與附圖結(jié)合考慮時，通過參考下面的詳細描述，本發(fā)明的前述各方面和許多附 帶的優(yōu)點將變得更容易意識到，同時變得更容易理解，附圖中圖1是示出包括比率制測量模式的多模式測量儀器系統(tǒng)的一個示例性實施例的 方塊圖；圖2是示出包括比率制測量模式的多模式測量儀器的第一實施例的一部分的圖 示；圖3A和;3B是示出操作的比率制模式中執(zhí)行第一測量的示例性第一組操作的圖 示；圖4A和4B是與圖3A和中所示的第一測量對比的、示出操作的比率制模式中 執(zhí)行第二測量的示例性第二組操作的圖示；圖5是示出確定用于在操作的比率制模式中進行的測量的顯示的過程的流程圖； 以及圖6是示出存儲在確定操作的比率制模式中的顯示時使用的各種值的查找表的 圖示。
具體實施例方式在下面的描述中，通常具有相同下標數(shù)字或拖尾數(shù)字的參考標號指相似或相同元 件，除非通過描述或上下文另外指示。由此，一個或多個這種類似元件的描述將理解為應(yīng)用 于其它類似元件，除非通過描述或上下文另外地指示。圖1是圖示包括比率制測量模式的多模式測量儀器系統(tǒng)100的一個示例性實施 例的方塊圖。如圖1所示，多模式測量儀器系統(tǒng)100包括轉(zhuǎn)換器101、信號處理和控制單元 102、電源103、顯示器104、用戶控制部分109，并且可選地可以包括外部數(shù)據(jù)接口 108，外部 數(shù)據(jù)接口 108可用于連接信號處理和控制單元102以便與外部計算機或裝置(未示出)交 換控制信號和/或測量數(shù)據(jù)。此外，信號處理和控制單元102可以包括存儲器110、處理器 111、常規(guī)模式元件112和比率制模式元件113。應(yīng)當(dāng)理解的是，信號處理和控制單元102可 以具有不同或附加的組件，但這不需要影響下面描述的與在根據(jù)本發(fā)明的操作的比率制模 式中顯示小數(shù)位的數(shù)量有關(guān)的處理和控制單元102的功能或操作。用戶控制部分109包括模式選擇元件105、原始設(shè)置(origin-setting)元件106 和可以提供各種其它的用戶控制功能的可選控制元件107。在各種應(yīng)用中，物理上獨立的顯 示裝置(未示出)基于通過外部數(shù)據(jù)接口 108接收的數(shù)據(jù)顯示信息，并且在這種應(yīng)用中可 選地可以省略典型地與信號處理和控制單元102連接和組裝的顯示器104。
轉(zhuǎn)換器101可以包括任何便利類型的尺寸測量轉(zhuǎn)換器，包括角度測量轉(zhuǎn)換器、線 性測量轉(zhuǎn)換器等。當(dāng)多模式測量儀器系統(tǒng)100是低功耗和便攜手持式測量裝置的一部分 時，使用電容性或電感性轉(zhuǎn)換器(如例如美國專利No. 4，879，508 ；5, 023，559 ；5, 841，274 ； 5，894，678 ；5, 973, 494 ；6, 002, 250 ；和6，011，389中公開的那些，在此通過引用并入其全部 內(nèi)容)是有利的。此外，在各種實施例中，轉(zhuǎn)換器101包括絕對測量型的轉(zhuǎn)換器(如例如美 國專利No. 5，841，274和5，886，519中公開的那些，在此通過引用并入其全部內(nèi)容)。如下 面進一步概述的，當(dāng)在多模式測量儀器中使用絕對測量型轉(zhuǎn)換器時，提供某些操作優(yōu)點。在各種實施例中，信號處理和控制單元102可以包括用于存儲和執(zhí)行由信號處理 和控制單元102實施的各種指令的存儲器110和處理器111。存儲器110可以是能夠存儲 和寫入數(shù)據(jù)供稍后使用的任何裝置，即使沒有給存儲器110提供電源。這可以包括但不限 于傳統(tǒng)的硬驅(qū)動裝置、RAM、R0M、任何固態(tài)裝置，包括可移除和不可移除裝置等。存儲器110 還配置為存儲可以在處理器111上執(zhí)行的計算機可讀指令。存儲器110中存儲的計算機可 讀指令在由處理器111執(zhí)行時，實現(xiàn)在此描述的關(guān)于信號處理和控制單元102的各種功能， 但不限于這樣的功能。信號處理和控制單元102還可以包括常規(guī)模式元件112和比率制模式元件113，如 圖1所示。常規(guī)模式元件112和比率制模式元件113可以與存儲器110和處理器111結(jié)合 或分開使用，以實現(xiàn)它們各自的如下所述的功能。此外，常規(guī)模式元件112和比率制模式元 件113每個可以包括其自己的用于執(zhí)行它們各自的功能的各自的存儲器和處理器(都未示 出)。如同存儲器110，被并入常規(guī)模式元件112或比率制模式元件113的任何單獨的存儲 器可以是任何類型，包括但不限于，硬驅(qū)動、固態(tài)裝置、包括可移除和不可移除的裝置、RAM、 ROM 等。在各種實施例中，電源103可以包括太陽能電池、微型1. 5伏或3伏電池等。