共同轉(zhuǎn)讓的美國專利號5，901，458的電子卡尺，其全部內(nèi)容借此通過引用并入本文中。標(biāo)尺構(gòu)件102是剛性或半剛性的桿，其可以包括各種溝槽和/或并入大致矩形的橫截面中的其它特征。標(biāo)尺基板125可以剛性地結(jié)合在溝槽127中，并且標(biāo)尺軌道126可以包括標(biāo)尺元件，以類似于在已知電子卡尺中使用的且如先前并入的RE37490和5，901, 458專利以及共同轉(zhuǎn)讓的美國專利號6，400，138 (其全部內(nèi)容通過引用并入本文中)所描述的方式，標(biāo)尺元件與滑動器位移傳感器158的相應(yīng)元件(未示出)共同操作。
[0025]一對鉗108和110形成在標(biāo)尺構(gòu)件102的第一端附近。對應(yīng)的一對鉗116和118形成在滑動器130上。通過將工件放置在鉗108和116的一對接合表面114之間來測量工件的外側(cè)尺寸。類似地，通過將鉗110和118的一對接合表面122放置在工件的相對內(nèi)部表面上來測量工件的內(nèi)側(cè)尺寸。在有時被稱為零位置的位置上，接合表面114彼此抵接，接合表面122對準(zhǔn)，并且由卡尺100測量的外側(cè)尺寸和內(nèi)側(cè)尺寸兩者可以指示為零。
[0026]被測量尺寸可以顯示在數(shù)字顯示器144上，其安裝在卡尺100的電子組件160的蓋140內(nèi)。電子組件160還可以包括推動按鈕開關(guān)141(例如，“原點(diǎn)”開關(guān))和信號處理和顯示電路板150。信號處理和顯示電路板150可以包括讀數(shù)頭信號處理和控制電路159。如圖1示出的，信號處理和顯示電路板150的底表面可以安裝成在標(biāo)尺構(gòu)件102的任一側(cè)抵接滑動器130的頂表面。
[0027]力指示器裝置205包括:增量構(gòu)件210，增量構(gòu)件210包括增量部210A并且在該實(shí)施例中進(jìn)一步包括聯(lián)接部210B ;接合構(gòu)件220，接合構(gòu)件220包括接合增量部210A的接合特征262 ;和兼容元件230。增量構(gòu)件210 (例如通過螺釘)聯(lián)接到滑動器130，由此聯(lián)接到相應(yīng)的鉗116和118。接合構(gòu)件220聯(lián)接到致動器組件190。兼容元件230聯(lián)接在增量構(gòu)件210和接合構(gòu)件220之間，由此耦合力致動器和滑動器130上卡尺鉗之間的力。如將在下面關(guān)于圖2-5更詳細(xì)地描述的，增量構(gòu)件210 (例如其增量部210A)包括多個增量部分260，增量部分260具有由接合構(gòu)件220接合特征262接合的增量標(biāo)記。在可替代的執(zhí)行方案中，構(gòu)件210可以做成包括接合特征262 (其然后可以被引用為接合構(gòu)件210)，并且構(gòu)件220可以做成包括增量部分260(其然后可以被引用為增量構(gòu)件220)。
[0028]在各種執(zhí)行方案中，如將在下文關(guān)于圖2更詳細(xì)地描述的，兼容元件230可以由平行彈簧元件組成。平行彈簧元件可以是相對剛性的，并且相應(yīng)地起作用來約束力致動器組件190沿著橫向于測量軸方向的方向相對于卡尺鉗的移位。以這種方式，兼容元件230可以用作力致動器組件190的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)以及提供阻力兩者，這將在下文更詳細(xì)地描述。
