专利名称:卷尺装置的制作方法
本发明涉及一种卷尺装置。
在日本实用新型NO.SHO51-71937，美国专利No.4161781(Hildebrandt)、No.4181959(Tateishi)、No.4181960(Tateishi等)、No.4316081(Washizuka)，和英国专利No.2102121(Souic Tapei)和No.2052745(Wines)中描述了一种电子卷尺设备，在这种设备中卷尺尺带位置的数字读出数据是与将卷尺尺带位置作为输入而进行计算的能力结合在一起的。然而，上述参考资料给出的卷尺装置均需要使用者进行两步关键性的操作，来显示一个根据先前卷尺尺带位置而计算的结果，並不能根据当时的卷尺尺带位置连续适时地更新其结果。
本发明的一个方面是提供一种卷尺装置，该装置包括一条可从卷尺盒中延伸出来的尺带，尺带上有位标;卷尺盒中的读数装置，在尺带运动期间，位标经过该读数装置;第一处理器装置它与读数装置相电连接以接收来自读数装置的电信号並产生指示尺带延伸情况的输出状态;对尺带延伸情况提供可视显示的可视读出装置;以及与可视读出装置和第一处理器装置电连接的第二处理器装置，该第二处理器装置用于传递输出状态，在第一操作状态中把表示实际尺带延伸情况的信号传给可视读出装置並响应选择器装置转到第二操作状态，在该第二操作状态中，通过使用存储在存储器中的前一个延伸值进行紧接着的实际尺带延伸的计算，並将结果传到可视读出装置。
根据尺带的当时位置进行实时算术计算的能力能提供一个“标记”功能，即在尺带被拉出一段等于或接近先前距离的倍数时，就使显示器的标志部分发亮。
本发明的另一方面是提供一种卷尺装置，该装置包括一条可从卷尺盒中延伸出来的尺带，带上有位标;卷尺盒中的读数装置，在尺带运动期间，位标经过该读数装置;第一处理器装置它与读数装置电连接以接收来自读数装置的电信号並产生指示尺带延伸情况的输出状态;可视读出装置;以及与可视读出装置和及第一处理器装置电连接的第二处理器装置，用于传递输出状态，它响应选择器装置的操作，把尺带当时实际存在的延伸情况存入存储器，继而决定其后的尺带实际延伸是否不是存入的尺带延伸的整数倍而不大于一个预定的可允许的距离，并将这样的关系显示在可视读出装置上。
最好再包括这样一个功能，即根据另一选择器装置的驱动，第二处理器装置将尺带实际延伸部分除以2，並把结果输出到可视读出装置。
本发明还有一个方面是提供一个卷尺装置，该装置包括一根可以从卷尺盒中延伸出来的尺带，尺带上有位标;卷尺盒中的读数装置，在尺带运动期间，位标经过该读数装置;与读数装置电连接以接收来自读数装置的电信号並产生指示尺带延伸情况的输出状态的处理器装置;以及根据输出状态提供尺带延伸情况的可视显示的可视读出装置，其中，在卷尺盒伸出尺带的一侧上配有基准位置，并且由于考虑到传感器和基准位置之间存在的偏差，或者是位标的有效起始位置偏离尺带的起始位置，微处理器装置在产生输出状态时还校正从尺带上读取的信息。
现将参考附图，仅以实例的方式描述本发明的实施方案，这些附图是图1为本发明卷尺装置的方块图;
图2是流程图，说明了作为固件存在于构成图1卷尺装置一部分的微处理器中的程序图3是示意图，说明构成图1卷尺装置一部分的显示器的顺序状态;
图4是本发明卷尺装置外壳的示意侧视图。
附图中，表示了一个与电子系统相结合的钢卷尺装置，能够以数字方式给出按公制或英制单位测得的长度读数。虽然使用该卷尺装置时的操作方式类似于普通钢尺，但它能够具有一些有助于使用者的新特点，例如帮助使用者在考虑到卷尺宽度的情况下对可见测量进行自动校正。
下面将结合图1来描述所提出的测量方法。以钢或其它的不可延展材料制成的尺带1使用时是象普通的带尺那样受到拉簧5的控制，但在带尺上除了印有通常的可见读取距离刻度2之外，还印有相距成对的编码位标3、4。在此装置的外壳6的内部，借助发光二极管31照射尺带1，通过透镜7在光敏器阵列30上形成编码位标3、4的影象，安置此光敏器阵列，使它有着与成对的编码位标3、4相对应的、成对的四个光敏区域。每个光敏区对着其编码位标的一小部分。在阵列30中的光敏器对与位标3、4相对准，这些位标由印在尺带上的标记及间隔或宽度不等的黑白区间所定义，并且在光敏器上成象。尺带1的移动引起每个光敏器的光电平都随与一各个光敏区相对应的尺带1的区域在黑白间变化而变化。经过适宜的模拟处理，从光敏器输出中产生四个二进制信号，每一个代表了一个光敏区。信号的两种状态表示了与每一个光敏器相对应的尺带1上的黑白区域。尺带1的运动引起二进制信号随编码位标3、4通过光敏器30而变化。
编码位标3、4的构形和光敏器30间隔是这样取定的，使得对于尺带的每个位置，尺带1的移动增加量一次仅造成输出量之一的状态变化。满足这个标准的状态序列是公知的格雷编码(Gray Codes)。此外，它还可这样安置，使得移动方向总能从输出状态的变化中推导出。检测标记所产生的状态顺序最好限定出一个或其它个别的路径，所述路径由一个本地状态解码器分辨成沿卷尺放置的绝对位置码(APC)的伪随机序列码元中的m个系列的逻辑1或逻辑0码元，此序列有着“窗口”特性，即任何一组m个连续码元仅在该系列中出现一次。这样，正如我们在1985年11月28日递交的共同待批申请No.8529360中所描述及要求保护的那样，一组识别出的m个APC码元定出了尺带卷尺上的唯一位置。使用这种绝对位置编码的一个好处是，一部分卷尺的损伤不会造成后面整个卷尺的报废。
由图1清楚地看出，传感器阵列30的输出送到模拟处理电路8，随后送到一个CMOS数字处理逻辑电路9，这些都由一个单片的特定应用集成电路(ASIC)10所完成，集成电路10在四位CMOS掩码编程微处理器12的输入接口11处提供了位置数据并从输出接口13收到信息和指令，ASIC10的数字处理逻辑电路9包括一个本地状态解码器和一个APC二进制序列解码器，这两者都是硬件逻辑电路，其操作比微处理器12快得多，因而即使尺带快速运动，编码位标3、4也可被检测到。微处理器12的结构类似于普通的计算器型微处理器，而接口11、13在一个RAM固件14的控制下通过一个四位总线15与ALU16、累加器17、显示器RAM18和2-4K的通用RAM19相连接。键盘21通过一个可以读入12个键的输入接口20和总线15相连。要显示的输出值从显示器RAM18中被送到，可以方便地驱动高达64段显示的显示驱动器22，并且显示在液晶显示器23上。
光感测器30的工作部分70自然位于外壳6拉出尺带的前面板72所限定的基准位置71之后，或位于机壳前的用作测量始点的光标块之后。在确定显示的数值时，微处理器12必须在通常的测量方式中修正这种相对位置偏移距离73，在“外壳包括在内(case include)”的变换方式中也应当这样做。当尺带上有着绝对位置编码时，这样做是特别重要的。此外，编码器痕迹3、4的起点可以与距离刻度R2的起点距离开相应于相对位置偏差73的距离。
参考图2，ROM14中的固件将自起始状态35开始，在步骤36中清除储存在RAM19中的数据，然后返回。随后在步骤37读入当时的尺带位置数据的有效值，在步骤38考虑感测器位置与外壳6前部基准位置之间的偏差，计算出要在显示器23上以英制或公制单位显示的尺带位置，在步骤39以正常工作方式或缺席方式输出位置数据到RAM显示器18，并返回。
本发明提供了一种连续求和方式，它保证了长度大于卷尺的长度的测量中。一旦进入求和方式，显示器23示出在缺席方式的步骤39中将要送入RAM18的尺带当时延伸部分的数据。RAM18中的数值，一直系持到经过了一个预定的时间或在ASIC芯片10所决定的新尺带位置数值与键41压下时的数值相差一个预定量为止。压下求和键41这在步骤42将尺带延伸部分的有效值存入RAM19，而在此步骤后，在步骤43从ASIC10读入新的位置数据。在步骤44将ASIC的新的位置数据与存储在RAM19中的伸展值相加求和，从而计算出尺带的位置。在步骤46检查是否已按下清除键48，诺并没发生，则在步骤49，累加器子程序把结果输出到显示器RAM18并返回到步骤43。在RAM19的有关寄存器中储存值在接通开关时已设置为0，而在求和键41的每一次相继的操作中，此寄存器的内容将增加由ASIC10所获得的延伸值，这样，获得了几次测量的累计总和，它包括了最后一次测量得到的现时的尺带位置，此总和显示在显示器23上。一压下清除键48，固件就产生返回到步骤36的指令，而RAM19中的数据则被清除掉，然后机器返回到缺席方式。
图3示意地表明了显示器23的效果。在最上一行，尺带以缺席方式工作，显示器23表明当时的尺带位置。在第二行，已压下键41，显示器23上的数值不变动，而显示器的显示器区域50是变化的。在第三行，尺带已由初始的5米延伸值返回到4.437米的延伸，这个移动超出了显示器RAM18空闲之间尺带必须移过的预定距离。在步骤49把储存的和现时的延伸值之和置入RAM18，显示器读出9.437米。