被并 入的參考文獻包括在多模式測量儀器系統(tǒng)中可使用的各種組件(包括可用于信號處理和 控制單元102以及電源103的組件)的設(shè)計和操作的詳細描述。在各種實施例中，顯示器 104可以包括緊湊傳統(tǒng)的或點矩陣LCD顯示器。然而，通常，可以使用提供期望的操作特性 的未知的或以后開發(fā)的顯示器類型。將意識到的是，這些組件的每個以及下面描述的附加 組件可以通過一個或多個數(shù)據(jù)/控制總線和/或應(yīng)用編程接口或通過各種元件之間的直接 連接而互連。用戶控制部分109包括原始設(shè)置元件106、模式選擇元件105，并且可以包括可選 的控制元件107，可選的控制元件107可以包括各種其它的用戶控制元件或提供其它的功 能，如下面進一步所述。模式選擇元件105允許操作者確定或選擇多模式測量儀器系統(tǒng)100 的操作模式。具體地，模式選擇元件105允許用戶或操作者選擇至少兩種操作模式。第一 模式是傳統(tǒng)的或常規(guī)的測量模式，其中多模式測量儀器系統(tǒng)100可用于測量對象的尺寸， 并且以傳統(tǒng)單位(如英寸、毫米或其它傳統(tǒng)的或預(yù)定的單位)顯示測量結(jié)果。操作的第一 模式可以部分地通過信號處理和控制單元102的常規(guī)模式元件112來控制。第二模式是比率制測量模式，其中多模式測量儀器系統(tǒng)100可用于測量對象的尺 寸，并且將測量結(jié)果顯示為測量的對象的尺寸和之前確定的參考尺寸之間的比率。操作的 第二模式可以部分地通過信號處理和控制單元102的比率制模式元件113來控制。在各 種實施例中，模式選擇元件105可以實現(xiàn)為例如按鈕、微型觸摸屏元件、聲音激活的控制電路、或任何已知的或以后開發(fā)的微型低功耗開關(guān)或選擇元件。在一個實施例中，與原始設(shè)置元件106相關(guān)聯(lián)的操作包括允許操作者確定或選擇 在操作的比率制測量模式期間可操作的參考尺寸。具體地，原始設(shè)置元件106允許用戶或 操作者觸發(fā)對應(yīng)于轉(zhuǎn)換器101的當(dāng)前位置的存儲器110中的參考測量的尺寸的輸入和存 儲。原始設(shè)置元件106還可以可選地提供如下面進一步概述的其它功能。在各種實施例中， 原始設(shè)置元件106可以實現(xiàn)為例如按鈕、微型觸摸屏元件、聲音激活的控制電路、或任何已 知的或以后開發(fā)的微型低功耗開關(guān)或選擇元件。為了分別以如部分地通過常規(guī)模式元件112和比率制模式元件113控制的常規(guī)或 比率制測量模式來進行操作，取決于模式選擇元件105的實現(xiàn)方式，用戶或操作者例如通 過按壓按鈕、朝向多模式測量儀器系統(tǒng)100說話以激活語音識別命令等，來激活模式選擇 元件105。取決于指示的選擇，這將設(shè)置信號處理和控制單元102以所述模式之一操作。如果設(shè)置比率制測量模式，則必須設(shè)置期望的參考尺寸。在一個實施例中，參考尺 寸可以設(shè)為對應(yīng)于在激活比率制測量模式時多模式測量儀器系統(tǒng)100的位置或尺寸的初 始或默認值。在各種實施例中，可以通過在已經(jīng)激活比率制測量模式后物理地調(diào)整多模式 測量儀器系統(tǒng)100到期望位置或尺寸，然后激活原始設(shè)置元件106(例如，取決于原始設(shè)置 元件106的實現(xiàn)，通過按壓按鈕、朝向多模式測量儀器系統(tǒng)100說話以激活語音識別命令 等)，來設(shè)置和/或改變參考尺寸。在任何情況下，在已經(jīng)設(shè)置參考尺寸后，使用多模式測量 儀器系統(tǒng)100進行的任何隨后測量(其中已經(jīng)采取作為測量樣本的轉(zhuǎn)換器101信號)將顯 示在顯示器104上，作為等于轉(zhuǎn)換器101的當(dāng)前位置或測量與參考位置或尺寸的比率的數(shù) 字?？梢酝ㄟ^有效地將轉(zhuǎn)換器101的當(dāng)前位置或測量除以存儲的參考位置或尺寸的任何方 法確定比率值，如下面將更詳細討論的。在一個實施例中，當(dāng)?shù)谝淮渭せ钅Ｊ竭x擇元件105時，其將多模式測量儀器系統(tǒng) 100置于操作的傳統(tǒng)模式狀態(tài)，其中以英寸顯示測量。如果第二次激活模式選擇元件105， 則多模式測量儀器系統(tǒng)100將保持操作的傳統(tǒng)模式，但是將以毫米為單位顯示測量，諸如 此類的用于能夠在多模式測量儀器系統(tǒng)100中進行顯示的多個測量單位。如果再次激活模 式選擇元件105并且多模式測量儀器系統(tǒng)100已經(jīng)用完操作的傳統(tǒng)模式中的可能的測量單 位，則多模式測量儀器系統(tǒng)100然后將置于操作的比率制模式，如前面所討論的。然而，模 式選擇元件105的操作的該特定順序僅僅是示例，并且不限于此。圖2示出包括比率制測量模式的多模式測量儀器200 (也稱為多模式卡尺200)的 第一實施例的一部分，其中實現(xiàn)多模式測量系統(tǒng)100。