基于被测物体表面绝缘的测量单元对的接触指示方法

专利名称：基于被测物体表面绝缘的测量单元对的接触指示方法
技术领域：
本发明提供基于被测物体表面绝缘的测量单元对的接触指示方法，用于表面绝缘 的被测物体直径，尤其是大直径的高精度测量，属于长度测量技术领域。
背景技术：
大直径测量具有重要的意义，中国专利(专利号96117113. 8和申请号 200710024997. 4)和美国专利(专利号6330753B1)描述了一种便携式通用大直径测量规及 其改进版本。这种测量规由一系列相互独立的测量单元和一个测量所谓封闭尺寸的装置或 附件组成，其中每一个测量单元包含一个本体、两个分别位于本体两侧的定位元件、若干位 于本体或定位元件之上的内置永久磁铁的固定机构，以及若干辅助定位机构。测量大直径 时，依次将各测量单元头对尾接触或者尾对头接触摆放并通过固定机构固定在被测物体圆 周表面上，直到所剩余空间不足于摆下另一个测量单元(循环法)。也可以采用少量测量单 元交替摆放(交替法)。测量出第一个测量单元和最后一个测量单元之间的距离(封闭尺 寸)，根据几何关系可以计算出被测物体圆周直径。采用便携式通用大直径测量规测量大直径具有无上限、简结构、易标定、低成本， 以及高精度等特点。然而，所有前述便携式通用大直径测量规操作时，相邻测量单元的接触 与否完全由操作者手感掌握，容易产生没有接触而认为接触(伪接触)的错觉，造成粗大测 量误差。为增加可靠性，往往需要重复测量，因而增加了测量的时间，降低了测量效率，操作 者也有一定的心理负担。

发明内容
为解决上述便携式通用大直径测量规存在的问题，本发明提供有助于消除由于相 邻测量单元定位元件伪接触而产生的粗大测量误差、减轻操作负担的基于被测物体表面导 电的测量单元对的接触指示方法，用于采用这种测量单元对的便携式通用大直径测量规进 行表面绝缘的被测物体直径，尤其是大直径的高精度测量。本发明的基本构思是将便携式通用大直径测量规测量单元成对设置，并在其上设 置由指示器和电池组成的接触指示电路，同时，用其中之一将测量单元对中相邻的定位元 件电连接。当这样两个定位在表面绝缘的被测物体圆周表面上的测量单元对中相邻的定位 元件相互接触时，即，这两个测量单元在被测物体圆周表面上处于所希望的正确位置时，由 串联在一起的接触指示电路和两个导电的定位元件所构成的回路导通，从而指示器发出指 示信号。根据接触指示电路在测量单元上设置的组合不同，本发明提供两种技术方案，其中 一种技术方案如下步骤1)取一测量单元对；所述测量单元对由测量单元甲和测量单元乙组成，其中 测量单元甲包含一个本体甲、分别连接于本体甲两侧的第一定位元件甲和第二定位元件 甲，其中第一定位元件甲和第二定位元件甲的外侧面是圆柱面或球面；所述测量单元乙包 含一个本体乙、分别连接于本体乙两侧的第一定位元件乙和第二定位元件乙，其中第一定位元件乙和第二定位元件乙的外侧面是圆柱面或球面；
步骤2)使测量单元甲的第二定位元件甲和测量单元乙的第一定位元件乙导电； 接着，在测量单元甲上设置一个第二接触指示电路甲，并将其一端与第二定位元件甲电连 接；所述第二接触指示电路甲包含串联连接的第二指示器甲和第二电池甲；使测量单元乙的第二定位元件乙和测量单元甲的第一定位元件甲导电；接着，在 测量单元乙上设置一个第二接触指示电路乙，并将其一端与第二定位元件乙电连接；所述 第二接触指示电路乙包含串联连接的第二指示器乙和第二电池乙；步骤3)将测量单元甲和测量单元乙放置在表面绝缘的被测物体上，使测量单元 甲的第一定位元件甲和第二定位元件甲，以及测量单元乙的第一定位元件乙和第二定位元 件乙与被测物体圆周表面接触；接着，采用如下两种方式之一使测量单元甲与测量单元乙 接触并发出指示信号①将第一定位元件乙与第二接触指示电路甲的另一端电连接，然后， 使测量单元甲与测量单元乙相互靠拢，直至第二定位元件甲与第一定位元件乙接触，从而 第二接触指示电路甲的第二指示器甲发出指示信号；②将第一定位元件甲与第二接触指示 电路乙的另一端电连接，然后，使测量单元甲与测量单元乙相互靠拢，直至第二定位元件乙 与第一定位元件甲接触，从而第二接触指示电路乙的第二指示器乙发出指示信号。本发明提供的另一种技术方案如下步骤1)取一测量单元对；所述测量单元对由测量单元丙和测量单元丁组成，其中 测量单元丙包含一个本体丙、分别连接于本体丙两侧的第一定位元件丙和第二定位元件 丙，其中第一定位元件丙和第二定位元件丙的外侧面是圆柱面或球面；所述测量单元丁包 含一个本体丁、分别连接于本体丁两侧的第一定位元件丁和第二定位元件丁，其中第一定 位元件丁和第二定位元件丁的外侧面是圆柱面或球面；步骤2)使测量单元丙的第二定位元件丙和测量单元丁的第一定位元件丁导电； 接着，在测量单元丁上设置一个第一接触指示电路丁，并将其一端与第一定位元件丁电连 接；所述第二接触指示电路丁包含串联连接的第一指示器丙和第一电池丙；使测量单元丁的第二定位元件丁和测量单元丙的第一定位元件丙导电；接着，在 测量单元丁上设置一个第二接触指示电路丁，并将其一端与第二定位元件丁电连接；所述 第二接触指示电路丁包含串联连接的第二指示器丁和第二电池丁；步骤3)将测量单元丙和测量单元丁放置在表面绝缘的被测物体上，使测量单元 丙的第一定位元件丙和第二定位元件丙，以及测量单元丁的第一定位元件丁和第二定位元 件丁与被测物体圆周表面接触；接着，采用如下两种方式之一使测量单元丙与测量单元丁 接触并发出指示信号①将第二定位元件丙与第一接触指示电路丁的另一端电连接，然后， 使测量单元丙与测量单元丁相互靠拢，直至第二定位元件丙与第一定位元件丁接触，从而 第一接触指示电路丁的第一指示器丁发出指示信号；②将第一定位元件丙与第二接触指示 电路丁的另一端电连接，然后，使测量单元丙与测量单元丁相互靠拢，直至第二定位元件丁 与第一定位元件丙接触，从而第二接触指示电路丁的第二指示器丁发出指示信号。