专利名称：平板测微仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学测绘仪器，尤其是一种平板测微仪的结构改进，属于测量仪器技术领域。
背景技术：
水准测量无论是在工农业生产，还是在国防建设中，都发挥着巨大的作用。例如大型设备的安装和制造、道路和河道桥梁的建设、文物古建筑的保护、国家地图的测绘等，都需要水准测量。
据申请人了解，目前市场上广泛使用的平板测微仪通常由光学平板、传动机构、读数装置组成。其工作原理是，利用光学平板的转动，使被测目标的像产生位移，再通过传动机构把光学平板转动的角度量转化为线性量，并加以放大，从而实现细分，得到一个精确的测量值。传统的细分措施有测微手轮或光学测微尺。这两种措施都需要人眼的观测，因此观测结果容易因人而异，直接影响了测量结果的精度。
为了解决这一问题，有人提出了测角的方法，即直接测量光学平板转动的角度，从而计算出目标的位移。这一方案存在两个问题难以解决，一个是测角的精度难以保证，另一个是设备的结构非常复杂，因而这一技术难以得到应用。还有人提出用容栅的方式，例如申请日为2001.06.07、申请号为01238211.6的中国专利申请所公开的电子平板测微器即使如此。该测微器包括壳体、光学平板、镜座、拨杆、齿轮和齿条，以及容栅模块和液晶屏。容栅模块包括定栅、动栅和处理电路，动栅和齿条连动，构成齿条组件，定栅和处理电路一体，并固定在壳体上，动栅与定栅配合设置，容栅模块的输出与液晶屏连接。其不足之处是不能承受野外作业的恶劣环境，同时在使用时每测量一次必须置一次零位，造成使用仪器的较大不便。如果一次疏忽没有置零，将造成整个测量工作的前功尽弃。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对以上现有技术存在的缺点，提出一种测量精度更加准确、并且使用十分方便的平板测微仪。
为了达到以上目的，本实用新型的平板测微仪包括光学平板、传动机构，以及由信号转换器件、处理电路、显示器件组成的读数头；所述光学平板铰支在仪器壳体的一端，其铰支轴与传动机构的输入端衔接，所述传动机构的输出端与信号转换器件衔接，所述信号转换器件的输出接处理电路的输入端，所述处理电路的输出接显示器件，其改进之处在于所述传动机构为正切机构，所述转换器件为CCD器件(Charged Coupled Device——电子耦合器件)。
由于本实用新型以正切机构与CCD器件相结合，取代了传统的读数系统，因此在测量中，当光学平板的转动使通过平板的光线产生位移时，在正切机构的作用下，平板的转角被转变为CCD器件中光电头与之成简单函数关系的线性移动，从而使处理电路很快得出精确的测量结果，并输出显示，从而达到高精度测量的目的。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2为图1的俯视图(拆去上盖)。
图3为图1的A向视图。
图4为图1中正切机构与CCD器件的结构示意图。
具体实施方式
实施例一本实施例的平板测微仪如图1、图2和图3所示，光学平板玻璃1通过两个精密轴承铰支在仪器壳体11的一端，其作用是通过平板的转动使被测目标的象产生上下移动。平板玻璃的铰支轴如图4所示，通过正切传动机构与传导杆2的一端衔接，该传导杆通过两个压块安置在壳体11内，与壳体形成移动副，只能做直线移动，另一端与CCD的光电管3固连，该光电管相对的壳体上固定安置CCD器件5，因此可以将平板玻璃的转动传递到CCD转换成为电信号。该CCD的输出接处理电路，进而接固定在壳体11后端的显示器件4，由图3所示的显示屏6显示输出。此外，图1中的锁紧手轮7通过螺纹与壳体相连接，并用止紧螺钉固紧，用于仪器的锁紧和固定；图2中的电池8安装于壳体11中部，提供仪器工作所需电能；传动手轮9安装在壳体11外右侧，通过齿轮齿条机构与传导杆2衔接，用于手动带动光学平板转动和光电管座移动；电源开关10位于壳体11外左侧。
正切机构具体结构如图4所示，光学平板的转动使通过平板的光线产生位移δ，平板转动的角度θ与光线的位移δ有一个函数关系δ＝F1(θ)。光电读数头通过正切机构与光学平板相连接，光电读数头的位移L与平板转动的角度θ是一个正切函数关系，L＝TAN(θ)×H，因此，光电读数头的位移L与光线的位移δ就建立了函数关系L＝F2(δ)，CCD判读光电读数头的位移量L，后处理器通过函数关系L＝F2(δ)计算出光线的位移δ并结果送往显示器件。
本实施例采用的高精度CCD器件(TCD1500C)由高感光度的半导体材料制成，可以将机械移动量通过光信号转换成电数字信号，并进行电细分处理，使仪器最终能准确、稳定地进行测量，从而达到高精度测量的目的。
工作过程可以简单表述为
光学平板→传动机构→机械量/光电量转换→光电量判读→光电数据处理→数据显示实践证明，本实施例的平板测微仪具有以下优点1.利用光学平板的转动使被测目标的像产生位移的光学原理，利用了CCD成像的技术，可以得到更高的测量精度，同时可以承受恶劣的野外作业条件；2.使用数字显示，避免了读数上的因人而异，消除了由于不同人读数的不同而产生的误差，提高了测量的精度(此优点在由多人合作完成的大规模测量工程中尤为重要，因为数字显示可以避免每个人读数的误差)；3.用干电池作为电源，安全性得到了保障，数码管显示字体清晰，对人眼也起到很好的保护作用。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1.一种平板测微仪，包括光学平板、传动机构，以及由信号转换器件、处理电路、显示器件组成的读数头；所述光学平板铰支在仪器壳体的一端，其铰支轴与传动机构的输入端衔接，所述传动机构的输出端与信号转换器件衔接，所述信号转换器件的输出接处理电路的输入端，所述处理电路的输出接显示器件，其特征在于所述传动机构为正切机构，所述转换器件为CCD器件。
2.根据权利要求1所述平板测微仪，其特征在于所述平板玻璃的铰支轴通过正切传动机构与传导杆的一端衔接，所述传导杆与壳体形成移动副，另一端与CCD的光电管固连。
3.根据权利要求2所述平板测微仪，其特征在于还含有传动手轮，所述传动手轮安装在壳体外侧，通过齿轮齿条机构与传导杆衔接。
专利摘要本实用新型涉及一种平板测微仪的结构改进，属于测量仪器技术领域。该仪器包括光学平板、传动机构，以及由信号转换器件、处理电路、显示器件组成的读数头；所述光学平板铰支在仪器壳体的一端，其铰支轴与传动机构的输入端衔接，所述传动机构的输出端与信号转换器件衔接，所述信号转换器件的输出接处理电路的输入端，所述处理电路的输出接显示器件，其改进之处在于所述传动机构为正切机构，所述转换器件为CCD器件。当光学平板的转动使通过平板的光线产生位移时，在正切机构的作用下，平板的转角被转变为CCD器件中光电头与之成简单函数关系的线性移动，从而使处理电路很快得出精确的测量结果，并输出显示，从而达到高精度测量的目的。
文档编号G01C9/00GK2828748SQ20052007176
公开日2006年10月18日 申请日期2005年5月18日 优先权日2005年5月18日
发明者王源仁 申请人:王源仁