多模式卡尺200包括標尺部件207和 讀取頭部件208。標尺部件207可以是包括鉗夾(jaw)部分217和217’以及承載轉(zhuǎn)換器 標尺201’的桿(spar)部分230的傳統(tǒng)電子卡尺部件，在圖2中示出了其一部分。讀取頭 部件208可以是包括鉗夾部分218和218’以及引導(dǎo)和安裝部分(未示出)的傳統(tǒng)電子卡 尺部件，該引導(dǎo)和安裝部分沿著桿230對準和引導(dǎo)讀取頭部件208并承載讀取頭組件201。 如圖2所示，該引導(dǎo)和安裝部分在讀取頭組件201下面，并且近似與讀取頭組件201相同大 小。在圖2所示的實施例中，讀取頭組件208承載轉(zhuǎn)換器讀取頭組件201 (也簡稱為讀 取頭組件201)，其包括顯示器204、電源電池203(內(nèi)部放置并以虛線顯示)、模式選擇按鈕 205和原始選擇按鈕206。讀取頭組件201還包括轉(zhuǎn)換器讀取頭(未示出)，其可操作以向之前參考圖1概述的信號處理和控制單元102提供指示轉(zhuǎn)換器讀取頭組件201沿著轉(zhuǎn)換器 標尺201，的位置的信號。顯示器204通常包括文字數(shù)字測量顯示部分223和模式指示器顯示部分222。顯 示器可以是傳統(tǒng)的LCD顯示器、點矩陣顯示器或能夠顯示在此描述的類型的信息的任何其 它類型的顯示器。在圖2所示的實施例中，顯示器204是包括模式指示器部分222和文字 數(shù)字測量顯示部分223的傳統(tǒng)的液晶顯示器(LCD)，其能夠顯示文字數(shù)字位。在一些實施例 中，在文字數(shù)字測量顯示部分223上顯示的每個文字數(shù)字位至少可以包括七個線段，沒有 對圖2中的每個位顯示所有的線段。此外，文字數(shù)字測量顯示部分223可以具有超過一個 可用的小數(shù)點位置，如圖2所示(示出了五個這樣的位置)。模式指示器部分222能夠顯示傳統(tǒng)的測量模式/單位指示器，如“in”用于模式指 示器210，而“mm”用于模式指示器211，其分別指示英寸和毫米的單位。還存在比率制測量 模式指示器213，其在多模式卡尺200處于比率制測量模式時顯示“比率”。這些指示器可 以采用任何便利的書面或符號形式，并且不限于示例的“in”、“mm”和“比率”形式。應(yīng)當(dāng)意 識到，傳統(tǒng)的英寸或毫米的測量單位僅僅是示例，并且不限于此。更通常的，(多個)傳統(tǒng) 測量模式可以以任何期望的傳統(tǒng)或預(yù)定單位顯示測量，并且可以具有相應(yīng)的指示器。在一個實施例中，當(dāng)激活時，模式選擇按鈕205選擇操作模式和/或由多模式卡尺 200顯示的測量單位。在一個實施例中，用戶可以通過重復(fù)激活(例如，按壓)模式選擇按 鈕205來循環(huán)通過各模式。當(dāng)“ in”模式指示器210激活時，測量儀器200處于英寸模式， 并且在文字數(shù)字測量顯示部分223上顯示的值以英寸為單位。當(dāng)“mm”模式指示器211激 活時，測量儀器200處于毫米模式，并且在文字數(shù)字測量顯示部分223上顯示的值以毫米為 單位。當(dāng)“比率”模式指示器213激活時，多模式卡尺200處于比率模式，并且在文字數(shù)字 測量顯示部分223上顯示的值可以是作為可相對移動部件217 (或217’)和218 (或218’) 之間的當(dāng)前距離、與通過可相對移動部件217(或217’)和218(或218’)之間的距離確定 的之前存儲的參考距離之間的比率的數(shù)字，如下面更詳細描述的。在處于英寸或毫米模式的同時為了獲得對象的測量，用戶將鉗夾部分217和218 分開到期望的距離，使得它們各自的測量邊緣接觸測量對象。通常，文字數(shù)字測量顯示部分 223顯示與測量對象接觸的、可相對移動的部件217和218的測量邊緣之間的距離。在許多 傳統(tǒng)電子卡尺中，在鉗夾部分217和218處于選擇的間隔或偏移距離的情況下，可以按壓原 點或零按鈕。此后，在顯示之前，從測量的距離中減去該偏移距離。在各種示例性實施例中， 當(dāng)多模式卡尺200以傳統(tǒng)測量模式操作時，原始選擇按鈕206可以提供之前描述的功能，而 當(dāng)多模式卡尺200以比率制測量模式操作時，原始選擇按鈕206可以提供不同的功能，參考 尺寸設(shè)置功能。如前所述，在一個實施例中，如果用戶希望獲得對象尺寸的比率制測量，則在進入 比率制測量模式后，用戶可以將可相對移動部件217和218分開到期望的參考距離或尺寸。 例如，可以移動可移動部件217和218以匹配三維對象的尺寸、藍圖中的對象的圖示部分的 尺寸等。一旦將可相對移動部件217和218分開到期望的參考距離，則可以激活原始選擇 按鈕206。可相對移動部件217和218之間的測量邊緣之間的間隔被定義為參考尺寸)(ref， 并且通過信號處理和控制單元102存儲在存儲器110中。可替代地，在一些實施例中，連接 信號處理和控制單元102，使得用戶可以將參考尺寸設(shè)置為對應(yīng)于在比率制測量模式激活時多模式卡尺200的位置或尺寸的初始或默認值。