专利名称：数显报数卡尺的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子技术领域，涉及一种数显报数卡尺。
背景技术：
数显卡尺被广泛应用于各种制造行业中，如大学实验室、机械制造、汽车工业、木 工行业等。现有技术中的数显卡尺原理有很多种，如基于电涡流效应的栅式位移传感器“涡 流栅”数显卡尺。现有的数显卡尺造价较高，精度较差，不具备报数功能。FPGA是新型的可编程逻辑器件，能够将大量的逻辑功能集成于单个器件中，它所 提供的门数从几百门到上百万门，符合系统芯片的发展要求，具有高度集成、低功耗、硬件 升级等优点，可以满足不同的需要。随着电子技术和传感技术的不断发展，使得可编程逻辑 器件在现代数字系统和微电子技术应用中起着越来越重要的作用。
发明内容本实用新型的目的在于实现具有数显及自动报数功能的卡尺。为实现上述目 的，本实用新型设计了电阻式传感器，其得到的电压信号经电压跟随器、模数转换器送入 FPGA(—种中大规模可编程集成电路)，经FPGA处理后输出LED (—种显示屏)显示器控制 信号及扬声器控制信号。为实现上述目的，本实用新型包括主尺、嵌入式电阻丝、嵌入式导线、外量爪、内 量爪、游标式电路模块。所述的游标式电路模块包括定值电阻、电源、开关、运算放大器、模数转换器、FPGA 芯片、LED显示器、扬声器。所述的FPGA芯片处理模数转换器输出的数字电压信号，得到显示器控制信号及 扬声器控制信号。一种数显报数卡尺，包括主尺(1)、嵌入式电阻丝( 、嵌入式导线C3)、外量爪(4) 和(6)、内量爪( 和(7)、游标式电路模块(8)，其特征在于嵌入式电阻丝0)，嵌入式导 线⑶嵌入在主尺⑴上，外量爪G)，内量爪(6)固定在主尺⑴上，嵌入式电阻丝(2) 的左端与嵌入式金属导线(3)的左端对齐并用嵌入式导线连接在一起，它们的长度相等， 游标式电路模块(8)上固定有外量爪(5)，内量爪(7)，游标式电路模块(8)可以和外量爪 (5)，内量爪(7) —起在主尺⑴上滑动，游标式电路模块⑶的左端带有和内部电路相连 接的两个触点，两触点分别与嵌入式电阻丝(2)及嵌入式导线(3)紧密接触构成通路。游标式电路模块(8)包括定值电阻(8-1)、电源(8-2)、开关(8_3)、运算放大器 (8-4)、模数转换器(8-5)、FPGA芯片(8-6)、LED显示器(8-7)、扬声器(8_8)，游标式电路 模块(8)两个触点间获得的电压信号送入运算放大器(8-4)的Vin(+)管脚，其输出引入模 数转换器(8-5)进行电压的模数转换，模数转换器(8-5)输出的数字电压信号送入FPGA芯 片(8-6)，数字电压信号经FPGA芯片处理后形成LED显示器(8_7)的控制信号及扬声器 (8-8)的控制信号，显示器控制信号送入LED显示器(8-7)显示长度数字，扬声器控制信号送入扬声器(8-8)读出长度数字。本实用新型具有如下优点通过对FPGA芯片编程完成显示器控制信号及扬声器控制信号的输出。使卡尺即 能显示数字又能读出数字，结构简单、使用方便、操作快捷，造价低廉、可靠性高、功能灵活。

图1数显报数卡尺结构示意图；图2数显报数卡尺电阻式传感器电路图；图3数显报数卡尺原理方框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作具体说明。参见图1，数显报数卡尺结构示意图，主尺1由绝缘材料制成，其上带有嵌入式电 阻丝2，嵌入式金属导线3，固定有外量爪4，内量爪6。嵌入式电阻丝2的左端A与嵌入式 金属导线3的左端B对齐并用嵌入式导线连接在一起，它们的长度相等，都等于AC。游标式 电路模块8亦由绝缘材料制成，其上固定有外量爪5，内量爪7，游标式电路模块8可以和外 量爪5，内量爪7 —起在主尺1上滑动。游标式电路模块8的左端带有和内部电路相连接的 两个触点，两触点分别与嵌入式电阻丝2及嵌入式金属导线3紧密接触构成通路。游标式电路模块8包括定值电阻8-1、电源8-2、开关8_3、运算放大器8_4、模数转 换器8-5、FPGA芯片8-6、LED显示器8-7、扬声器8-8。参见图2，数显报数卡尺电阻式传感器电路图，嵌入式电阻丝2、定值电阻8-1、电 源8-2、开关8-3构成闭合通路。当游标式电路模块8、外量爪5、内量爪7 —起在主尺1上 滑动时，两个触点间获取电阻丝2上与被测物体长度相等的电阻AD，AD两点间的电压送入 游标式电路模块8的内部。参见图3，数显报数卡尺原理方框图，把AD两点间的电压信号送入运算放大器8-4 的Vin(+)管脚，其输出引入模数转换器8-5进行电压的模数转换。模数转换器8-5可使用 ADC0804,它是一个8位模数转换器，测量精度为0. 02V。模数转换器8_5输出的数字电压信 号送入FPGA芯片8-6，数字电压信号经FPGA芯片处理后形成LED显示器8_7的控制信号及 扬声器8-8的控制信号。显示器控制信号送入LED显示器8-7显示长度数字，扬声器控制 信号送入扬声器8-8读出长度数字。在FPGA芯片8-6中，用EDA(电子设计自动化)工具软件编写VHDL(超高速集成 电路硬件描述语言)程序。可灵活的使数字电压信号形成LED显示器8-7的控制信号及扬 声器8-8的控制信号。
权利要求1.一种数显报数卡尺，包括主尺(1)、嵌入式电阻丝O)、嵌入式导线(3)、外量爪(4) 和(6)、内量爪( 和(7)、游标式电路模块(8)，其特征在于嵌入式电阻丝0)，嵌入式导 线⑶嵌入在主尺⑴上，外量爪G)，内量爪(6)固定在主尺⑴上，嵌入式电阻丝(2) 的左端与嵌入式金属导线(3)的左端对齐并用嵌入式导线连接在一起，它们的长度相等， 游标式电路模块⑶上固定有外量爪(5)，内量爪(7)，游标式电路模块⑶可以和外量爪 (5)，内量爪(7) —起在主尺(1)上滑动，游标式电路模块(8)的左端带有和内部电路相连 接的两个触点，两触点分别与嵌入式电阻丝(2)及嵌入式导线(3)紧密接触构成通路。
2.根据权利要求1所述的数显报数卡尺，其特征在于游标式电路模块(8)包括定 值电阻(8-1)、电源(8-2)、开关(8-3)、运算放大器(8-4)、模数转换器(8-5)、FPGA芯片 (8-6)、LED显示器(8-7)、扬声器(8_8)，游标式电路模块(8)两个触点间获得的电压信号送 入运算放大器(8-4)的Vin(+)管脚，其输出引入模数转换器(8- 进行电压的模数转换， 模数转换器(8-5)输出的数字电压信号送入FPGA芯片(8-6)，数字电压信号经FPGA芯片处 理后形成LED显示器(8-7)的控制信号及扬声器(8-8)的控制信号，显示器控制信号送入 LED显示器(8-7)显示长度数字，扬声器控制信号送入扬声器(8-8)读出长度数字。
专利摘要本实用新型公开了一种数显报数卡尺。包括主尺、嵌入式电阻丝、嵌入式导线、外量爪、内量爪、游标式电路模块。所述的游标式电路模块包括定值电阻、电源、开关、运算放大器、模数转换器、FPGA芯片、LED显示器、扬声器。当游标式电路模块在主尺上滑动时，两个触点间获取电阻丝上与被测物体长度相等的电阻，电阻上的电压信号经运算放大器，模数转换器、FPGA芯片后形成显示器控制信号及扬声器控制信号。
文档编号G01B7/00GK201858955SQ20102023527
公开日2011年6月8日 申请日期2010年6月14日 优先权日2010年6月14日
发明者孙福玉 申请人:孙福玉