專利名稱：光電數字化測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量裝置，特別是涉及一種通過光電轉換進行電子計 數測量的裝置。
背景技術：
公開號為CN1758028A的中國發(fā)明專利申請于2006年4月12日公開了一種 "機器視覺數字化標尺系統(tǒng)"，其技術方案為機器視覺數字化標尺系統(tǒng)，其特 征在于包括下列部分照明光源，用于向標尺系統(tǒng)提供均勻穩(wěn)定的照明，采用 透射照明的方式或反射照明的方式照明絕對碼數字化標尺；絕對碼數字化標尺， 用于提供長度基準，標尺上只有刻線沒有數字，由刻線本身提供標尺數字刻度 值；CCD，光電轉換器件，用于將照在絕對碼數字化標尺上的光照信號轉換為電 信號，并經濾波、去噪和放大處理后變成視頻信號；處理電路，用于將CCD采 集到的視頻信號傳送到計算機中，并對其進行濾波去噪和A/D轉換數據處理； 計算機，用于對處理電路輸出的圖像數據進行處理，獲得當前的標尺數值，并 將顯示出來。"以上技術方案的實質是，所述照明光源對所述絕對碼數字化標尺 進行照明，CCD抓取所述標尺上的刻線圖像，并通過所述處理電路和計算機對刻 線圖像標識的二進制化的刻度值進行讀取和最終顯示，從而實現標尺測量。很 顯然，以上技術方案存在以下缺陷1、因為標尺上的刻度線圖像用于標識二進 制化的刻度值，因此標尺需要專門制作，限制了該技術方案在其他標尺上的使 用；2、標尺上只有刻線沒有數字，不能進行人工識讀，在出現機器或者電源故 障的情況下，該系統(tǒng)無法用于工作；3、該系統(tǒng)工作的前提是進行刻線圖像的抓取與識讀，因此必須采用光電轉換式圖像傳感器CCD，增大了該專利產品的實施成本；4、為使得所述系統(tǒng)識讀精確、減少誤差，所述系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中必須 增加成像物鏡、聚光鏡等部件，從而進一步增大了專利產品的制造成本，并使 得所述系統(tǒng)的結構趨向復雜。以上四點技術缺陷導致所述系統(tǒng)無法廣泛應用于 人們的日常生活，從而限制了該技術方案的推廣應用。實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種結構簡單、成本低廉、測量 準確、應用廣泛的光電數字化測量裝置。為解決以上技術問題，本實用新型的技術方案是 一種光電數字化測量裝 置，包括標尺、用于照亮所述標尺的照明光源、用于接收來自所述標尺上反射 光并進行光電轉換的光電轉換單元、與所述光電轉換單元順次連接的智能處理 模塊和測量結果輸出模塊，所述的照明光源、光電轉換單元、標尺以及智能處 理模塊通過裝置殼體承載，關鍵是所述標尺上設有普通的刻度柵格，用于將 光信號轉變成電脈沖信號的所述光電轉換單元與具有脈沖計數功能的所述智能 處理模塊電連接。其中，所述的照明光源可以由一個或者一個以上的LED光源組成。作為本實用新型的改進，所述的光電轉換單元由兩個或兩個以上等間距排 列的光電接收管組成，所述光電接收管的排列方向同所述刻度柵格的刻度線方 向為非平行關系。作為本實用新型進一步的改進，所述的智能處理模塊為單片機信號處理模 塊，所述的測量結果輸出模塊為液晶顯示模塊。作為本實用新型更進一步的改進，所述的單片機信號處理模塊可以是數字 信號處理器也可以是模擬信號處理器。所述的智能處理模塊設有用于在所測的長度數值上累計附加一固定值的固 定長度累加計算單元和同所述固定長度累加計算單元連接的按鍵處理單元；也 可以額外附加電源開關單元、測量復位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單 元還分別同上述三個單元連接。