在一些實施例中，可以通過連接到 外部數(shù)據(jù)接口 108(圖1所示)的遠程控制臺來設(shè)置參考尺寸Xref。在設(shè)置了參考尺寸X,ef后，文字數(shù)字測量顯示部分223將初始地(例如，在多模式 卡尺200的位置改變之前)顯示一(1)的數(shù)字值作為比率制測量值。具體地，將存在緊接 在數(shù)位“1”的右邊顯示的小數(shù)點，然后是小數(shù)點右邊的多個小數(shù)位。根據(jù)本發(fā)明，至少部分 地基于參考尺寸來確定小數(shù)位的數(shù)量，如下面更詳細地討論的。在設(shè)置參考尺寸Xref (和/ 或存儲在存儲器110中)后，在比率制模式中操作的同時在文字數(shù)字測量顯示部分223上 的任何隨后讀出將等于將當(dāng)前測量距離X。UCT除以參考尺寸Xref，如下面的等式1所示。作為圖示該模式的直觀和有用操作的一個示例，用戶可能希望估計圖表上包括的 點的值。用戶首先將鉗夾部分217和218的測量邊緣匹配圖表軸上的100%比例等級標記 的尺寸，然后用戶可以激活測量的比率制模式以設(shè)置參考尺寸，或者如果已經(jīng)處于比率制 測量模式，則激活原始選擇按鈕206，從而將當(dāng)前尺寸作為參考尺寸Xref保存在存儲器110 中。然后，用戶將鉗夾部分217和218的測量邊緣匹配任何其它圖表點和零軸之間的間隔 或者將鉗夾部分217和218的測量邊緣匹配沿著校準方向的任何兩個點之間的間隔，這自 動地將間隔尺寸建立為Xcurr0作為當(dāng)前尺寸X。UCT與參考尺寸Xref的比率的比率制測量XMti。 顯示在文字數(shù)字測量顯示部分223上，并且從下面的等式確定Xratio = Xcurr/Xref (等式 1)圖3A和;3B是示出在大的參考尺寸Xref與小的當(dāng)前測量尺寸X·相比的情況下、 執(zhí)行操作的比率制模式中的第一測量的示例性第一組操作的圖示。與圖4A和4B所示的一 組操作一起，圖3A和;3B還澄清了電子測量裝置(如多模式卡尺200)的操作的比率制模式。圖3A示出基于第一大的對象340的比率制卡尺200的參考尺寸的建立。如前所 述，為了在操作的比率制模式的同時建立參考尺寸，用戶可以將鉗夾部分217和218的測量 邊緣匹配期望的尺寸，在該情況下是大的對象340的尺寸320，并且激活(例如，按壓)原 始選擇按鈕206。測量邊緣之間的間隔定義為參考尺寸XMf，并且通過信號處理和控制單元 102存儲在存儲器110中。文字數(shù)字顯示部分223立即顯示“比率”指示器213，以便示出 多模式卡尺200處于比率制測量模式。初始地，因為當(dāng)前測量X。UCT等于參考尺寸XMf，所以 顯示比率制測量值“ 1. 0000，，，如圖3A所示。根據(jù)參考尺寸XMf和若干預(yù)先選擇的因素，自動確定在值“1. 0000”的小數(shù)點的右 邊顯示的小數(shù)位的數(shù)量(在圖3A的示例中為4個小數(shù)位)，如稍后參考圖5和6更詳細描 述的。這些因素可以包括在設(shè)置參考尺寸后，在移動鉗夾部分217和218時顯示的比率值 要增加或減少的期望的增量；預(yù)先設(shè)置并且可以對應(yīng)于在多模式卡尺200的操作中可以提 供的最精細的測量分辨率的分辨率值；以及數(shù)字基數(shù)，如基數(shù)10，其要用于顯示確定的比 率制測量值(也簡稱為比率值或比率測量)。在各個實施例中，在確定小數(shù)位的數(shù)量時可 以應(yīng)用的標準之一是用于顯示最低有效位的增量(例如，在一些實施例中，“傳統(tǒng)的”增量 1)對應(yīng)于至少與多模式測量儀器的內(nèi)部測量分辨率一樣大的測量增量。如圖3A和;3B的示例中的文字數(shù)字顯示部分223中所示，數(shù)字值具有小數(shù)點右 邊的四個小數(shù)位。基于具有相應(yīng)的尺寸320的對象340的尺寸和上面討論的用于確定值 “1. 0000”的預(yù)先選擇的因素，確定被選擇用于圖3A中的顯示的小數(shù)位的數(shù)量。如圖3A所 示，大的對象340使得鉗夾部分217和218打開到接近多模式卡尺200的滿測量能力。通常，任何隨后的測量將導(dǎo)致小于一(1)的顯示比率，這是因為尺寸320已經(jīng)處于多模式卡尺 200的最大長度，并且任何隨后測量的對象將是較小的尺寸。因此，相對大的小數(shù)位的數(shù)量 (例如，4個小數(shù)位)可能是期望的，從而提供將大量的不同測量值相互區(qū)分開的數(shù)字顯示 范圍。通常，基于當(dāng)前尺寸(例如，圖3B所示的尺寸350)與如上所述為第一大的對象340 建立的參考尺寸的比較來確定比率測量。在進入比率制模式并且設(shè)置參考尺寸后， 文字數(shù)字顯示部分223立即并且連續(xù)地顯示由鉗夾部分217和218的間隔定義的任何當(dāng)前 位置X·與參考尺寸Xref的成比例的比率Xrati。。