另一键51可使ROM14中的固件产生让微处理器12以(标记)(TAB)方式工作的指令。在步骤38计算的卷尺延伸值在步骤52中送入RAM19，键51的相继操作将清除掉以前的数值并放入新的数值。在步骤53显示器23的TAB选择指示器62受到驱动。随后微处理器12在步骤54进入从ASIC芯片10读入数据的程序，在步骤55计算现时的尺带延伸值，而在步骤56使现时的延伸值除以储存的延伸值。如果在步骤57测试时结果是整数或与整数差别不大于限定值时，显示器23的标记指示器63在步骤58被驱动，而在步骤59输出位置数据。在步骤60，微处理器检查是否已按下清除键48，如没有按下，则返回到步骤54。结果，尺带的延伸连续地表明在显示器23上面且每当延伸出的值是所储存的标记值的倍数时标记指示器63便闪烁，这样很容易例如以0.15米的间隔标出隔段，以形成间隔的连接部分。松开清除键48后，固件在步骤60返回到步骤36，并且清除掉RAM19的有关部分，而指示器62熄灭。
累加器和标记程序最好互不排斥，而是可以用ROM14中的固件共同执行。
微处理器12的另一操作方式给出了一个“中心”功能。松开键65，在步骤66把现时位置的数值取半，而在步骤67把结果送到显示器RAM18。在步骤68，固件继续监视尺带位置并维持RAM18中和显示器23上的数值直到尺带在步骤69移过预定距离后为止。然后，固件返回到步骤37。
权利要求
1.一种卷尺装置，该装置包括一个卷尺盒；一条从卷尺盒中延伸出来並沿着其上带有位置痕线的卷尺；卷尺盒中的读数装置，在卷尺移动期间，位置痕线经过该读数装置；与读数装置电连接以接收来自读数装置的电信号並产生一个指示该卷尺延伸尺寸的输出的第一处理器装置；对卷尺延伸尺寸提供可视显示的可视读出装置；与可视读出装置及第一处理器装置电连接的第二处理器装置；以及确定选择哪一种预先编好程序的计算方法的选择器装置，上述第二处理器装置响应于上述选择器装置而转到第一操作状态或第二操作状态，第二处理器装置在第一操作状态把指示卷尺实际延伸尺寸的信号传到可视读出装置，在第二操作状态通过使用存储在存储器中的上一个延伸值对表示紧接着的卷尺的实际延伸尺寸的信号起作用，並将结果传到可视读出装置。
2.根据权利要求
的卷尺装置，其中，在第二操作状态，将表示一个延伸值的第一处理器的输出存入存储器;把当时存在的卷尺实际延伸值加上那个存入的延伸值;並将它们的和传到可视读出装置。
3.根据权利要求
1的卷尺装置，其中，将位置痕线编码以确定沿着卷尺的绝对位置，用确定一个m个序列的标记(其中各组m个码元只出现一次)形成位置痕线，第一处理器装置通过集合与m顺序码元相应的值並逐次确定它们的位置而确定卷尺的延伸情况。
4.根据权利要求
1的卷尺装置，其中，第一处理器装置用硬线逻辑电路产生输出状态，而第二处理器装置为一个具有用于确定上述操作状态的固件结构的微处理机。
5.一种卷尺装置，该装置包括一个卷尺盒;一条可从卷尺盒中延伸出来並沿着其上带有位置痕线的卷尺;卷尺盒中的读数装置(在卷尺移动期间，位置痕线经过读数装置);与读数装置电连接以接收来自读数装置的电信号並产生一个指示卷尺已延伸出的尺寸的输出状态的第一处理器装置;可视读出装置;与该可视读出装置电连接的第二处理器装置;以及选择器装置，上述第二处理器装置亦与第一处理器装置电连接，以传递输出状态並响应选择器装置的操作而把当时存在的卷尺实际延伸情况存在存储器，继而确定紧接着的卷尺实际延伸是否与存入的卷尺延伸的整数倍的差别不大于一个预定的可允许的距离，然后指示出在可视读出装置上这样一种关系的存在。
6.根据权利要求
5的卷尺装置，其中，第二处理装置把表示卷尺实际延伸的信号传到可视读出装置。
7.根据权利要求
5的卷尺装置，其中，当再启动选择器装置时，第二处理器装置将卷尺实际延伸部分除以2，並把结果输出到可视读出装置。
8.根据权利要求
5的液尺装置，其中，当再启动选择器装置时，第二处理器装置保存一个传到可视读出装置的现有延伸值直到第二处理器装置已确定卷尺从那个位置移动了至少一个预定距离时为止。
9.根据权利要求
1的卷尺装置，其中，在卷尺自其中延伸的卷尺盒的一侧上备有基准位置，並且或者由处理器装置通过传感器和基准位置之间的偏移在产生输出状态时修正从卷尺读到的数据，或者使位置痕线的起始位置偏移卷尺的起始位置。
10.根据权利要求
9的卷尺装置，其中，对位置痕线编码以确定沿着卷尺的绝对位置。
专利摘要
本发明提供一种卷尺装置，包括一条可从卷尺盒中延伸出、上有位标的尺带；卷尺盒中的读数装置；第一处理器装置，它与读数装置相连接收电信号并产生输出；对尺带延伸情况提供可视显示的可视读出装置；及与可视读出装置和第一处理器连接的第二处理器，该第二处理器用于传递输出状态。该卷尺装置使用类似于普通钢尺，但有新特点，例如对可见测量进行自动校正。
文档编号H03M1/30GK87102292SQ87102292
公开日1988年1月20日 申请日期1987年3月26日
发明者加莱斯·斯图尔特·菲利浦 申请人:杜拉塞尔国际公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan