專利名稱:測微目鏡面積或長度數(shù)字顯示打印儀的制作方法
一種用于測量微小物體的面積或長度的數(shù)字顯示打印設(shè)備。
利用光學(xué)讀數(shù)顯微鏡對微小物體的面積或長度的測量，已經(jīng)很普遍，但是讀數(shù)要換算查表，工作量大、眼睛容易疲勞，誤差較大。
八十年代初，日本歐林巴士和西德的歐波同，瑞士的沃爾特等公司，生產(chǎn)了與顯微鏡配套的數(shù)字顯示打印儀，提高了讀數(shù)精度，大大減少了工作量，受到普遍歡迎，但只能測量長度，而且也只能與定型號的顯微鏡相配，具體性能見附表2。
本發(fā)明人于83年也設(shè)計了CMSD測微目鏡數(shù)字顯示打印儀，特別解決了與國內(nèi)外多種顯微鏡相匹配問題，但也只是能夠測量長度，若測量面積，仍需配備圖象計算機，成本昂貴，而且，也不是所有能測量長度的數(shù)字顯示打印儀都可以相配。具體性能見附表2。
蘇聯(lián)專利(SU916－978)是采用掃描光電方式、數(shù)字計數(shù)、顯示結(jié)果是對扁平物體的面積測量，如皮革、紡織。只能測量部分物體的面積。
蘇聯(lián)專利(SU1111－025－A，)是用參考模板(由參考儀同步地移動、)顯微被測物置于模板上，掃描光束經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)射入被測物而獲得分割圖象、同時測量衍射條紋計數(shù)，此系統(tǒng)較復(fù)雜。
本發(fā)明為了克服上述問題，設(shè)計一種既能測量長度又能測量面積的數(shù)字顯示打印儀，不用配備價格昂貴的圖象計算機，同樣達到目的。取數(shù)簡便，準確，誤差小。
本發(fā)明的技術(shù)特征，如圖1整機結(jié)構(gòu)方框圖所示。測微目鏡變換器(1)，設(shè)計成線性電阻變換結(jié)構(gòu)，如圖(二)所示。它代替原來顯微鏡的目鏡，由目鏡(13)觀察到的物像與移動標尺(14)同映于一個平面上，移動標尺(14)的機械位移，通過同軸調(diào)節(jié)桿(20)帶動動觸點(17)，改變了變阻器(16)內(nèi)的相對位置，其阻值變化通過導(dǎo)電片(18，)銅頂蓋(19)和電纜(22)引到儀器上，經(jīng)過模數(shù)變換(2)，譯碼(3)，運算(6)等，最后數(shù)字顯示或送數(shù)打印(12)。
安插目鏡變換器的套圈(15)上均勻地開三至四條1毫米寬，10毫米長的彈性槽，為此，目鏡變換器插進時，不需用螺絲與鏡筒固定，改變傾斜角時，也可以免去松擰螺絲的麻煩，而且目鏡變換器隨時穩(wěn)定于任一角度，調(diào)節(jié)相當方便。套圈(15)的孔徑做成兩種不同的規(guī)格，則包括國內(nèi)外，新與老的顯微鏡目鏡筒均可裝配。
圖2中，移動標尺(14)，調(diào)節(jié)桿(20)，動觸點(17)，變阻器(16)，銅頂蓋(19)，施轉(zhuǎn)手柄(21)以及調(diào)節(jié)桿(20)的螺紋支座，變阻器(16)的固定支座，要求同心誤差小于φ0.025毫米。
模數(shù)變換(2)是采用不受電源高低變化的比例式模數(shù)測量電路的設(shè)計，在參考信號輸入與信號輸入兩端之間接入固定電阻R。
儀器測量電路中設(shè)有時序控制器(4)，其中貯存著多種圖形。這些圖形是以歸拼成不同常數(shù)系數(shù)的公式，將公式系數(shù)的信息，記憶編制成大、中規(guī)模的數(shù)字電路，置于時序控制器(4)中。所以，只要選擇需要測量的圖形，整機便可自動作系數(shù)計算，最終算得面積的實際值輸出，實現(xiàn)面積與長度均能測量。本發(fā)明的樣機中，是將最廣泛常見的二十一種圖形，歸拼成11種不同常數(shù)系數(shù)的公式如附表1所示，構(gòu)成數(shù)字電路，存貯于控制器(4)中。若與這些圖形不同的特殊圖形，可以在予置線路上，稍加改變既可測量。
為適應(yīng)作單次長度值測量，二次差值自動運算的長度測量、又可以作乘積關(guān)系的面積測量，自動運算以及平方關(guān)系的面積測量自動運算，特此設(shè)計的信息流程如圖3所示。整機的工作狀態(tài)，由予先編好的程序，由時序控制電路協(xié)調(diào)控制。采用數(shù)字模擬開關(guān)的組合，在時序控制下，實現(xiàn)與微型打印計算器的接口配合。
放大倍率的修正，是在倍率運算器(6)之前，采用由兩個波段開關(guān)組成的倍率修正電路(35)，控制各相應(yīng)的電子門。如圖(五)所示。物鏡的倍率以1倍一檔，共100檔可調(diào)結(jié)構(gòu)，從倍率系數(shù)上以近于100％的誤差補償。調(diào)節(jié)范圍是1－100×，比常規(guī)的放于讀數(shù)轉(zhuǎn)換輸入端的方式穩(wěn)定，補償量大。
為了增加各個數(shù)字顯示的時間間隔，控制或縮短數(shù)字顯示發(fā)訊時間，不致使各位相同數(shù)字漏顯，采用作為脈寬壓窄電路的阻容延時器，達到延長兩個顯示脈沖之間間隔的目的。
為提高測量精度，變阻器(16)采用線性多圈電位器，則使分度達到1％。比用單圈電位器精度高，比用光柵簡單且便宜。
控制電路中，還采用消自動仃機器的振蕩控制電路，如圖(六)所示。
本發(fā)明具有優(yōu)點1.采用時序控制器(4)，儀器面板反映21種以上的予置圖形，而且還可以改成其他所要測量的圖形計算，所以，本發(fā)明完全可適應(yīng)用戶的所有特定要求，實現(xiàn)了一機既可測量長度又可測量面積的兩用目的。
2.測量面積不用圖象計算機，只用微型打印計算器，其成本費降低十幾倍以上，總機價格僅是專用圖象計算機的幾十分之一。
3.具有足夠的精度要求，最小讀數(shù)可達小數(shù)六位。
4.由于設(shè)有兩種規(guī)格的具有彈性槽的套圈(15)，則可與各國或各廠，各個時期的不同型號顯微鏡相配，目鏡可以仃在任一傾斜角度上，不用松緊螺絲，操作方便。
5.倍率調(diào)節(jié)范圍從1至100×共一百檔，比其他任一種產(chǎn)品均寬，具有近100％的誤差補償功能。
6.放大倍率糾正，采用波段開關(guān)控制電子門，比用固定電阻精度高，比用光柵簡單方便成本低，其效果一樣好。
7.打印測量數(shù)據(jù)前，可加1至6位數(shù)任意編號。顯示位數(shù)可達十位。
8.采用脈寬壓窄電路，克服了其他儀器出現(xiàn)不同位數(shù)顯示相同數(shù)字時，來不及顯示或漏顯現(xiàn)象。
9.具有體積小，重量輕的優(yōu)點，總體積僅為單測長度數(shù)字顯示打印儀的四分之一，為最簡單圖象儀的二十分之一。
圖1、測微目鏡面積或長度數(shù)字顯示打印儀結(jié)構(gòu)方框圖。(1)測微目鏡變換器，(2)模數(shù)變換器，(3)譯碼器，(4)選通(時序)控制器，(5)阻容延時器，(6)倍率運算器，(7)功能判別，(8)面積運算器，(9)予置調(diào)節(jié)器，(10)鍵盤控制器，(11)消自動仃機器，(12)選數(shù)打印。
圖2、測微目鏡變換器、(13)測微目鏡，(14)移動標尺，(15)套圈，(16)變阻器，(17)動觸點，(18)導(dǎo)電片，(19)銅頂蓋，(20)調(diào)節(jié)桿，(21)旋轉(zhuǎn)手柄，(22)電纜。
圖3，信息流程圖，全部文字標注在圖中的方框內(nèi)。
圖4，測微目鏡面積或長度數(shù)字顯示打印儀電路方框圖。
(23)比例式輸入電路，(24)測量發(fā)信控制電路(25)時鐘信號，(26)倍率予置調(diào)節(jié)開關(guān)，(27)倍率予置存儲電路，(28)面積圖形系數(shù)予置存儲電路，(29)面積圖形予置調(diào)節(jié)開關(guān)，(30)或選控制電路，(31)鍵盤控制電子門陳列，(32)運算打印機，(33)消自動仃機電路，(34)脈寬壓窄電路。
圖5，脈寬壓窄電路(34)與倍率修正電路(35)圖6，消自動仃機電路(33)。(虛線框內(nèi))本發(fā)明的實施例按照附圖1，2，3，4，5，6所示。
按國家技術(shù)標準GB1785－79，GB2681－81，GB2682－81，GB2985－82，GB2424，16－82，GB776－76，JB2853－80，JB1443－74進行制造生產(chǎn)。
將21種圖形面積歸拼成11種計算公式，如附表1所示，構(gòu)成11個數(shù)字電路，固定存儲于控制器(4)中。
測微目鏡的測量范圍為8／M(M－為物鏡倍率)，分劃板長度為8毫米，套圈(15)的規(guī)格為φ23.2毫米或φ30毫米，視場范圍為φ10毫米。
打印速度是1行／秒，打印紙寬為57毫米。
任意編號為1至6位(視小數(shù)位)。
具體數(shù)據(jù)及性能測試結(jié)果，以及與國內(nèi)，國外產(chǎn)品性能的比較，均列入附表2中。附表2中編號SMSD——1是本發(fā)明儀器的編號。
從附表2中，看出本發(fā)明的實施例完全具有上述九點優(yōu)點。
附表2.SMSD－1測微目鏡數(shù)字顯示打印儀與國內(nèi)外產(chǎn)品性能對比
附表1面積計算公式和圖形
權(quán)利要求
1.一種由測微目鏡變換器，模數(shù)變換器，譯碼器，運算和控制器，顯示和打印部件組成的用于測量面積或長度的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于測微目鏡設(shè)計成線性電阻變換結(jié)構(gòu)，移動標尺(14)之機械位移，通過同軸調(diào)節(jié)桿(20)帶動動觸點(17)，改變變阻器(16)內(nèi)相對位置，其阻值變化由導(dǎo)電片(18)，銅頂蓋(19)，電纜(22)通到儀器上。