如圖:3B所示，存在對其期望比率測量的具有對應(yīng)的尺寸350的第二小的對象360。 具體地，圖:3B示出在用戶已經(jīng)將鉗夾部分217和218的測量邊緣匹配小的對象360的對應(yīng) 的尺寸350后多模式卡尺200的狀態(tài)。在該情況下，文字數(shù)字顯示部分223立即顯示當(dāng)前 測量Xcurr與參考尺寸Xref的比率Xratio為“0. 0212”。即，小的對象360是大的對象340的 大小的“0.0212”倍。此外，用戶通過參考“比率”模式指示器213的顯示，知道顯示的)(Mti。 值是比率制測量。圖4A和4B是示出與圖3A和所示的測量操作相比，在參考尺寸X,ef與大的當(dāng) 前測量尺寸Xcurr相比小的情況下、執(zhí)行操作的比率制模式中的第二測量的示例性第二組操 作的圖示。圖4A示出基于小的對象360的比率制卡尺200的參考尺寸X,ef的建立。如前 所概述的，為了建立參考尺寸Xref，用戶可以將鉗夾部分217和218的測量邊緣匹配期望的 尺寸，在該情況下為小的對象360的尺寸350，并且激活(例如，按壓)原始選擇按鈕206。 如上所述，測量邊緣之間的間隔定義為參考尺寸)(&，并且通過信號處理和控制單元102存 儲在存儲器110中。文字數(shù)字顯示部分223立即顯示當(dāng)前測量X。UCT與參考尺寸的比率 Xrati0o類似于之前參考圖3A的描述，因為這些尺寸初始地是相同的(直到鉗夾部分217和 218移動)，并且初始比率值“1. 0”顯示在文字數(shù)字顯示部分223上，如圖4A所示。然而， 如下面進一步詳細討論的，由于參考尺寸的相對小的值，顯示的值“1. 0”不包含與圖3A 中所顯示的初始值相比時小數(shù)點右邊的一樣多的小數(shù)位。具體地，根據(jù)參考尺寸和之前概述的預(yù)先選擇的前述因素，自動確定值“1.0” 的小數(shù)點右邊顯示的小數(shù)位的數(shù)量(在圖4A的示例中為1個小數(shù)位)。因為參考尺寸Xref 小，所以當(dāng)與多模式卡尺200的滿測量長度相比時，在設(shè)置小的參考尺寸Xref后獲取的幾乎 所有測量將大于一(1)。因此，相對小的小數(shù)位的數(shù)量(例如，1個有效位)和小數(shù)點左邊 的相對大的位數(shù)可能是期望的，從而提供將大量不同測量值相互區(qū)分的數(shù)字顯示范圍。文字數(shù)字顯示部分223立即并且連續(xù)地顯示與參考尺寸Xref成比例的由鉗夾部分 217和218的間隔定義的任何當(dāng)前位置Xeutt，如上所述。圖4B示出與上述基于小的對象360 建立的小的參考尺寸相比、測量大的對象340的比率制測量。具體地，圖4B示出在用戶已 經(jīng)將鉗夾部分217和218的測量邊緣匹配大的對象340的尺寸320后多模式卡尺200的狀 態(tài)。在該特定示例中，文字數(shù)字顯示部分223立即顯示當(dāng)前測量X。UCT與參考尺寸Xref的比 率值XMti。“9999.9”。一致地，這可以指示大的對象340是最大的對象，其提供用于給定數(shù) 量的小數(shù)位和當(dāng)前參考尺寸的比率制模式的有效測量顯示。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將 意識到，文字數(shù)字顯示223的顯示能力是顯示器特征的功能，并且絕不限制公開的主題的 范圍。例如，在公開的主題的范圍內(nèi)，具有超過5位可顯示數(shù)位的顯示完全可以預(yù)期。
在一個實施例中，如果XMti。的值大于預(yù)定值Xmax，該預(yù)定值Xmax是給定特定數(shù)量的小數(shù)位的文字數(shù)字顯示部分223的可能的最大數(shù)字表示，則顯示器204可以通過激活可以 容易地被解釋為錯誤消息的顯示器的任何元件來顯示錯誤消息。例如，如“9999. 9”的值 的出現(xiàn)在實踐中可能非常少見，使得其可以用作錯誤指示符，或者顯示器可以配置為顯示 “REF_X”、空白文字數(shù)字表示，或類似詞“Error”的顯示。可以根據(jù)顯示器104、轉(zhuǎn)換器101 或可能限制儀器的能力的多模式測量儀器系統(tǒng)100的其它元件的屬性來確定最適合的Xmax 的值，以便提供符合范圍和/或分辨率的預(yù)定標準的比率制測量顯示值?？商娲兀梢砸?帶符號指數(shù)符號來顯示大值的比率制測量。例如，使用五個數(shù)位分段的數(shù)字顯示部分，可以 顯示如“1.72E5”的值。在另一可能的錯誤狀況下，如果用戶在鉗夾部分217和218實際上關(guān)閉的同時激 活參考尺寸選擇按鈕206并且試圖設(shè)置參考尺寸使得當(dāng)前測量實際上為零時，則由等式1 確定的)(Mti。的值將未定義，這是因為試圖除以零。在一個實施例中，這可以通過將錯誤狀 況和錯誤顯示分配給將零(或非常接近零)分配給的任何操作來防止。例如，信號處 理和控制單元102可以被編程，使得如果用戶在鉗夾部分217和218被定位使得X。