數(shù)控比重自動(dòng)測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】數(shù)控比重自動(dòng)測(cè)量裝置，本發(fā)明是比重自動(dòng)測(cè)量技術(shù)的一個(gè)領(lǐng)域。為能精確測(cè)量雜形多面體的體積和比重，本發(fā)明采取了如下措施：在容器1上安裝重量傳感器7，重量傳感器7連接計(jì)算機(jī)，容器1內(nèi)裝入適量的液體和插入活塞3?；钊?的上方或容器1的下方內(nèi)面加工有一臺(tái)階用于限制活塞的最大行程?；钊?上有一個(gè)軸向通孔，通孔內(nèi)裝有測(cè)量桿4，測(cè)量桿的一端裝有電極，電極連接計(jì)算機(jī)。測(cè)量桿的另一端加工有內(nèi)螺紋并與步進(jìn)電機(jī)5軸上的螺桿6螺紋連接在一起，步進(jìn)電機(jī)5通過支架8裝在活塞3上，步進(jìn)電機(jī)連接電機(jī)控制器，電機(jī)控制器連接計(jì)算機(jī)。這樣做的好處是：本裝置可以通過測(cè)得的體積和重量，計(jì)算出被測(cè)物體的比重。使比重的獲取能一步到位。
【專利說明】
數(shù)控比重自動(dòng)測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是比重自動(dòng)測(cè)量技術(shù)的一個(gè)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]日常工作中常常要測(cè)量一些復(fù)雜的、不規(guī)則的、非常細(xì)小的多面體的體積和比重。例如要知道金銀首飾的純度，人們常用計(jì)算它的比重的辦法。因?yàn)椴煌奈镔|(zhì)的比重不同，通過測(cè)量它的體積和計(jì)算它的比重可一定程度上得知物質(zhì)的純度。這樣的辦法簡(jiǎn)單易行，而且它對(duì)被測(cè)物體沒有任何的損傷，所以它被廣泛使用。但是，這種方法的前提是首先要知道首飾的體積，而且要對(duì)首飾體積的測(cè)量要雙當(dāng)準(zhǔn)確。否則無法準(zhǔn)確計(jì)算出首飾比重，即使計(jì)算出來其參考價(jià)值也不大。金銀首飾的特點(diǎn)是，外形不規(guī)則，形狀非常復(fù)雜多變，很難用尺對(duì)它進(jìn)行精確的直接測(cè)量。所以很難在保持原狀的前提下，求得它的精確的體積。為解決這個(gè)問題，人們想出了一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法來測(cè)量復(fù)雜多面體的體積。這就是將復(fù)雜多面體放入盛裝有液體的容器中，然后測(cè)量液面的高度變化，再根據(jù)容器的面積和液面高度的變化計(jì)算出復(fù)雜多面體的體積。這種辦法雖然理論上是可行的，但是，在操作上存在很多帶來誤差的因數(shù)。例如，金銀首飾的體積一般來說都較小，容器的面積相對(duì)較大時(shí)，液面的變化相對(duì)不明顯。還有就是，液面的測(cè)量容易產(chǎn)生視覺上的誤差等。所有的這些因數(shù)都會(huì)直接影響著測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。另一方面，要求得被測(cè)物的比重，還要稱量被測(cè)物的重量。而現(xiàn)有技術(shù)中，能同時(shí)精確求得被測(cè)物體體積和重量的裝置，仍然是有所欠缺的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為能精確測(cè)量雜形多面體的體積和比重，本發(fā)明采取了如下措施:在容器I上安裝重量傳感器7，重量傳感器7連接計(jì)算機(jī)，容器I內(nèi)裝入適量的液體和插入活塞3?；钊?的上方或容器I的下方內(nèi)面加工有一臺(tái)階用于限制活塞的最大行程。活塞3上有一個(gè)軸向通孔，通孔內(nèi)裝有測(cè)量桿4，測(cè)量桿的一端裝有電極，電極連接計(jì)算機(jī)。測(cè)量桿的另一端加工有內(nèi)螺紋并與步進(jìn)電機(jī)5軸上的螺桿6螺紋連接在一起，步進(jìn)電機(jī)5通過支架8裝在活塞3上，步進(jìn)電機(jī)連接電機(jī)控制器，電機(jī)控制器連接計(jì)算機(jī)。如圖1所示。
[0004]這樣做的好處是:容器I內(nèi)裝入適量的液體和插入活塞3，活塞3的上方或容器I的下方內(nèi)面加工有一臺(tái)階用于限制活塞的最大行程。當(dāng)活塞3每次都以最大的行程插入容器I內(nèi)，當(dāng)容器內(nèi)液體的體積稍大于容器的總?cè)莘e減去活塞最大行程所占去的容積(適量的液體)時(shí)，容器I內(nèi)多余的液體將全部流入活塞3的通孔內(nèi)。這時(shí)容器內(nèi)液體體積的變化將全部反映在活塞的通孔上。因此，只要知道物體放入容器I前后，通孔上液面的變化就可得知被測(cè)物體的體積；在容器I上安裝重量傳感器7，重量傳感器7連接計(jì)算機(jī)。重量傳感器7可通過稱量包括被測(cè)物體在內(nèi)的總重，然后用總重減去裝置自重的方法，就可以計(jì)算得容器I內(nèi)被測(cè)量物體的重量。把測(cè)得的體積和重量結(jié)合在一起運(yùn)算，就可以得出被測(cè)物體的比重。由于采用了上述的特殊結(jié)構(gòu)，本裝置具有體積測(cè)量精確可靠，并能同時(shí)稱量被測(cè)物體的重量，還可以通過測(cè)得的體積和重量，計(jì)算出被測(cè)物體的比重。使比重的獲取能一步到位，省去了各種復(fù)雜的測(cè)量和計(jì)算。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1是數(shù)控比重自動(dòng)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0006]圖中:容器1、入口 2、活塞3、測(cè)量桿4、步進(jìn)電機(jī)5、螺桿6、重量傳感器7、支架8。

【具體實(shí)施方式】
[0007]為了更精確地測(cè)量復(fù)雜多面體的比重，本發(fā)明采取了如下措施:在容器I上安裝重量傳感器7，重量傳感器7連接計(jì)算機(jī)。重量傳感器7可通過稱量包括容器I內(nèi)被測(cè)物體在內(nèi)的總重，然后用總重減去裝置自重的方法計(jì)算得容器I內(nèi)被測(cè)量物體的重量。為計(jì)算被測(cè)物體的比重提供了必要的條件；在容器I內(nèi)裝入適量的液體和插入活塞3?；钊?的上方或容器I的下方內(nèi)面加工有一級(jí)臺(tái)階，用于限制活塞的最大行程。這樣，當(dāng)活塞3每次都以最大的行程插入容器I后，容器內(nèi)的容積都是一樣固定的，每次都只能容納相同體積的液體，為儀器的重復(fù)準(zhǔn)確性提供了有力的保障。這樣為測(cè)量工作打下良好的基礎(chǔ)。當(dāng)容器I內(nèi)液體的體積稍大于容器I的總?cè)莘e減去活塞3最大行程所占去的容積(即適量的液體)時(shí)，容器I內(nèi)多余的液體將全部流入活塞3的通孔內(nèi)。這時(shí)容器內(nèi)液體體積的變化將全部反映在活塞3的通孔上。由于活塞3上的通孔的直徑或面積遠(yuǎn)比容器I的直徑或面積小，所以同樣體積的液體流入通孔后，在通孔內(nèi)的液面高度的變化比在容器I上更明顯(更大)。也就是說，樣的結(jié)構(gòu)能更靈敏地顯示被測(cè)物體的體積。它實(shí)現(xiàn)了用較大口徑的容器裝載被測(cè)量物，用較小口徑顯示液面的變化，大提高了測(cè)量的靈敏度；活塞3上有一個(gè)軸向通孔，通孔內(nèi)裝有測(cè)量桿4，測(cè)量桿的一端裝有電極。一般的液體都有導(dǎo)電性，本發(fā)明就是用電極“感知”液面的高度。這樣可以不靠人眼觀察，消除了人眼可能產(chǎn)生的視覺誤差。當(dāng)電極剛好觸及液面時(shí)，電極之間的電阻大幅度減小，兩電極之間的電流迅速增大。電極連接了計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)收到這個(gè)信號(hào)后就可以推算出當(dāng)前的液面正好在電極的下端。測(cè)量桿的另一端加工有內(nèi)螺紋并與步進(jìn)電機(jī)5軸上的螺桿6螺紋連接在一起。步進(jìn)電機(jī)連接電機(jī)控制器，電機(jī)控制器連接計(jì)算機(jī)。這樣的結(jié)構(gòu)是為計(jì)算機(jī)控制下的自動(dòng)化測(cè)量而設(shè)。
[0008]本例的工作原理:要知道物體的比重，就要知道物體的重量和體積。本發(fā)明在容器I上安裝重量傳感器7，重量傳感器7連接計(jì)算機(jī)。重量傳感器7可通過稱量包括容器I內(nèi)被測(cè)物體在內(nèi)的總重，然后用總重減去裝置自重的方法計(jì)算得容器I內(nèi)被測(cè)量物體的重量；要知道物體的比重，首先還要測(cè)量物體的體積。在本發(fā)明的裝置中，步驟是先測(cè)量基礎(chǔ)液面的高度。在容器I內(nèi)裝入適量的液體和插入活塞3，然后把活塞3向下推，直到活塞3上的臺(tái)階與容器I的端口相碰或活塞3的底部碰到容器內(nèi)面的臺(tái)階。這時(shí)活塞的行程達(dá)到最大。由于容器I內(nèi)液體的體積略大于容器I的總?cè)莘e減去活塞3最大行程所占去的容積(即適當(dāng)?shù)囊后w)，大于部份的液體只有全部流入活塞的通孔內(nèi)；使用者開啟測(cè)量裝置的電源，通過鍵盤按下測(cè)量鍵。計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)5通過螺桿6驅(qū)動(dòng)測(cè)量桿4向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)測(cè)量桿4上的電極剛剛接觸到液體時(shí)，電極兩端的電阻迅速減小并把這個(gè)信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)立該指令步進(jìn)電機(jī)停止工作。