[0029]在操作中，用戶可以在力致動器組件190的拇指輪191上推動來施加力至力致動器以沿著測量軸方向移動滑動器130朝向標(biāo)尺構(gòu)件102的第一端。兼容元件230彎曲或變形，使得力致動器組件190的力致動器主體192和相聯(lián)接的接合構(gòu)件220相對于增量構(gòu)件210及滑動器130和相應(yīng)的卡尺鉗116和118沿著測量軸方向移位。在兼容元件230中產(chǎn)生的測量力取決于此受迫的相對位移，并且沿著測量軸方向通過兼容元件230施加到增量構(gòu)件210及滑動器130和相應(yīng)的卡尺鉗116和118。如將在下文更詳細(xì)地描述的，當(dāng)受迫的相對位移包括某第一相對位移時，接合構(gòu)件220的接合特征262與增量構(gòu)件219的第一增量標(biāo)記261接合或脫離中的至少一個導(dǎo)致生成觸覺或聽覺反饋中的至少一個，以指示相應(yīng)的第一各自測量力。
[0030]利用具有兼容元件230的力指示器裝置205允許力的平緩增加或降低發(fā)生在一定范圍的位置上。重要的是，當(dāng)在測量工藝期間嘗試施加控制以提供期望量的力時，這導(dǎo)致用戶的更好控制和更好“感知”。如下面更詳細(xì)地描述的，當(dāng)兼容元件230彎曲時，隨著接合特征262沿著增量部分260范圍移動，力指示器裝置205被構(gòu)造為生成一個或多個觸覺和/或聽覺指示(例如點(diǎn)擊)。通過提供觸覺和/或聽覺反饋，用戶在還要試圖觀察卡尺測量結(jié)果的同時不需要觀察力指示。
[0031]在一些實(shí)施例中，上面提到的特征可以與如圖1所示特定實(shí)施例圖示的可選的電子力元件位移傳感器(也被稱為力傳感器)組合。力傳感器包括如下布置:位移信號元件255和(例如通過介于中間的聯(lián)接元件)聯(lián)接到力致動器組件190的信號調(diào)制元件250。類似的力傳感器更詳細(xì)地描述在2014年2月28日提交的標(biāo)題為“DisplacementSensor For Force Indicating Caliper”的共同未決和共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請序列號14/194，320 (后文為“’320申請”)中，其全部內(nèi)容借此通過引用并入。在一個執(zhí)行方案中，位移信號元件255的布置制造在電路板150的一個或多個金屬層中，并且生成指示信號調(diào)制元件250位置的電信號。讀數(shù)頭信號處理和控制電路159包括力感測電路，該力感測電路從位移信號元件255中接收力感測信號用于確定力測量結(jié)果。當(dāng)用戶推動拇指輪191以移動滑動器130朝向標(biāo)尺構(gòu)件102的第一端時，力致動器組件190及附接的信號調(diào)制元件250被向前推動，以相對于位移信號元件255的布置以引導(dǎo)的方式進(jìn)行移動。信號調(diào)制元件250布置有接近位移信號元件255的相對小的間隙，使得它們感測其相對位置。信號調(diào)制元件250的位置對應(yīng)于力指示器裝置205的兼容元件230的彎曲量，并且因此指示對應(yīng)的測量力。
[0032]在各種執(zhí)行方案中，電路板150可以在電路板150的一個或多個安裝區(qū)域抵接滑動器130。例如，如圖1示出的，電路板150可以具有安裝區(qū)域157A和157B，安裝區(qū)域157A和157B抵接位于滑動器130上的相應(yīng)安裝區(qū)域137A和137B。滑動器位移傳感器158的傳導(dǎo)信號感測元件(未示出)可以在位于遠(yuǎn)離安裝區(qū)域157A的第一橫向方向D1上的標(biāo)尺軌道126中交疊標(biāo)尺構(gòu)件102。此外，位移信號元件255的布置的至少一個傳導(dǎo)信號感測元件可以布置在位于遠(yuǎn)離安裝區(qū)域157A的相反橫向方向D2上的區(qū)域中。在該構(gòu)造中，除其通常的滑動器功能之外，金屬滑動器130還可以起作用來屏蔽滑動器位移傳感器158和力傳感器255彼此的同步信號。與卡尺中力感測操作相關(guān)的各種考慮描述在2012年12月5 日提交的標(biāo)題為“System and Method for Setting measurement Force Thresholds ina ForceSensing Caliper”的共同未決和共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請序列號13/706,225(后文為“’225申請”)中，其全部內(nèi)容借此通過引用并入本文中。
[0033]圖2是圖1的力指示器裝置205和力致動器組件190的等距視圖，而圖3是頂視圖。如圖2和3示出的，兼容元件230的該實(shí)施例包括第一彈簧元件232以及聯(lián)接在增量構(gòu)件210和接合構(gòu)件220之間的第二彈簧元件234。彈簧元件232和234可以充當(dāng)平行四邊形彈簧懸架。
[0034]如圖2和3示出的，第一聯(lián)接部236可以剛性地緊固或聯(lián)接到彈簧元件232和234的一端，并且利用緊固件217 (例如，緊固件217可以旋擰到聯(lián)接部236中)聯(lián)接到增量構(gòu)件210的安裝部210A。安裝部210A包括用于附接到滑動器130的附接部219。一般情況下，滑動器和相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)有卡尺鉗具有指定的尺寸和可以安裝外部元件的特征，并且在各種執(zhí)行方案中安裝部210A被構(gòu)造利用與現(xiàn)有卡尺上的現(xiàn)有安裝特征兼容的緊固構(gòu)造進(jìn)行安裝。某些現(xiàn)有卡尺可以不包括力致動器組件190，在這種情況下力致動器組件190可以利用力指示器裝置205改型到現(xiàn)有卡尺。
[0035]彈簧元件232和234的第二端可以使用緊固件(未示出)和/或結(jié)合方法等緊固到接合構(gòu)件220的接合部220A和/或聯(lián)接部220B。接合構(gòu)件220 (例如聯(lián)接部220B)可以聯(lián)接到致動器主體聯(lián)接部224，致動器主體聯(lián)接部224聯(lián)接到致動器主體192。信號調(diào)制元件250被附接以與接合構(gòu)件220和致動器主體聯(lián)接部224移動。
[0036]在本文中描述的各種執(zhí)行方案中，力指示器裝置205被構(gòu)造成提供關(guān)于用戶所施加的測量力的觸覺和/或聽覺反饋。在一個具體示例執(zhí)行方案中，增量構(gòu)件210包括多個增量部分260，增量部分260具有由接合構(gòu)件220接合特征262接合的增量標(biāo)記261。包括接合特征262的接合構(gòu)件220被聯(lián)接以與力致動器組件190和兼容元件230第二端移動。在操作中，當(dāng)兼容元件230彎曲以允許致動器組件190相對于增量構(gòu)件210移動時，接合特征262相對于增量部分260范圍移動，以提供測量力的指示。力指示器裝置205被構(gòu)造成當(dāng)接合特征262沿著增量部分260范圍移動時生成一個或多個觸覺和/或聽覺指示(例如點(diǎn)擊)。例如，接合特征262可以包括突出特征，諸如脊，并且增量標(biāo)記261可以包括一系列橫過接合特征262的凸起部或峰，使得當(dāng)接合特征262扣在每個增量標(biāo)記261上時生成“點(diǎn)擊”。在各種執(zhí)行方案中，如將在下面關(guān)于圖5A-5C更詳細(xì)地描述的，可以設(shè)置不同范圍的增量部分260和/或增量標(biāo)記261。在一個執(zhí)行方案中，根據(jù)期望，多余的視覺力指示器可以在力致動器主體192上包括一定范圍的記號193。
[0037]在一個示例構(gòu)造中，卡尺100和力指示器裝置205的操作可以描述如下。如圖2圖示的，卡尺可以開始于位置調(diào)零。在位置調(diào)零處，卡尺一般在雙向測量范圍的中間，其中兼容元件230 (例如，平行四邊形彈簧懸架)并未彎曲。在位置調(diào)零處，信號調(diào)制元件250可以大致在位移信號元件255的布置的范圍中間，并且接合特征262可以大致在增量部分260的范圍中間。
[0038]當(dāng)用戶在拇指輪191上推動以移動滑動器1