通過實施本實用新型所述的技術方案，降低了對標尺的要求，標尺上設有 普通刻度柵格即可滿足要求，從而大大擴大了本實用新型所述技術方案的應用 范圍，使得本實用新型幾乎可以應用于所有的帶有刻度線的測量器具。所述照 明光源對LED光源的選用、所述光電轉換單元對光電接收管的選用大大降低了 本實用新型的實施成本，有利于本實用新型的大面積推廣應用。所述光電接收 管的排列方向同所述刻度柵格的刻度線方向為非平行關系，這種非平行關系保 障了兩個或者多個光電接收管不會接收到同一條刻度線上的反射光；所述光電 接收管接收刻度線和非刻度線區(qū)域的反射光，形成強弱不同的電信號即脈沖信 號，并輸出到所述智能處理模塊中進行脈沖處理與計數，采用兩個或者多個光 電接收管進行光電轉換，可以使得所述智能處理模塊對不同光電接收管的脈沖 信號進行綜合判斷，減少識讀誤差，提高識讀精確率。采用單片機作為本實用 新型的智能處理模塊不僅提高了本實用新型的智能化，而且大大降低了本實新 型的實施成本，不限制采用數字信號處理器或者模擬信號處理器使得本實用新 型的使用范圍更加廣闊，且工作適應性更強。所述的智能處理模塊設有用于在 所測的長度數值上累計附加一固定值的固定長度累加計算單元和同所述固定長 度累加計算單元連接的按鍵處理單元；也可以額外附加電源開關單元、測量復 位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單元還分別同上述三個單元連接，以上 整體技術方案使得本實用新型更方便、實用，更有利于技術的推廣應用。


下面結合說明書附圖對本實用新型做進一步詳細的說明，其中 圖1為本實用新型工作示意圖；圖2為本實用新型光電轉換工作狀態(tài)立體示意圖；圖3為本實用新型光電轉換工作狀態(tài)俯視圖與正視圖。 -具體實施方式
如圖1所示，所述光電轉換單元2將光信號轉變成電信號后傳輸給所述智 能處理模塊，所述智能處理模塊將處理結果通過測量結果輸出模塊輸出。其中， 所述智能處理模塊可以包括固定長度累加計算單元、電源開關單元、測量復 位單元、單位換算單元，上述四者分別同按鍵處理單元連接，由按鍵處理單元 進行控制。在具體實施過程中，所述固定長度累加計算單元可以將預設的一個 固定值累加到所測的長度上，該預設的固定值可以預先任意設置。在本實用新 型應用于巻尺時，可以將該固定值設置為巻尺殼體本身的長度。如圖2、 3所示，照明光源1可以選用一只LED光源對標尺3上的刻度柵 格4進行照明，所述光電轉換單元2可以選用三只光電接收管組成，三只光電 接收管的排列方向A與刻度柵格4的延伸方向B成一夾角(即不能平行也不能 重合)，從而可以保證三只不同的光電接收管接收到不同角度的光信號。三只不 同的光電接收管將接收到的光信號分別轉換成電信號輸出給所述智能處理模 塊。所述三只不同的光電接收管等間距排布，因此每一刻度線進出三只光電接 收管的感應區(qū)域時其強弱不同的電脈沖信號必然呈統(tǒng)一的規(guī)律性變化，所述智 能處理模塊因此可以根據三只光電接收管傳來的強弱不同的電脈沖信號進行判 斷和計數，從而實現累計測量。此外，還可以對移動一次刻度線間隔而引起的 光電接收管電脈沖信號變化的所有狀態(tài)進行定義，從而可以實現對相鄰兩條刻 度線間距的細分，最終實現精確讀數。此外，在實際測量過程中，本實用新型的技術方案對標尺的形狀并不進行 嚴格限定，標尺可以為直尺，也可以為圓形尺等。很顯然，為保證所述光電接 收管能夠分別接收到不同角度的反射光，所述光電接收管的排列方向A同每一 特定刻度線的延伸方向B不能平行或者重合，即在直尺測量情形下，光電接收 管的排列方向A不能同刻度線的整體排列方向垂直；在圓形尺測量的情形下， 光電接收管的排列方向A不能同刻度線排列圓周的切線垂直。綜合以上所述，本發(fā)明創(chuàng)造光電數字化測量裝置，確能藉由上述構造，達 到預期之功效，且申請前未見于刊物亦未公開使用，符合實用新型專利之新穎、 進步及符合產業(yè)利用性等要件。而以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造之實施例而已，凡 依本發(fā)明創(chuàng)造之精神所作之簡易修飾及等效變化設計，應涵蓋于本申請專利范 圍內。
權利要求1、一種光電數字化測量裝置，包括標尺(3)、用于照亮所述標尺(3)的照明光源(1)、用于接收來自所述標尺(3)上反射光并進行光電轉換的光電轉換單元(2)、與所述光電轉換單元(2)順次連接的智能處理模塊和測量結果輸出模塊，所述的照明光源(1)、光電轉換單元(2)、標尺(3)以及智能處理模塊通過裝置殼體承載，其特征是所述標尺(3)上設有普通的刻度柵格(4)，用于將光信號轉變成電脈沖信號的所述光電轉換單元(2)與具有脈沖計數功能的所述智能處理模塊電連接。
2、 根據權利要求l所述的光電數字化測量裝置，其特征是所述的光電轉換單 元(2)由兩個或兩個以上等間距排列的光電接收管組成，所述光電接收管的排 列方向同所述刻度柵格(4)的刻度線方向為非平行關系。
3、 根據權利要求1或者2所述的光電數字化測量裝置，其特征是所述的智能 處理模塊為單片機信號處理模塊，所述的測量結果輸出模塊為液晶顯示模塊。
4、 根據權利要求3所述的光電數字化測量裝置，其特征是所述的單片機信號 處理模塊可以是數字信號處理器也可以是模擬信號處理器。
5、 根據權利要求4所述的光電數字化測量裝置，其特征是所述的智能處理模塊設有用于在所測的長度數值上累計附加一固定值的固定長度累加計算單元和 同所述固定長度累加計算單元連接的按鍵處理單元。
6、 根據權利要求5所述的光電數字化測量裝置，其特征是所述的智能處理模塊還設有電源開關單元、測量復位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單元還 分別同上述三個單元連接。
7、 根據權利要求6所述的光電數字化測量裝置，其特征是所述的照明光源(l)由一個或者一個以上的LED光源組成。
8、 根據權利要求1或者2所述的光電數字化測量裝置，其特征是所述的智能處理模塊設有用于在所測的長度數值上累計附加一固定值的固定長度累加計算 單元和同所述固定長度累加計算單元連接的按鍵處理單元。
9、 根據權利要求8所述的光電數字化測量裝置，其特征是所述的智能處理模 塊還設有電源開關單元、測量復位單元、單位換算單元，所述按鍵處理單元還 分別同上述三個單元連接。
10、 根據權利要求1或者2所述的光電數字化測量裝置，其特征是所述的照明光源(1)由一個或者一個以上的LED光源組成。
專利摘要本實用新型公開了一種光電數字化測量裝置，其技術方案是包括標尺、照明光源、光電轉換單元、與所述光電轉換單元順次連接的智能處理模塊和測量結果輸出模塊，上述各要素通過裝置殼體承載，所述標尺上設刻度柵格，用于將光信號轉變成電脈沖信號的光電轉換單元與具有脈沖計數功能的智能處理模塊電連接；所述光電轉換單元由兩個或兩個以上等間距排列的光電接收管組成，各光電接收管的排列方向同各刻度柵格的刻度線方向為非平行關系。本實用新型利用普通標尺等間距排列的刻度線進行測量，因此幾乎適用于所有帶有刻度線的測量器具；所述光電接收管形成強弱不同的電脈沖信號，所述智能處理模塊對不同光電接收管的脈沖信號進行綜合判斷，實現精確測量。
文檔編號G01D5/26GK201126363SQ20072017104
公開日2008年10月1日 申請日期2007年11月23日 優(yōu)先權日2007年11月23日
發(fā)明者翔 劉, 博 成, 顧成武 申請人:顧成武;劉 翔;成 博