与现有技术相比，本发明具有如下优点采用便携式通用大直径测量规测量被测物体直径时，可以将每二个相邻的测量单 元看作一个测量单元对，如果所有测量单元对都为具有上述接触指示方法的测量单元对， 则在测量操作时，相邻测量单元的定位元件接触与否就可以不用靠现有技术中所采用的操作者手感掌握，而由指示器直接显示。这样一来，首先，避免了由于人为原因造成的没有接 触而认为接触(伪接触)的误判，消除了由此引起的粗大测量误差，保障了测量精度；其次， 减轻了操作者负担，尤其是心理负担；最后，测量的可靠性提高，避免了现有技术中为增加 可靠性而进行的重复测量，节省了时间，提高了测量效率。


图1 (a)是本发明实施例1基于被测物体表面绝缘的测量单元对的接触指示方法 原理示意图，以及一种采用所述测量单元对进行外径测量的原理示意图；图1 (b)是图1 (a)视图I处局部放大视图；图1 (c)是图1 (a)视图II处局部放大视图；图2 (a)是本发明实施例2基于被测物体表面绝缘的测量单元对的另一种接触指 示方法原理示意图，以及一种采用所述测量单元对进行外径测量的原理示意图；图2(b)是图2(a)视图I处局部放大视图；图2 (c)是图2 (a)视图II处局部放大视图；图3是本发明实施例1中测量单元对及其在被测物体圆周表面上相互接触的具体 结构正视图；图4是图3视图的A-A剖视图；图5是图4视图的U向视图；图6是图3视图的B-B放大剖视图；图7是图3视图的C-C放大剖视图；图8是图3视图的D-D放大剖视图；图9是图3视图的E-E放大剖视图；图10是图4视图I处局部放大视图；图11是图4视图II处局部放大视图；图12是本发明实施例2中测量单元对及其在被测物体圆周表面上相互接触的具 体结构正视图；图13是图12视图的F-F剖视图；图14是图12视图的V向视图；图15是图12视图的G-G放大剖视图；图16是图12视图的H-H放大剖视图；图17是图12视图的I-I放大剖视图；图18是图12视图的J-J放大剖视图；图19是图13视图I处局部放大视图；图20是图13视图II处局部放大视图；图中0-被测物体；01-被测物体0圆周表面；02-被测物体0端面；1-测量单元甲；11-第一定位元件甲；12-第二定位元件甲；13-本体甲；14-第 一固定机构甲；15-第二固定机构甲；17-第二接触指示电路甲；131-第一支块甲；132-第 二支块甲；133-第一垫片甲；134-第二垫片甲；136-第二螺钉甲；138-第二绝缘套甲； 140-第二绝缘垫片甲；141-第一永久磁铁甲；142-第一螺杆甲；143-第一旋钮甲；151-第二永久磁铁甲；152-第二螺杆甲；153-第二旋钮甲；171-第二指示器甲；172-第二电池 甲；174-第二内连通线路甲；175-第二电路板甲；176-第二电池座甲；177-第二绝缘套甲； 179-第二外连通线路甲；1311-第一支块甲(131)上的面；1321-第二支块甲(132)上的面； 1711-第二指示器甲(171)负极；1712-第二指示器甲(171)正极；1721-第二电池甲(172) 负极；1722-第二电池甲(172)正极；1731-第二指示器端盖甲；1732-第二支块甲(132)； 1733-第二垫片甲(134) ； 1741-第二连通轴甲；1791-第二外连通导线甲。2-测量单元乙；21-第一定位元件乙；22-第二定位元件乙；23-本体乙；24-第 一固定机构乙；25-第二固定机构乙；27-第二接触指示电路乙；231-第一支块乙；232-第 二支块乙；233-第一垫片乙；234-第二垫片乙；236-第二螺钉乙；238-第二绝缘套乙； 240-第二绝缘垫片乙；241-第一永久磁铁乙；242-第一螺杆乙；243-第一旋钮乙；251-第 二永久磁铁乙；252-第二螺杆乙；253-第二旋钮乙；271-第二指示器乙；272-第二电池 乙；274-第二内连通线路乙；275-第二电路板乙；276-第二电池座乙；277-第二绝缘套乙； 279-第二外连通线路乙；2311-第一支块乙(231)上的面；2321-第二支块乙(232)上的面； 2711-第二指示器乙(271)负极；2712-第二指示器乙(271)正极；2721-第二电池乙(272) 负极；2722-第二电池乙(272)正极；2731-第二指示器端盖乙；2732-第二支块乙(232)； 2733-第二垫片乙(234) ；2741-第二连通轴乙；2742-第二连通块乙；2743-第二连通环乙； 2791-第二外连通导线乙。3-测量单元丙；31-第一定位元件丙；32-第二定位元件丙；33-本体丙；34-第一 固定机构丙；35-第二固定机构丙；331-第一支块丙；332-第二支块丙；333-第一垫片丙； 334-第二垫片丙；341-第一永久磁铁丙；342-第一螺杆丙；343-第一旋钮丙；351-第二永 久磁铁丙；352-第二螺杆丙；353-第二旋钮丙；4-测量单元丁 ；41-第一定位元件丁 ；42-第二定位元件丁 ；43-本体丁 ；44-第 一固定机构丁 ；45-第二固定机构丁 ；46-第一接触指示电路丁 ；47-第二接触指示电路 丁 ；431-第一支块丁 ；432-第二支块丁 ；433-第一垫片丁 ；434-第二垫片丁 ；435-第一螺 钉丁 ；436-第二螺钉丁 ；437-第一绝缘套丁 ；438-第二绝缘套丁 ；439-第一绝缘垫片丁 ； 440-第二绝缘垫片丁 ；441-第一永久磁铁丁 ；442-第一螺杆丁 ；443-第一旋钮丁 ；451-第 二永久磁铁丁 ；452-第二螺杆丁 ；453-第二旋钮丁 ；461-第一指示器丁 ；462-第一电池 丁 ；464-第一内连通线路丁 ；465-第一电路板丁 ；466-第一电池座丁 ；467-第一绝缘套 丁 ；469-第一外连通线路丁 ；471-第二指示器丁 ；472-第二电池丁 ；474-第二内连通线路 丁 ；475-第二电路板丁 ；476-第二电池座丁 ；477-第二绝缘套之丁 ；479-第二外连通线路 丁 ；4121-第一塑料块丁 ；4122-第一胶粘剂丁 ；4221-第二塑料块丁 ；4222-第二胶粘剂 丁；4311-第一支块丁(431)上的面；4321-第二支块丁(432)上的面；4611-第一指示器 丁(461)负极；4612-第一指示器丁(461)正极；4621-第一电池丁(462)负极；4622-第一 电池丁(462)正极；4631-第一指示器端盖丁 ；4632-第一支块丁(432) ；4633-第一垫片丁 (433) ；4641-第一连通轴丁 ；4642-第一连通块丁 ；4643-第一连通环丁 ；4691-第一外连通 导线丁 ；4711-第二指示器丁(471)负极；4712-第二指示器丁(471)正极；4721-第二电池 丁(472)负极；4722-第二电池丁(472)正极；4731-第二指示器端盖丁 ；4732-第二支块丁 (432) ；4733-第二垫片丁(434) ；4741-第二连通轴丁；4742-第二连通块丁；4743-第二连 通环丁 ；4791-第二外连通导线丁。
具体实施例方式实施例1如图1所示，是本发明实施例1基于被测物体表面绝缘的测量单元对的接触指示 方法示意图，所述接触指示方法步骤如下步骤1)取一测量单元对；所述测量单元对由测量单元甲1和测量单元乙2组成， 其中测量单元甲1包含一个本体甲13、分别连接于本体甲13两侧的第一定位元件甲11和 第二定位元件甲12，其中第一定位元件甲11和第二定位元件甲12的外侧面是圆柱面或球 面；所述测量单元乙2包含一个本体乙23、分别连接于本体乙23两侧的第一定位元件乙 21和第二定位元件乙22，其中第一定位元件乙21和第二定位元件乙22的外侧面是圆柱面 或球面；步骤2)使测量单元甲1的第二定位元件甲12和测量单元乙2的第一定位元件乙 21导电；接着，在测量单元甲1上设置一个第二接触指示电路甲17，并将其一端与第二定位 元件甲12电连接；所述第二接触指示电路甲17包含串联连接的第二指示器甲171和第二 电池甲172 ；使测量单元乙2的第二定位元件乙22和测量单元甲1的第一定位元件甲11导 电；接着，在测量单元乙2上设置一个第二接触指示电路乙27，并将其一端与第二定位元件 乙22电连接；所述第二接触指示电路乙27包含串联连接的第二指示器乙271和第二电池 乙 272 ；步骤3)将测量单元甲1和测量单元乙2放置在表面绝缘的被测物体0上，使测量 单元甲1的第一定位元件甲11和第二定位元件甲12，以及测量单元乙2的第一定位元件乙 21和第二定位元件乙22与被测物体0圆周表面01接触；接着，采用如下两种方式之一使 测量单元甲1与测量单元乙2接触并发出指示信号①将第一定位元件乙21与第二接触指 示电路甲17的另一端电连接，然后，使测量单元甲1与测量单元乙2相互靠拢，直至第二定 位元件甲12与第一定位元件乙21接触，从而第二接触指示电路甲17的第二指示器甲171 发出指示信号；②将第一定位元件甲11与第二接触指示电路乙27的另一端电连接，然后， 使测量单元甲1与测量单元乙2相互靠拢，直至第二定位元件乙22与第一定位元件甲11 接触，从而第二接触指示电路乙27的第二指示器乙271发出指示信号。需要说明四点①步骤2)中所述第二指示器甲171和第二指示器乙271可以是产 生光效应的发光二极管，或是产生声效应的蜂鸣器，或是产生任何可被人察觉的物理效应 的电子器件；②为匹配阻值，也可以在步骤2)中所述第二接触指示电路甲17或第二接触指 示电路乙27中串联一个电阻；③步骤3)中所述使测量单元甲1与测量单元乙2相互靠拢， 是指在保持步骤3)中所述测量单元甲1的第一定位元件甲11和第二定位元件甲12，以及 测量单元乙2的第一定位元件乙21和第二定位元件乙22与被测物体0圆周表面01接触 状态下的一个操作过程；④步骤3)中之所以所述第二接触指示电路甲17的第二指示器甲 171发出指示信号，是因为在当时的状态下，由第二接触指示电路甲17的第二指示器甲171 和第二电池甲172、测量单元甲1的第二定位元件甲12，以及测量单元乙2的第一定位元件 乙21所组成的回路导通；同样，步骤3)中之所以所述第二接触指示电路乙27的第二指示 器乙271发出指示信号，是因为在当时的状态下，由第二接触指示电路乙27的第二指示器乙271和第二电池乙272、测量单元乙2的第二定位元件乙22，以及测量单元甲1的第一定 位元件甲11所组成的回路导通。如图3-图11所示，是实施例1中所述测量单元甲1和测量单元乙2及其在被测 物体0圆周表面01上相互接触的具体结构图，说明实施例1的具体实施细节。如图3-图6和图9-图11所示，实施例1中所述测量单元甲1的具体结构是一 个本体甲13、分别连接于本体甲13两侧的第一定位元件甲11和第二定位元件甲12，其中 第一定位元件甲11的外侧面是圆柱面，第二定位元件甲12的外侧面是球面；在本体甲13 上设置有一个包含第一永久磁铁甲141的第一固定机构甲14和一个包含第二永久磁铁甲 151的第二固定机构甲15 ；第一定位元件甲11通过第一垫片甲133连接在本体甲13的第 一支块甲131上，其中第一垫片甲133和第一支块甲131导电，因此第一定位元件甲11与 第一支块甲131连通；第二定位元件甲12通过第二螺钉甲136和绝缘的第二垫片甲134连 接在本体甲13的第二支块甲132上，其中第二螺钉甲136和第二支块甲132导电，但因为 第二螺钉甲136与第二定位元件甲12之间隔离有绝缘的第二绝缘套甲138和绝缘的第二 绝缘垫片甲140，因此第二定位元件甲12与第二支块甲132之间绝缘。第二接触指示电路 甲17设置在第二支块甲132内，其中作为第二指示器甲171的发光二极管焊接在第二电路 板甲175上，其负极1711与第二电池甲172负极1721连通，其正极1712与导电的第二指 示器端盖甲1731连通，而第二指示器端盖甲1731与第二支块甲132连通，之后，一段第二 导线甲1791的一端又与第二支块甲132连通。第二电池甲172位于材质为绝缘体从而与 第二支块甲132绝缘的第二电池座甲176内，其正极1722与第二连通轴甲1741连通，而第 二连通轴甲1741与第二定位元件甲12直接接触而连通，这样第二连通轴甲1741构成了一 个内连通线路甲174，其作用是将第二接触指示电路甲17的负极端与第二定位元件甲12 连通。第一固定机构甲14位于第一支块甲131上，一端带有第一旋钮甲143的第一螺杆甲 142另一端连接有第一永久磁铁甲141。第二固定机构甲15位于第二支块甲132上，一端 带有第二旋钮甲153的第二螺杆甲152另一端连接有第二永久磁铁甲151。如图3-图5、图7、图8、图10和图11所示，实施例1中所述测量单元乙2的具体 结构是一个本体乙23、分别连接于本体乙23两侧的第一定位元件乙21和第二定位元件 乙22，其中第一定位元件乙21的外侧面是球面，第二定位元件乙22的外侧面是圆柱面；在 本体23乙上设置有一个包含第一永久磁铁乙241的第一固定机构乙24和一个包含第二永 久磁铁乙251的第二固定机构乙25。第一定位元件乙21通过第一垫片乙233连接在本体 乙23的第一支块乙231上，其中第一垫片乙233和第一支块乙231导电，因此第一定位元 件乙21与第一支块乙231连通；第二定位元件乙22通过第二螺钉乙236和绝缘的第二垫 片乙234连接在本体乙23的第二支块乙232上，其中第二螺钉乙236和第二支块乙232导 电，但因为第二螺钉乙236与第二定位元件乙22之间隔离有绝缘的第二绝缘套乙238和绝 缘的第二绝缘垫片乙240，因此第二定位元件乙22与第二支块乙232之间绝缘。第二接触 指示电路乙27设置在第二支块乙232内，其中作为第二指示器乙271的发光二极管焊接在 第二电路板乙275上，其负极2711与第二电池乙272负极2721连通，其正极2712与导电 的第二指示器端盖乙2731连通，而第二指示器端盖乙2731与第二支块乙232连通，之后， 一段第二导线乙2791的一端又与第二支块乙232连通。第二电池乙272位于材质为绝缘 体从而与第二支块乙232绝缘的第二电池座乙276内，其正极2722与第二连通轴乙2741连通，而第二连通轴乙2741与第二定位元件乙22直接接触而连通，这样第二连通轴乙2741 构成了一个内连通线路乙274，其作用是将第二接触指示电路乙27的负极端与第二定位元 件乙22连通。第一固定机构乙24位于第一支块乙231上，一端带有第一旋钮乙243的第 一螺杆乙242另一端连接有第一永久磁铁乙241。第二固定机构乙25位于第二支块乙232 上，一端带有第二旋钮乙253的第二螺杆乙252另一端连接有第二永久磁铁乙251。以上所述测量单元甲1和测量单元乙2的具体结构体现了实施例1接触指示方法 中步骤1)和步骤2)的结果，步骤3)的实现还体现在如下两个操作之一①将第二导线甲 1791的另一端与第一支块乙231连通，这样，相连通的第二指示器端盖甲1731、第二支块甲 132、第二导线甲1791、第一支块乙231，以及第一垫片乙233构成了一个第二外连通线路 甲179，其作用是将步骤3)中所述第一定位元件乙21与第二接触指示电路甲17的另一端 (此处是正极端)电连接；②将第二导线乙2791的另一端与第一支块甲131连通，这样，相 连通的第二指示器端盖乙2731、第二支块乙232、第二导线乙2791、第一支块甲131，以及第 一垫片甲133构成了一个第二外连通线路乙279，其作用是将步骤3)中所述第一定位元件 甲11与第二接触指示电路乙27的另一端(此处是正极端)电连接。如图1所示，亦为采用实施例1所述测量单元对进行外径测量的一种方法示意图， 具体步骤为以测量单元甲1第一定位元件甲11为首，第二定位元件甲12为尾，测量单元 乙2第一定位元件乙21为首，第二定位元件乙22为尾，将一系列测量单元甲1和测量单元 乙2按测量单元甲1、测量单元乙2、测量单元甲1…的排列顺序依次相间尾、首相接并分别 通过第一固定机构甲14、第二固 定机构甲15、第一固定机构乙24和第二固定机构乙25固 定在具有铁磁性的被测物体0圆周表面01上的一个横截面内，直到其中一个测量单元甲1 或测量单元乙2与排列在首位的测量单元甲1之间的距离不足以放下另一个测量单元甲1 或测量单元乙2为止。操作时若相邻测量单元甲1和测量单元乙2的第一定位元件甲11 与第二定位元件乙22，或者，第二定位元件甲12与第一定位元件乙21接触，则测量单元乙 2上的第二接触指示电路乙27的第二指示器乙271，或者，测量单元甲1上的第二接触指示 电路甲17的第二指示器甲171就会发出指示信号，而若它们没有接触，则不会发出指示信 号。使测量单元甲1位于被测物体0圆周表面01的同一个横截面内的方法为如图6和图 9所示，使第一支块甲131的面1311和第二支块甲132的面1321与被测物体0端面02接 触，因为设计时面1311和面1321位于同一个平面内，而通常被测物体0端面02与被测物 体0圆周表面01相互垂直，从而保证了测量单元甲1位于被测物体0圆周表面01的同一 个横截面内。使测量单元乙2位于被测物体0圆周表面01的同一个横截面内的方法为如 图7和图8所示，使第一支块乙231的面2311和第二支块乙232的面2321与被测物体0 端面02接触，因为设计时面2311和面2321位于同一个平面内，而通常被测物体0端面02 与被测物体0圆周表面01相互垂直，从而保证了测量单元乙2位于被测物体0圆周表面01 的同一个横截面内。使测量单元甲1固定在被测物体0圆周表面01上的方法为如图6和 图9所示，在测量单元甲1放置在被测物体0圆周表面01上并正确定位后，分别旋转第一 固定机构甲14和第二固定机构甲15的第一旋钮甲143和第二旋钮甲153，带动第一螺杆 甲142和第二螺杆甲152转动，使得连接在第一螺杆甲142和第二螺杆甲152端部的第一 永久磁铁甲141和第二永久磁铁甲151接近被测物体0端面02，产生足够大小的磁力，从 而实现使测量单元甲1固定在被测物体0圆周表面01上的目的。使测量单元乙2固定在被测物体O圆周表面Ol上的方法为如图7和图8所示，在测量单元乙2放置在被测物体 0圆周表面01上并正确定位后，分别旋转第一固定机构乙24和第二固定机构乙25的第一 旋钮乙243和第二旋钮乙253，带动第一螺杆乙242和第二螺杆乙252转动，使得连接在第 一螺杆乙242和第二螺杆乙252端部的第一永久磁铁乙241和第二永久磁铁乙251接近被 测物体0端面02，产生足够大小的磁力，从而实现使测量单元乙2固定在被测物体0圆周表 面01上的目的。采用一个测量圆柱与圆柱，或圆柱与球体，或球体与球体之间距离的装置 如一个普通内径千分尺测出第一个测量单元甲1上第一定位元件甲11与位于末位的测量 单元甲1上第二定位元件甲12或测量单元乙2上第二定位元件乙22之间的距离，根据该 距离、所有测量单元甲1上第一定位元件甲11和第二定位元件甲12与所有测量单元乙2 上第一定位元件乙21和第二定位元件乙22彼此之间，以及它们与被测物体0圆周表面01 之间所形成的几何关系，可以求出被测物体0圆周表面01直径。显然，只要有足够数量的 测量单元甲1和测量单元乙2，任意大的直径都可以测量。为节省测量单元甲1和测量单元 乙2数量，也可以采用少量测量单元甲1和测量单元乙2完成测量。例如采用二个测量单 元甲1和一个测量单元乙2，操作方法是先将二个测量单元甲1和一个测量单元乙2按测 量单元甲1、测量单元乙2和测量单元甲1的排列顺序尾、首相接并分别通过第一固定机构 甲14、第二固定机构甲15、第一固定机构乙24和第二固定机构乙25固定在被测物体0圆 周表面01上的一个横截面内。然后取出排列在中间的测量单元乙2放在排列在末尾的测 量单元甲1之后，再将排列在末尾的测量单元甲1放在目前位置的测量单元乙2之后，再将 测量单元乙2放在目前位置的排列在末尾的测量单元甲1之后，以此类推，直到其中一个测 量单元甲1或测量单元乙2与之前排列在首位的测量单元甲1之间的距离不足以放下另一 个测量单元甲1或测量单元乙2为止。在上述操作中，若相邻测量单元甲1和测量单元乙 2的第一定位元件甲11与第二定位元件乙22，或者，第二定位元件甲12与第一定位元件乙 21接触，则测量单元乙2上的第 二接触指示电路乙27的第二指示器乙271，或者，测量单元 甲1上的第二接触指示电路甲17的第二指示器甲171就会发出指示信号，而若它们没有接 触，则不会发出指示信号。实施例2如图2所示，是本发明实施例2基于被测物体表面绝缘的测量单元对的另一种接 触指示方法示意图，所述接触指示方法步骤如下步骤1)取一测量单元对；所述测量单元对由测量单元丙3和测量单元丁 4组成， 其中测量单元丙3包含一个本体丙33、分别连接于本体丙33两侧的第一定位元件丙31和 第二定位元件丙32，其中第一定位元件丙31和第二定位元件丙32的外侧面是圆柱面或球 面；所述测量单元丁 4包含一个本体丁 43、分别连接于本体丁 43两侧的第一定位元件丁 41和第二定位元件丁 42，其中第一定位元件丁 41和第二定位元件丁 42的外侧面是圆柱面 或球面；步骤2)使测量单元丙3的第二定位元件丙32和测量单元丁 4的第一定位元件丁 41导电；接着，在测量单元丁 4上设置一个第一接触指示电路丁 46，并将其一端与第一定位 元件丁 41电连接；所述第二接触指示电路丁 46包含串联连接的第一指示器丙461和第一 电池丙462 ；使测量单元丁 4的第二定位元件丁 42和测量单元丙3的第一定位元件丙31导电；接着，在测量单元丁 4上设置一个第二接触指示电路丁 47，并将其一端与第二定位元件 丁 42电连接；所述第二接触指示电路丁 47包含串联连接的第二指示器丁 471和第二电池 丁 472 ；步骤3)将测量单元丙3和测量单元丁 4放置在表面绝缘的被测物体0上，使测量 单元丙3的第一定位元件丙31和第二定位元件丙32，以及测量单元丁 4的第一定位元件丁 4和第二定位元件丁 42与被测物体0圆周表面01接触；接着，采用如下两种方式之一使测 量单元丙3与测量单元丁 4接触并发出指示信号①将第二定位元件丙32与第一接触指示 电路丁 46的另一端电连接，然后，使测量单元丙3与测量单元丁 4相互靠拢，直至第二定位 元件丙32与第一定位元件丁 41接触，从而第一接触指示电路丁 46的第一指示器丁 461发 出指示信号；②将第一定位元件丙31与第二接触指示电路丁 47的另一端电连接，然后，使 测量单元丙3与测量单元丁 4相互靠拢，直至第二定位元件丁 42与第一定位元件丙31接 触，从而第二接触指示电路丁 47的第二指示器丁 471发出指示信号。需要说明四点①步骤2)中所述第一指示器丁 461和第二指示器丁 471可以是产 生光效应的发光二极管，或是产生声效应的蜂鸣器，或是产生任何可被人察觉的物理效应 的电子器件；②为匹配阻值，也可以在步骤2)中所述第一接触指示电路丁46或第二接触指 示电路丁 47中串联一个电阻；③步骤3)中所述使测量单元丙3与测量单元丁 4相互靠拢， 是指在保持步骤3)中所述测量单元丙3的第一定位元件丙31和第二定位元件丙32，以及 测量单元丁 4的第一定位元件丁 41和第二定位元件丁 42与被测物体0圆周表面01接触 状态下的一个操作过程；④步骤3)中之所以所述第一接触指示电路丁 46的第一指示器丁 461发出指示信号，是因为在当时的状态下，由第一接触指示电路丁 46的第一指示器丁 461 和第一电池丁 462、测量单元丁 4上的第一定位元件甲12，以及测量单元丙3上的第二定位 元件丙32组成的回路导通；同样，步骤3)中之所以所述第 二接触指示电路丁 47的第二指 示器丁 471发出指示信号，是因为在当时的状态下，由第二接触指示电路丁 47的第二指示 器丁 471和第二电池丁 472、测量单元丁 4上的第二定位元件丁 42，以及测量单元丙3上的 第一定位元件丙31所组成的回路导通。如图12-图20所示，是实施例2中所述测量单元丙3和测量单元丁 4及其在被测 物体0圆周表面01上相互接触的具体结构图，说明实施例2的具体实施细节。如图12-图15和图18-图20所示，实施例2中所述测量单元丙3的具体结构是 一个本体丙33、分别连接于本体丙33两侧的第一定位元件丙31和第二定位元件丙32，其 中第一定位元件丙31和第二定位元件丙32的外侧面是球面；在本体丙33上设置有一个包 含第一永久磁铁丙341的第一固定机构丙34和一个包含第二永久磁铁丙351的第二固定 机构丙35。第一定位元件丙31和第二定位元件丙32分别通过第一垫片丙333和第二垫片 丙334连接在本体丙33两侧的第一支块丙331和第二支块丙332上。第一定位元件丙31、 第二定位元件丙32、第一支块丙331、第二支块丙332、第一垫片丙333和第二垫片丙334皆 导电。第一固定机构丙34位于第一支块丙331上，一端带有第一旋钮丙343的第一螺杆丙 342另一端连接有第一永久磁铁丙341。第二固定机构丙35位于第二支块丙332上，一端 带有第二旋钮丙353的第二螺杆丙352另一端连接有第二永久磁铁丙351。如图12-图14、图16、图17、图19和图20所示，实施例2中所述测量单元丁 4的 具体结构是一个本体丁 43、分别连接于本体丁 43两侧的第一定位元件丁 41和第二定位元件丁 42，其中第一定位元件丁 41和第二定位元件丁 42的外侧面是圆柱面；在本体丁 43 上设置有一个包含第一永久磁铁丁 441的第一固定机构丁 44和一个包含第二永久磁铁丁 451的第二固定机构丁 45。第一定位元件丁 41通过第一螺钉丁 435和绝缘的第一垫片丁 433连接在本体丁 43的第一支块丁 431上，其中第一螺钉丁 435和第一支块丁 431导电，但 因为第一螺钉丁 435与第一定位元件丁 41之间隔离有绝缘的第一绝缘套丁 437和绝缘的 第一绝缘垫片丁 439，因此第一定位元件丁 41与第一支块丁 431之间绝缘。第一接触指示 电路丁 46设置在第一支块丁 431内，其中作为第一指示器丁 461的发光二极管焊接在第一 电路板丁 465上，其负极4611与第一电池丁 462负极4621连通，其正极4612与导电的第一 指示器端盖丁 4631连通，而第一指示器端盖丁 4631与第一支块丁 431连通，之后，一段第 一导线丁 4691的一端又与第一支块丁 431连通。第一电池丁 462位于材质为绝缘体从而 与第一支块丁 431绝缘的第一电池座丁 466内，其正极4622与第一连通轴丁 4641连通，而 第一连通轴丁 4641与第一定位元件丁 41直接接触而连通，这样第一连通轴丁 4641构成了 一个内连通线路丁 464，其作用是将第一接触指示电路丁 46的负极端与第一定位元件丁 41 连通。第二定位元件丁 42通过第二螺钉丁 436和绝缘的第二垫片丁 434连接在本体丁 43 的第二支块丁 432上，其中第二螺钉丁 436和第二支块丁 432导电，但因为第二螺钉丁 436 与第二定位元件丁 42之间隔离有绝缘的第二绝缘套丁 438和绝缘的第二绝缘垫片丁 440， 因此第二定位元件丁 42与第二支块丁 432之间绝缘。第二接触指示电路丁 47设置在第二 支块丁 432内，其中作为第二指示器丁 471的发光二极管焊接在第二电路板丁 475上，其负 极4711与第二电池丁 472负极4721连通，其正极4712与导电的第二指示器端盖丁 4731连 通，而第二指示器端盖丁 4731与第二支块丁 432连通，之后，一段第二导线丁 4791的一端 又与第二支块丁 432连通。第二电池丁 472位于材质为绝缘体从而与第二支块丁 432绝缘 的第二电池座丁 476内，其正极4722与第二连通轴丁 4741连通，而第二连通轴丁 4741与第 二定位元件丁 42直接接触而连通，这样第二连通轴丁 4741构成了一个内连通线路丁 474， 其作用是将第二接触指示电路丁 47的负极端与第二定位元件丁 42连通。第一固定机构丁 44位于第一支块丁 431上，一端带有第一旋钮丁 443的第一螺杆丁 442另一端连接有第一 永久磁铁丁 441。第二固定机构丁 45位于第二支块丁 432上，一端带有第二旋钮丁 453的 第二螺杆丁 452另一端连接有第二永久磁铁丁 451。以上所述测量单元丙3和测量单元丁 4的具体结构体现了实施例2接触指示方法 中步骤1)和步骤2)的结果，步骤3)的实现还体现在如下两个操作之一①将第一导线丁 4691的另一端与第二支块丙332连通，这样，相连通的第一指示器端盖丁 4631、第一支块丁 432、第一导线丁 4691、第二支块丙332，以及第二垫片丙333构成了一个第一外连通线路 丁 469，其作用是将步骤3)中所述第二定位元件丙32与第一接触指示电路丁 46的另一端 (此处是正极端)电连接；②将第二导线丁 4791的另一端与第一支块丙331连通，这样，相 连通的第二指示器端盖丁 4731、第二支块丁 432、第二导线丁 4791、第一支块丙331，以及第 一垫片丙333构成了一个第二外连通线路丁 479，其作用是将步骤3)中所述第一定位元件 丙31与第二接触指示电路丁 47的另一端(此处是正极端)电连接。如图2所示，亦为采用实施例2所述测量单元对进行外径测量的一种方法示意图， 具体步骤为以测量单元丙3第一定位元件丙31为首，第二定位元件丙32为尾，测量单元 丁 4第一定位元件丁 41为首，第二定位元件丁 42为尾，将一系列测量单元丙3和测量单元丁 4按测量单元丙3、测量单元丁 4、测量单元丙3…的排列顺序依次相间尾、首相接并分别 通过第一固定机构丙34、第二固定机构丙35、第一固定机构丁 44和第二固定机构丁 45固 定在具有铁磁性的被测物体O圆周表面Ol上的一个横截面内，直到其中一个测量单元丙3 或测量单元丁 4与排列在首位的测量单元丙3之间的距离不足以放下另一个测量单元丙3 或测量单元丁 4为止。操作时若相邻测量单元丙3和测量单元丁 4的第一定位元件丙31 与第二定位元件丁 42，或者，第二定位元件丙32与第一定位元件丁 41接触，则测量单元丁 4上的第二接触指示电路丁 47的第二指示器丁 471，或者，测量单元丁 4上的第一接触指示 电路丁 46的第一指示器丁 461就会发出指示信号，而若它们没有接触，则不会发出指示信 号。使测量单元丙3位于被测物体0圆周表面01的同一个横截面内的方法为如图15和 图18所示，使第一支块丙331的面3311和第二支块丙332的面3321与被测物体0端面02 接触，因为设计时面3311和面3321位于同一个平面内，而通常被测物体0端面02与被测 物体0圆周表面01相互垂直，从而保证了测量单元丙3位于被测物体0圆周表面01的同 一个横截面内。使测量单元丁 4位于被测物体0圆周表面01的同一个横截面内的方法为 如图16和图17所示，使第一支块丁 431的面4311和第二支块丁 432的面4321与被测物 体0端面02接触，因为设计时面4311和面4321位于同一个平面内，而通常被测物体0端 面02与被测物体0圆周表面01相互垂直，从而保证了测量单元丁 4位于被测物体0圆周表 面01的同一个横截面内。使测量单元丙3固定在被测物体0圆周表面01上的方法为如 图15和图18所示，在测量单元丙3放置在被测物体0圆周表面01上并正确定位后，分别 旋转第一固定机构丙34和第二固定机构丙35的第一旋钮丙343和第二旋钮丙353，带动第 一螺杆丙342和第二螺杆丙352转动，使得连接在第一螺杆丙342和第二螺杆丙352端部 的第一永久磁铁丙341和第二永久磁铁丙351接近被测物体0端面02，产生足够大小的磁 力，从而实现使测量单元丙3固定在被测物体0圆周表面01上的目的。使测量单元丁 4固 定在被测物体0圆周表面01上的方法为如图16和图17所示，在测量单元丁 4放置在被 测物体0圆周表面01上并正确定位后，分别旋转第一固定机构丁 44和第二固定机构丁 45 的第一旋钮丁 443和第二旋钮丁 453，带动第一螺杆丁 442和第二螺杆丁 452转动，使得连 接在第一螺杆丁 442和第二螺杆丁 452端部的第一永久磁铁丁 441和第二永久磁铁丁 451 接近被测物体0端面02，产生足够大小的磁力，从而实现使测量单元丁 4固定在被测物体0 圆周表面01上的目的。采用一个测量圆柱与圆柱，或圆柱与球体，或球体与球体之间距离 的装置如一个普通内径千分尺测出第一个测量单元丙3上第一定位元件丙31与位于末位 的测量单元丙3上第二定位元件丙32或测量单元丁 4上第二定位元件丁 42之间的距离， 根据该距离、所有测量单元丙3上第一定位元件丙31和第二定位元件丙32与所有测量单 元丁 4上第一定位元件丁 41和第二定位元件丁 42彼此之间，以及它们与被测物体0圆周 表面01之间所形成的几何关系，可以求出被测物体0圆周表面01直径。显然，只要有足够 数量的测量单元丙3和测量单元丁 4，任意大的直径都可以测量。为节省测量单元丙3和测 量单元丁 4数量，也可以采用少量测量单元丙3和测量单元丁 4完成测量。例如采用二个测量单元丙3和一个测量单元丁 4，操作方法是先将二个测量单元丙3和一个测量单元丁 4按测量单元丙3、测量单元丁 4和测量单元丙3的排列顺序尾、首相接并分别通过第一固 定机构丙34、第二固定机构丙35、第一固定机构丁 44和第二固定机构丁 45固定在被测物 体0圆周表面01上的一个横截面内。然后取出排列在中间的测量单元丁 4放在排列在末尾的测量单元丙3之后，再将排列在末尾的测量单元丙3放在目前位置的测量单元丁 4之 后，再将测量单元丁 4放在目前位置的排列在末尾的测量单元丙3之后，以此类推，，直到其 中一个测量单元丙3或测量单元丁 4与之前排列在首位的测量单元丙3之间的距离不足以 放下另一个测量单元丙3或测量单元丁 4为止。在上述操作中，若相邻测量单元丙3和测 量单元丁 4的第一定位元件丙31与第二定位元件丁 42，或者，第二定位元件丙32与第一 定位元件丁 41接触，则测量单元丁 4上的第二接触指示电路丁 47的第二指示器丁 471，或 者 ，测量单元丁 4上的第一接触指示电路丁 46的第一指示器丁 461就会发出指示信号，而 若它们没有接触，则不会发出指示信号。
权利要求
一种基于被测物体表面绝缘的测量单元对的接触指示方法，其特征在于，步骤1)取一测量单元对；所述测量单元对由测量单元甲(1)和测量单元乙(2)组成，其中测量单元甲(1)包含一个本体甲(13)、分别连接于本体甲(13)两侧的第一定位元件甲(11)和第二定位元件甲(12)，其中第一定位元件甲(11)和第二定位元件甲(12)的外侧面是圆柱面或球面；所述测量单元乙(2)包含一个本体乙(23)、分别连接于本体乙(23)两侧的第一定位元件乙(21)和第二定位元件乙(22)，其中第一定位元件乙(21)和第二定位元件乙(22)的外侧面是圆柱面或球面；步骤2)使测量单元甲(1)的第二定位元件甲(12)和测量单元乙(2)的第一定位元件乙(21)导电；接着，在测量单元甲(1)上设置一个第二接触指示电路甲(17)，并将其一端与第二定位元件甲(12)电连接；所述第二接触指示电路甲(17)包含串联连接的第二指示器甲(171)和第二电池甲(172)；使测量单元乙(2)的第二定位元件乙(22)和测量单元甲(1)的第一定位元件甲(11)导电；接着，在测量单元乙(2)上设置一个第二接触指示电路乙(27)，并将其一端与第二定位元件乙(22)电连接；所述第二接触指示电路乙(27)包含串联连接的第二指示器乙(271)和第二电池乙(272)；步骤3)将测量单元甲(1)和测量单元乙(2)放置在表面绝缘的被测物体上，使测量单元甲(1)的第一定位元件甲(11)和第二定位元件甲(12)，以及测量单元乙(2)的第一定位元件乙(21)和第二定位元件乙(22)与被测物体圆周表面接触；接着，采用如下两种方式之一使测量单元甲(1)与测量单元乙(2)接触并发出指示信号①将第一定位元件乙(21)与第二接触指示电路甲(17)的另一端电连接，然后，使测量单元甲(1)与测量单元乙(2)相互靠拢，直至第二定位元件甲(12)与第一定位元件乙(21)接触，从而第二接触指示电路甲(17)的第二指示器甲(171)发出指示信号；②将第一定位元件甲(11)与第二接触指示电路乙(27)的另一端电连接，然后，使测量单元甲(1)与测量单元乙(2)相互靠拢，直至第二定位元件乙(22)与第一定位元件甲(11)接触，从而第二接触指示电路乙(27)的第二指示器乙(271)发出指示信号。
2.一种基于被测物体表面绝缘的测量单元对的另一种接触指示方法，其特征在于， 步骤1)取一测量单元对；所述测量单元对由测量单元丙(3)和测量单元丁(4)组成，其中测量单元丙(3)包含一个本体丙(33)、分别连接于本体丙(33)两侧的第一定位元件 丙(31)和第二定位元件丙(32)，其中第一定位元件丙(31)和第二定位元件丙(32)的外侧 面是圆柱面或球面；所述测量单元丁(4)包含一个本体丁(43)、分别连接于本体丁(43) 两侧的第一定位元件丁(41)和第二定位元件丁(42)，其中第一定位元件丁(41)和第二定 位元件丁(42)的外侧面是圆柱面或球面；步骤2)使测量单元丙(3)的第二定位元件丙(32)和测量单元丁(4)的第一定位元件 丁(41)导电；接着，在测量单元丁(4)上设置一个第一接触指示电路丁(46)，并将其一端 与第一定位元件丁(41)电连接；所述第二接触指示电路丁(46)包含串联连接的第一指示 器丙(461)和第一电池丙(462)；使测量单元丁(4)的第二定位元件丁(42)和测量单元丙(3)的第一定位元件丙(31) 导电；接着，在测量单元丁(4)上设置一个第二接触指示电路丁(47)，并将其一端与第二 定位元件丁(42)电连接；所述第二接触指示电路丁(47)包含串联连接的第二指示器丁(471)和第二 电池丁 (472)；步骤3)将测量单元丙(3)和测量单元丁(4)放置在表面绝缘的被测物体上，使测量单 元丙(3)的第一定位元件丙(31)和第二定位元件丙(32)，以及测量单元丁(4)的第一定位 元件丁(41)和第二定位元件丁(42)与被测物体圆周表面接触；接着，采用如下两种方式之 一使测量单元丙(3)与测量单元丁(4)接触并发出指示信号①将第二定位元件丙(32)与 第一接触指示电路丁(46)的另一端电连接，然后，使测量单元丙(3)与测量单元丁(4)相 互靠拢，直至第二定位元件丙(32)与第一定位元件丁(41)接触，从而第一接触指示电路丁 (46)的第一指示器丁(461)发出指示信号；②将第一定位元件丙(31)与第二接触指示电 路丁(47)的另一端电连接，然后，使测量单元丙(3)与测量单元丁(4)相互靠拢，直至第二 定位元件丁(42)与第一定位元件丙(31)接触，从而第二接触指示电路丁(47)的第二指示 器丁(471)发出指示信号。
全文摘要
本发明公开了基于被测物体表面绝缘的测量单元对的接触指示方法，用于采用这种测量单元对的便携式通用大直径测量规进行表面绝缘的被测物体直径的测量。除了分别包含一个本体、两个连接于本体两侧的定位元件外，所述测量单元对还设置了两个由指示器和电池串联在一起所组成的接触指示电路，并且，用其中之一将测量单元对中相邻的定位元件电连接在一起。当所述测量单元对中相邻的定位元件在表面绝缘的被测物体圆周表面上接触时，所述接触指示电路之一的指示器就会发出指示信号。本发明的优点是，首先，避免了操作过程中的伪接触和由此引起的粗大误差，保障了测量精度；其次，减轻了操作者负担，尤其是心理负担；最后，提高了测量的可靠性和效率。
文档编号G01B5/08GK101832746SQ20091026446
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者李彬 申请人:东南大学