2.一種按照權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于采用了時序控制器(4)，以記憶功能的方式，將多種圖形歸拼成不同常數(shù)系數(shù)的公式，構(gòu)成數(shù)字電路，固定存貯于控制器(4)。
3.一種按照權(quán)利要求
2所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于將最常見的二十一種圖形的面積歸拼成下列十一種面積公式，構(gòu)成數(shù)字電路，固定存貯于控制器(4)。a.S矩形＝S菱形＝S梯形＝S平行四邊形＝S雙葉形＝a·b其中、S－為面積，a，b分別為兩邊長。b.S三角形＝S扇形＝S菱形(銳角)＝S大球三角形＝0.5a·ha其中a－為底邊，ha－為a邊之高。c.S任意四邊形＝0.75d，·d2·(α＞90°)。其中d1，d2，為兩對角線，α為對角線夾角。d.S弓形＝0.67a·ha其中a－為弦長，ha－為a弦之高。f.S星形＝0.38a·b其中a，b，分別為兩對角線長。g.S蘋果形＝S四葉形＝1.57a·a其中a－為腰長。h.S球三角形＝0.35R·R。其中R－為球半徑。i.S園形＝S橢園形＝S三葉形＝0.79D·D2其中D1，D2分別為長直徑與短直徑。j.S正五邊形＝1.72a·a其中a－為邊長k.S正六邊形＝2.6a·a其中a－為邊長。l.S正八邊形＝4.83a·a其中a－為邊長。
4.一種按照權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于采用不受電源高低變化的比例式模數(shù)變換(2)，置于參考信號輸入與信號輸入兩端之間一固定電阻R。
5.一種按照權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于修正放大倍率系數(shù)的方式是采用由兩個波段開關(guān)組成的倍率修正電路(35)，控制各相應(yīng)的電子門。
6.一種按照權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于采用線性多圈電位器作為變阻器(16)。
7.一種按照權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于采用脈寬壓窄電路(34)的阻容延時器(5)。
8.一種按照權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征是電路中有消自動仃機電路(33)。
9.一種按照權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于移動標尺(14)，調(diào)節(jié)桿(20)，動觸點(17)，變阻器(16)，銅頂蓋(19)，旋轉(zhuǎn)手柄(21)，或調(diào)節(jié)桿(20)的螺紋支座，變阻器(16)的固定支座，其安裝同心誤差小于φ0.025毫米。
10.一種按照權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于套圈(15)上均勻開三至四條寬1毫米，長10毫米的彈性槽。
11.一種按照權(quán)利要求
10所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于設(shè)計的套圈(15)有兩種規(guī)格，或φ23.2毫米，或φ30毫米。
12.一種按照權(quán)利要求
1或2所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于用數(shù)字模擬開關(guān)的組合，以時序控制，與微型打印計算器的接口配合。
13.一種按照權(quán)利要求
1所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于倍率調(diào)節(jié)范圍是1－100×分為一百檔。
14.一種按照權(quán)利要求
2或3所述的數(shù)字顯示打印儀，其特征在于信息流程是
其箭頭表示程序。
專利摘要
一種測量微小物體面積或長度的測微目鏡數(shù)字顯示打印儀。測微目鏡變換器為線性電阻變換結(jié)構(gòu)，測量電路中，加進程序控制器、脈寬壓窄電路和振蕩控制電路，采用數(shù)字模擬開關(guān)的組合，可與微型打印計算器接口配合，不用圖象計算機，就可測長度又可測面積，一機兩用。
文檔編號G01B9/04GK86200542SQ86200542
公開日1986年10月1日 申請日期1986年2月6日
發(fā)明者馬金鑫, 任鴻林 申請人:馬金鑫導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan