[发明专利]用于在力传感卡尺中设置测量力阈值的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动卡尺（caliper）。

背景技术

已知使用电子位置编码器的各种电子卡尺。这些编码器一般基于低功率的电感、电容或磁位置传感技术。通常，编码器可包括读出头（readhead）和标尺（scale）。读出头一般可包括读出头传感器和读出头电子装置。读出头输出作为读出头传感器沿着测量轴相对于标尺的位置的函数而变化的信号。在电子卡尺中，通常，标尺被固定到包括第一测爪（measuring jaw）的细长的（elongated）标尺部件，并且，读出头被固定到滑块（slider），其可沿着标尺部件移动，并包括第二测爪。由此，可基于来自读出头的信号，确定两个测爪之间的距离的测量值。

在共同转让的美国专利RE37490、5,574,381、5,973,494中公开了示例的电子卡尺，通过引用将其全部内容合并于此。在美国专利公布No.2003/0047009中公开了能够测量力的现有技术电子卡尺。如在‘009公布中所述，现有的卡尺的使用中的一个缺陷在于：可由测爪施加的力的变化、以及由此可能发生的测量差异。在测量软物体时尤其是这样，其中，一个测量器在卡尺的爪上施加高水平（level）的力由此使软物体部分凹陷、而另一个测量器施加低水平的力由此软物体不会凹陷，这可能改变物体的测量值。作为解决方案，‘009公布公开了能够测量施加到物体的力和尺寸两者的卡尺。然而，尽管‘009公布的卡尺确实进行力测量，但其不确定和指示应施加的力的适当水平，以便获得精确的测量。此外，其建议了可在施加预定压力时测量尺寸，并且，可报告压力和对应的尺寸，但是，这不是典型卡尺用户会在人体工学（ergonomically）和感受（perceptually)上认为是传统和便利的操作模式，因此，其不是直观上可理解的。例如，用户期望卡尺位置显示器（其具有很小的尺寸，且不能够同时显示大量信息）跟踪卡尺滑块位置，而不是突然在特定压力上卡主（freeze）。作为另一个例子，‘009公布指示了摩擦可能影响力读取，但未建议解决此问题的在人体工学和感受上便利的方式。存在对于如下方法的需要，该方法用于以人体工学上便利且直观上可理解的方式建立和指示利用卡尺测量物体所需要的力的适当水平。

发明内容

本公开提供了一种电动卡尺，包括：标尺部件，包括要在测量期间被置于对着工件的第一测量表面；滑块，包括要在测量期间被置于对着工件的第二测量表面；位移传感器，其被配置为提供响应于所述滑块沿着所述标尺部件的位置的改变的位置信号；位于所述滑块上的力感测装置，其被配置为提供力信号，所述力信号响应于用户在测量过程期间通过所述第一测量表面和所述第二测量表面中的至少一个而施加在工件上的测量力的改变；信号处理部分，其被配置为接收所述位置信号，并指示所述滑块沿着所述标尺部件的相应位置，所述信号处理部分包括至少第一操作模式，在所述第一操作模式中。所述信号处理部分被配置为：接收力信号，并确定与所述滑块的相应位置相对应的相应力；获取力数据，所述力数据包括多个相应力以及对应的所述滑块的相应位置；以及限定可接受的测量力范围，其由至少最小力阈值限定，所述最小力阈值被确定为使得其超过与在所述力信号中包括的独立于所述测量力的用户变化的至少一个力分量相对应的补偿力。

附图说明

图1是具有单向力传感器的手持工具型卡尺的第一示例实施例的分解视图。

图2是具有双向力传感器的手持工具型卡尺的第二示例实施例的分解视图。

图3是在测量具有预期比致动器力弹性率弹簧的弹性率（spring rate）高的弹性率的工件时、图2的手持工具型卡尺的分解视图。

图4A和4B分别是示出用于硬和软工件的测量数据的图。

图5是示出用于软工件的测量数据和关联的校准过程的图。

图6是示出用于设置一个或多个测量力阈值的一般例程的一个示例实施例的流程图。

具体实施方式

提供了一种电动卡尺，其包括标尺部件、滑块、位移传感器、位于滑块上的力感测装置、以及信号处理部分。标尺部件包括要在测量期间被置于对着工件的第一测量表面，并且，滑块包括要在测量期间被置于对着工件的第二测量表面。位移传感器被配置为：提供响应于滑块沿着标尺部件的位置的改变的位置信号。力感测装置被配置为：提供力信号，其响应于用户在测量过程期间通过第一和第二测量表面中的至少一个而施加在工件上的测量力的改变。信号处理部分被配置为：接收位置信号，并指示滑块沿着标尺部件的相应位置。