UCT = 0 并且因此Xref也將等于0時激活參考尺寸設(shè)置按鈕206，則顯示器204將通過激活被容易地 解釋為錯誤消息的顯示元件來示出錯誤消息。例如，“REF_0”可以顯示在文字數(shù)字顯示部 分223中，顯示部分可以閃爍“00000”而不是顯示緊接在激活參考尺寸選擇按鈕206后通 常預(yù)期的比率值，或者可以顯示如“Error”的消息。此外，如果X。m與Xref的比率Xratio足夠小，則Xratio的值可以要求比從數(shù)字顯示部 分可獲得的顯示分辨率更大的顯示分辨率，從而顯示非零數(shù)位。如果Xrati。中的前導(dǎo)零的數(shù) 量大于數(shù)字顯示部分能夠顯示的零的數(shù)量，則顯示的Xrati。的值可以設(shè)為等于零?？商娲?， 可以以帶符號指數(shù)符號來顯示小值的比率制測量。例如，使用六個數(shù)位分段的數(shù)字顯示部 分，可以顯示如“3. 68E-5”的值。在可替代實施例中，如果鉗夾部分217和218之間的間隔大于預(yù)定的最小值Xmin， 則用戶可能只能設(shè)置參考尺寸X,ef?？梢愿鶕?jù)顯示器104、轉(zhuǎn)換器101或可能限制儀器的能 力的多模式測量儀器系統(tǒng)100的其它元件的屬性來確定最適合的Xmin的值，以便提供符合 分辨率和精度的預(yù)定標準的比率制測量顯示值。如上所述，期望在如系統(tǒng)將允許的精確和有意義的比率制測量模式中顯示比率 值。此外，從人類感知和值識別的觀點來看，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)期望在已經(jīng)設(shè)置參考尺寸x,ef后將顯 示的比率值中的小數(shù)點位置保持持續(xù)不變。這個的示例可以分別在圖3A和3B、以及4A和 4B中的文字數(shù)字顯示部分223上看到。具有小數(shù)點的持續(xù)不變位置有助于防止在讀取顯 示時的錯誤，這是因為在移動鉗夾部分217和218來測量觀測的對象時，可能另外出現(xiàn)(例 如，在一些顯示算法中)小數(shù)點的突然和不期望的移動。在進行比率測量時，在已經(jīng)設(shè)置參 考尺寸后將小數(shù)點保持在一個位置還產(chǎn)生了更舒適并且容易讀取的顯示。圖5示出根據(jù)公開的主題的一個示例實施例的、用于確定比率制測量顯示的小數(shù) 點右邊的顯示的小數(shù)位的數(shù)量的方法500。在塊510，操作多模式測量儀器以使用該多模式 測量儀器的用戶界面中包括的模式選擇特征(在一個實施例中，例如使用之前描述的模式 選擇元件105或模式選擇按鈕20 來選擇操作的比率制測量模式。在塊520，操作該多模 式測量儀器以設(shè)置操作的比率制測量模式期間的當(dāng)前參考尺寸。在一些實施例中，對于塊 520的操作，可以將當(dāng)前參考尺寸自動設(shè)為對應(yīng)于在塊510選擇操作的比率制測量模式時多模式測量儀器的測量位置的測量值，類似于之前所概述的實施例。在一些實施例中，多模 式測量儀器的用戶界面可以包括參考尺寸設(shè)置元件(在一個實施例中，例如之前描述的原 始選擇元件105或原始選擇按鈕206)，其被配置為使得用戶可以激活參考尺寸設(shè)置元件以 多次設(shè)置或替換當(dāng)前參考尺寸，從而執(zhí)行塊520的操作。在塊530，操作該多模式測量儀器以確定基于當(dāng)前參考尺寸的、要在顯示比率制測 量值時使用的持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量，其中至少部分地基于當(dāng)前參考尺寸來確定持續(xù)不 變的小數(shù)位的數(shù)量。如前所述，在各個實施例中，可以基于當(dāng)前參考尺寸和若干預(yù)選選擇的 因素自動確定小數(shù)位的數(shù)量，如下面更詳細描述的。在各個實施例中，例如，這些因素可以 包括用于顯示的比率制測量值的最低有效位的增量、多模式測量儀器的內(nèi)部測量分辨率、 用于顯示比率制測量值的數(shù)字基數(shù)(例如，基數(shù)10)。此外，在各個實施例中，在確定小數(shù) 位的數(shù)量時可以應(yīng)用的標準之一是用于顯示最低有效位的增量(例如，在一些實施例中， “傳統(tǒng)的”增量1)對應(yīng)于至少與多模式測量儀器的內(nèi)部測量分辨率一樣大的測量增量。在 一些實施例中，至少用于顯示的比率制測量值的最低有效位的增量可以與在塊530確定的 持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量結(jié)合地來確定，作為滿足前述標準的一種方法。在塊M0，操作該多模式測量儀器以使用在塊530確定的持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù) 量來自動顯示比率制測量值，其中基于從多模式測量儀器轉(zhuǎn)換器的位置感測導(dǎo)出的當(dāng)前測 量和當(dāng)前參考尺寸來確定比率制測量值。如前所概述的，顯示的比率制測量值近似等于 將當(dāng)前測量除以參考尺寸，而不管用于確定比率制測量的算法是否采取傳統(tǒng)除法運算的形 式。在一些實施例中，確定塊550是可選的塊。在一些實施例中，用戶可以在多模式測 量儀器以比率制模式操作的同時選擇建立新的當(dāng)前參考尺寸。在一些這樣的實施例中，在 確定塊陽0，如果要設(shè)置新的當(dāng)前參考尺寸，則操作循環(huán)回到塊520。如果不設(shè)置新的參考 尺寸，則不需要實現(xiàn)新的操作，并且方法可以停止。將意識到，當(dāng)通過返回塊520來設(shè)置新 的當(dāng)前參考尺寸時，隨后使用該新的當(dāng)前參考尺寸來重復(fù)塊530和540的操作，以便根據(jù)之 前概述的原理提供有利的比率制顯示。在圖5所示的方法500的塊530的一個實施例中，確定要在文字數(shù)字顯示223上
示出的持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量，使得其對應(yīng)或符合下面的等式
權(quán)利要求
1.一種在包括位置感測轉(zhuǎn)換器的多模式測量儀器中顯示比率制測量值的方法，該多模 式測量儀器具有內(nèi)部測量分辨率，該方法包括(a)操作該多模式測量儀器以使用該多模式測量儀器的用戶界面中包括的模式選擇特 征來選擇操作的比率制測量模式；(b)操作該多模式測量儀器以在操作的比率制測量模式期間設(shè)置當(dāng)前參考尺寸；(c)操作該多模式測量儀器以確定基于當(dāng)前參考尺寸的、要在顯示比率制測量值時使 用的持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量，其中至少部分地基于當(dāng)前參考尺寸來確定持續(xù)不變的小數(shù) 位的數(shù)量；以及(d)操作該多模式測量儀器以使用持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量來自動顯示比率制測量 值，其中基于從位置感測轉(zhuǎn)換器導(dǎo)出的當(dāng)前測量和當(dāng)前參考尺寸來確定比率制測量值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中顯示的比率制測量值近似等于將當(dāng)前測量除以參考 尺寸。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中確定持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量，使得用于顯示的比 率制測量值的最低有效位的增量對應(yīng)于至少與多模式測量儀器的內(nèi)部測量分辨率一樣大 的測量增量。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中確定持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量，使得其對應(yīng)于等式 X 氺 INCDEC = Llogbase( ref c )」，其中DEC是持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量，Xref是當(dāng)前參考尺寸
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中base等于10，并且從由1、2和5構(gòu)成的組中選擇INC。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中用于顯示的比率制測量值的最低有效位的增量是可 選擇的，并且該方法包括與確定持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量結(jié)合地確定用于顯示的比率制 測量值的最低有效位的增量。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中從由1、2和5構(gòu)成的組中選擇用于顯示的比率制測 量值的最低有效位的增量。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中基于查找表確定持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量和用于顯 示的比率制測量值的最低有效位的增量。