本发明是用于测量固定长度的测距尺,是一种专用的测量长度的量具。固定长度的最佳范围是500~2000毫米,特别适用于测量铁路钢轨的轨距,铁路车轮轮对的内侧距等。 历来象铁路钢轨轨距等较大距离的测量,均是用大型量规来进行,往往显得笨重、操作不便、精度差、显示不清晰。
本发明的任务是提出一种尺身轻巧,便于携带、操作方便、测量精度高,测量距离自动稳定显示、机电一体化的定长测距尺。
本发明的技术方案是测距尺由尺身、电阻位移传感器,数显表三部份组成。尺身部份是一根直杆,为减轻重量,尺身是用铝合金材料制成的。尺的二端可根据实测对象来设计。一端在长度方向是固定的,另一端为轴向可移式,测量触头测量时向后移动,推动传感器量杆,随着传感器量杆的移动,由传感器量杆中部的齿杆带动固定在线性电位器转动轴上的齿轮,使线性电位器处于一固定的阻值Rm,通过测量电路将电压输给数显表。事先调正好Rm与数显表显示的测量值Dm的关系,则数显表即可精确地将测量距离Dm显示出来。
本发明的技术方案完成了发明任务。
以下结合附图及实施例来详细地说明本发明:
图1是本发明定长测距尺测距的机电原理图。图2是传感器组合图。
电阻位移传感器由带有齿杆(7)的量杆(13)、齿轮(8)及线性电位器(9)组成。与测量触头(32)连接的传感器量杆(13),其前端是触头(12),前部是一直杆,后部是一齿杆(7),后端部与导向限位块(3)连接。在测量中,随着测距尺测量触头(32)的移动,顶着传感器量杆(13)的触头(12),而使量杆(13)向后移动至一固定位置,移动时传感器量杆(13)后部的齿杆(7)带动固定在线性电位器(9)旋转轴上的齿轮(8)旋转,从而使线性电位器(9)处于一固定分压电阻值Rm,于是测量电路(21)中有分流电压Vm输出给数显表(14),根据事先Vm与实测距离Dm的设定,数显表的液晶显示屏(19)即精确地显示出测量距离Dm。
整个电阻位移传感器由上盖板(5)及底板(6)密封,仅有传感器量杆(13)的前部外露。为保证传感器量杆(13)位移地直线性,传感器量杆后端部的导向限位块(8)通过导向杆(4)沿导向槽(2)移动。传感器量杆(13)的行程由限位块(1)限定。为使传感器量杆(13)位移不受阻力,设计有轴承(10)。弹簧(11)是保证传感器量杆(13)与测量物的紧密接触,稳定位置。
线性电位器(9)的线性精度高,线性范围经齿轮、齿杆转换后有0~45毫米及0~150毫米二种。线性误差小于0.5%,从而保证传感器的传感距离为0~150毫米。实际测量时,其线性范围由限位块(1)限定传感器量杆(13)的行程而保证的。
数显表(14)是以大规模集成电路CMOS7106(15)为主的数字面板表(DPM)。由于其电源输入正端(脚1)与输入负端(脚30)之间有一稳定的3伏电压差,本发明即利用它来作传感器及测量电路的工作电源,简化了传感器及测量电路的构造。达到了经济的效果,数显表(14)显示的最小值为0.1毫米,相当于线性电位器电压变化0.1MV。其误差为±0.1毫米。这对于大距离测量来讲已有足够的精度。
测距尺的测量电路(21)极为简单,仅有分压与补偿电阻Rt(18)R1(16)、R2(17)及线性电位器(9)组成。Rt与R2是为补偿尺身等温度变化带来的误差。(20)是整个数显、测量电路的工作电源电池。
图3是铁路钢轨轨距尺。
铁路钢轨之间的距离,根据铁道运行制度的要求,是有严格的限定而应定期检测的。根据我国铁道部规定应定期检测,测量钢轨(内)距,及道岔距,轨距尺硬质合金内触头(38)是用以测量道岔距。硬质合金外触头(21)及上触头(22)用以测量轨(内)距。(23)是卡钣,用于固定内触头(38)、外触头(21)及上触头(22)等的位置。(24)是固定杆(Ⅰ),(25)是尺身,(26)是绝缘套,(27)是一矩形盒,内装传感器,测量电路及数显表。盒面上即为显示屏。矩形盒固定在尺身上。(28)是活动杆座,(29)是活动杆套(Ⅰ),(30)是活动杆拉手,(31)是活动测杆(Ⅰ),实际测量时,将硬质合金外触头(21)及上触头(22)紧贴一根钢轨的内侧及轨面,用活动杆拉手(30),移动活动杆(31),使尺的另一端外触头及上触头紧贴另一根钢轨的内侧面及轨面,于是显示屏(19)即显示出稳定的轨距值Dm。可见测量工作极为简单可靠。由于电阻位移传感器的阻值大,分流电压值稳定,无需放大,滤波及调零等辅助电路,且显示值祇要位置固定,电路接通后马上显示,且显示值不会因电源开、闭而消失、变化。
图4是铁路车轮轮对内距尺。
与铁路钢轨轨距相对应的是车轮轮对内距。这是因为轮对是于钢轨上运行的。根据铁路规定也应定期检测。轮对内距尺是应此要求而设计的专用定长测距尺。限位钩(33)就是根据轮对内距测量的需要而设计的,按测量规定要求,限位钩(33)应可绕轴向转动,能在360内的三点(每二点之间为120)上固定。即三等位固定检测。(32)是硬质合金触头,(33)是限位钩(34)是固定杆(Ⅱ),它是不能轴向移动的。(25)是尺身,(35)是活动杆套Ⅱ,(36)是活动测杆(Ⅱ),它是可以轴向移动,测量时,将限位钩紧钩住车轮轮缘侧面,使一端固定杆(Ⅱ)(34)上的硬质合金触头(32)顶住车轮内侧面规定的位置上,用活动杆拉手(30)移动活动测杆Ⅱ(36),使活动测杆Ⅱ(36)上的硬质合金触头(32)紧贴另一车轮的内侧面,显示屏(19)即将车轮轮对内径值精确地、稳定地显示出来。