并把當(dāng)前的位置設(shè)定為基礎(chǔ)液面(O)。在測(cè)得基礎(chǔ)液面的同時(shí)，計(jì)算機(jī)也通過重量傳感器7稱量出本裝置在未放入被測(cè)物時(shí)的自重，并記錄在數(shù)據(jù)庫中。跟著計(jì)算機(jī)指令步進(jìn)電機(jī)5反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)測(cè)量桿4上升。這時(shí)使用者可把活塞3向上提并把待測(cè)物件從入口 2或從容器的上端入口放入容器I內(nèi)，然后再把活塞3向下推到最大行程的止點(diǎn)。使用者再按測(cè)量鍵，計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)5通過螺桿6驅(qū)動(dòng)測(cè)量桿4向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)測(cè)量桿上的電極又剛剛接觸到液體的液面時(shí)，電極兩端的電阻迅速減小并把這個(gè)信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)立該指令步進(jìn)電機(jī)停止工作。并把當(dāng)前的位置記錄下來。測(cè)量桿的移動(dòng)量與電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)量成正比。也就是說知道步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)量就可計(jì)算出測(cè)量桿4的移動(dòng)量。由于容器內(nèi)放入了被測(cè)物，所以活塞通孔上的液面較基礎(chǔ)液而有所上升。測(cè)量桿4本次移動(dòng)觸及液面時(shí)，距離上次測(cè)量基礎(chǔ)液面時(shí)的高度差就是放入被測(cè)量物體后的液面高度差。步進(jìn)電機(jī)5的轉(zhuǎn)動(dòng)量在計(jì)算機(jī)的控制和記錄之中，因此，計(jì)算機(jī)根據(jù)兩次測(cè)量時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)量的差，就可計(jì)算出兩次測(cè)量的液面高度之差。這個(gè)液面的高度差乘以活塞內(nèi)通孔的面積，就是被測(cè)物體的體積。由于活塞上的通孔的直徑或面積是一個(gè)已知數(shù)，計(jì)算機(jī)把這個(gè)已知數(shù)乘以液面的高度差，就可得出被測(cè)物體的體積；測(cè)得被測(cè)物體的體積后，計(jì)算機(jī)再通過重量傳感器7稱量包括被測(cè)物體在內(nèi)的總重，并用總重減去先前稱得的本裝置的自重，就可以求得被測(cè)物體的重量。稱得被測(cè)物體的重量和測(cè)得被測(cè)物體的體積后，計(jì)算機(jī)就可以計(jì)算出當(dāng)前被測(cè)物體的比重?？傊?，本裝置就是測(cè)量被測(cè)物體放入容器前后的液面高度差和稱量被測(cè)物體放入容器前后的重量差來求得物體的體積和重量，計(jì)算機(jī)算得結(jié)果后可連同物體的體積、重量和比重一起，通過顯示屏顯示出來通報(bào)用戶。這樣就完成了物體的體積、重量和比重的自動(dòng)測(cè)量。
【權(quán)利要求】
1.數(shù)控比重自動(dòng)測(cè)量裝置，主要包括容器(I)、活塞(3)、測(cè)量桿(4)、步進(jìn)電機(jī)(5)、螺桿(6)和重量傳感器(7)，其特征在于:在容器(I)上安裝重量傳感器(7)，重量傳感器(7)連接計(jì)算機(jī)，容器(I)內(nèi)裝入適量的液體和插入活塞(3)，活塞(3)的上方或容器(I)的下方內(nèi)面加工有一臺(tái)階用于限制活塞的最大行程，活塞(3)上有一個(gè)軸向通孔，通孔內(nèi)裝有測(cè)量桿(4)，測(cè)量桿(4)的一端裝有電極，電極連接計(jì)算機(jī)，測(cè)量桿(4)的另一端加工有內(nèi)螺紋并與步進(jìn)電機(jī)(5)軸上的螺桿(6)螺紋連接在一起，步進(jìn)電機(jī)(5)通過支架(8)裝在活塞(3)上，步進(jìn)電機(jī)連接電機(jī)控制器，電機(jī)控制器連接計(jì)算機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01F23/02GK104180870SQ201410424453
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】胡達(dá)廣 申請(qǐng)人:胡達(dá)廣