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中查找表包括多組相關(guān)值，并且每組相關(guān)值包括 作為可允許的持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量的值DEC ；作為可允許的用于顯示的比率制測量值的最低有效位的增量的值INC ；以及 在該組相關(guān)值的值DEC和INC的情況下可允許的當(dāng)前參考尺寸的下邊界標準的值Xrib,以及確定持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量和用于顯示的比率制測量值的最低有效位的增量包括比較當(dāng)前參考尺寸和查找表的下邊界標準Xrib,并且識別一組適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)值，使得其下邊界標準Xrib是小于或等于當(dāng)前參考尺寸的最大的下邊界標準xrib，以及將持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量設(shè)置為與該組適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)值中包括的值DEC相同，并且將 用于顯示的比率制測量值的最低有效位的增量設(shè)置為該組適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)值中包括的值INC。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中 以與等式
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中Base等于10。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在執(zhí)行步驟(a)時，則自動執(zhí)行步驟(b)，使得當(dāng)前 參考尺寸被設(shè)為對應(yīng)于在步驟(a)中選擇操作的比率制測量模式時的多模式測量儀器的 測量位置的測量值。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中如果在操作的比率制測量模式期間重復(fù)步驟(b)使 得設(shè)置新的當(dāng)前參考尺寸，則基于該新的當(dāng)前參考尺寸隨后執(zhí)行步驟(d)和(d)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中多模式測量儀器的用戶界面包括參考尺寸設(shè)置元 件，其配置為使得用戶可以激活該參考尺寸設(shè)置元件以設(shè)置新的當(dāng)前參考尺寸。
15.一種具有用于進行測量的至少兩個可相對移動的部件的多模式測量儀器，該多模 式測量儀器包括顯示器，配置為顯示從該至少兩個可相對移動的部件之間的關(guān)系進行的測量； 模式選擇元件，配置為選擇操作的比率制模式；以及控制元件，配置為自動使得顯示器基于該至少兩個可相對移動的部件之間的關(guān)系和在 操作的比率制模式中設(shè)置的參考尺寸來顯示比率制數(shù)字，其中該比率制數(shù)字具有至少部分 地通過參考尺寸確定的持續(xù)不變的小數(shù)位的數(shù)量。
16.如權(quán)利要求15所述的多模式測量儀器，還包括配置為設(shè)置參考尺寸的原始設(shè)置元件。
17.如權(quán)利要求16所述的多模式測量儀器，其中從由按鈕、微型觸摸屏元件和語音激 活控制電路構(gòu)成的組中選取模式選擇元件和原始設(shè)置元件，并且模式選擇元件和原始設(shè)置 元件中的至少一個可通過包括單次激活每個元件的單個操作來操作，以便使得控制元件設(shè) 置參考尺寸。
18.如權(quán)利要求15所述的多模式測量儀器，其中從由按鈕、微型觸摸屏元件和語音激 活控制電路構(gòu)成的組中選取模式選擇元件，并且模式選擇元件可通過包括單次激活模式選 擇元件的單個操作來操作，以便同時選擇操作的比率制模式以及使得控制元件設(shè)置參考尺 寸。
19.如權(quán)利要求15所述的多模式測量儀器，除了進行線性和角度比率制測量之一外， 還包括以傳統(tǒng)單位進行線性測量和角度測量之一的傳統(tǒng)測量模式。
20.如權(quán)利要求19所述的多模式測量儀器，其中多模式測量儀器是進行線性測量的手 持式電池供電的電子卡尺。
全文摘要
提供了一種用于具有比率制測量模式的多模式電子卡尺的顯示配置以及一種包括操作比率制模式的多模式電子測量儀器。在比率制模式期間，建立期望的尺寸作為存儲的參考尺寸Xref。在將參考尺寸存儲在存儲器中之后，隨后的比率制測量讀出將等于將當(dāng)前測量距離Xcurr除以參考尺寸Xref?；诋?dāng)前參考尺寸Xref、用于最低有效位的增量、和多模式電子測量儀器的內(nèi)部測量分辨率，來確定在顯示器上看到的用于小數(shù)點右邊的持續(xù)不變的小數(shù)位的教量。
文檔編號G01B3/20GK102095340SQ201010578448
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者比約恩.E.B.詹森 申請人:株式會社三豐