數顯千分表**原點說明
1.前言
指針式千分表（DIALGAGES以下簡稱“DG”）不僅可以簡單地作為尺寸量具應用于比較測量儀器的測量臺，而且可以廣泛地作為嵌入?埋置式裝置裝在支架、夾具上或裝配在深度計，厚度計或其他測量儀上使用，用途廣泛。
三豐早在卡尺和千分尺之前，就著手進行DG的數顯化了，利用具有高精度、實時測量功能的光電檢測器和靜電電容（低電壓、低電流）檢測器，成功地開發出DigimaticIndicator—數顯千分表（DIGIMATICINDICATORS以下簡稱“ID”）。該產品作為數顯手持量具的主力產品，得到了改良和發展。
通常ID中所使用的檢測器全部都是采用增量檢測方式，即通過感應安裝在心軸上的標尺與固定在框架上的柵格相關位置變量。三豐進一步利用其在靜電電容檢測器開發過程中獲得的專業技術，開發出公司**的**原點型（ABS）靜電電容檢測器。這種靜電電容檢測器是通過讀取刻在標尺上的**位置刻度來得到測量數據的。
本文將介紹采用了這種**原點測量法的**原點型（ABS）Digimatic數顯千分表ID-C系列。
*ABS（**原點）是“absolute”的縮寫。
2. 開發理念
當今的經濟發展日益呈現出平穩走勢，各行業商家都越來越傾向于使用低成本的產品，向節約型公司發展。因此，制造業領域的眾多公司也必須積極適應這種全球競爭的新需要。
ID-C系列產品采用了**原點（ABS）標尺技術，有效提高了產品的技術性能和品質，以拉開與其他產品的差距。同時兼顧降低制造成本，以滿足當前市場需要，其設計理念如下。
1) | 采用**原點標尺，無需再頻繁地進行基準點確認操作。 |
2) | 采用**原點標尺，響應速度無極限，有效提高了測量數據的可靠性。 |
3) | 采用大型LED大字符顯示，更便于讀數。 |
4) | 通過采用通用零部件和商品改良，進一步降低制造成本。 |
3.產品概述
3-1規格
ID-C系列由上面圖1中所示的5種基本型號產品構成。
分辨率可分為1μm和10μm兩種設計，各型號均具有12.7mm、25.4mm或50.8mm3種量程。量程為12.7mm的兩種型號：一種是采用輕型鋁制心軸的低測力型，另一種是具有IP53防護標準的封裝防塵型。這些產品的主要規格見下面表1。
表1ID-C系列主要性能
型號 | ID-C112 | ID-C125B | ID-C150B | ID-C1012 | ID-C1025B | ID-C1050B | 測量范圍 | 12.7mm | 25.4mm | 50.8mm | 12.7mm | 25.4mm | 50.8mm | 分辨率 | 0.001mm | 0.01mm | 精度 | 0.003mm | 0.003mm | 0.006mm | 0.020mm | 0.030mm | 0.040mm | 軸套外徑 | Φ8mm | 測針裝配部 | 硬質合金M2.5×0.45（三豐千分表通用） | 顯示 | 液晶顯示（LCD）（6位，負號），字符高度為8.5mm | 功能 | ZERO/ABS
預調
TOL（公差判斷和放大顯示）
+/-（切換測量方向）
測量值輸出 | 顯示裝置旋轉角度 | 330o | 電池壽命 | 一個氧化銀電池（SR44）可連續使用5,000小時 | 測力 | 1.2N | 1.8N | 2.3N | 0.9N | 1.8N | 2.3N | 重量 | 160g | 190g | 280g | 160g | 190g | 280g |
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3-2 特點
(1) **原點標尺
使用在標尺上帶有**原點型靜電電容檢測器的ID-C，原點經設置后，即使斷電，也仍可保留，無需每次開機后重新設置原點，用戶可在開機后直接進行測量。這種**原點型檢測器，是通過直接讀取刻在標尺上的位置信息，從而得到可靠的測量位置，對速度或加速度均無任何限制，**不會像從前使用的型號那樣出現“超速錯誤”。
(2) 電池壽命更長
以在開發數顯手持量具時積累的節能電路方面經驗為基礎，結合**原點型檢測器技術，實現了ID-C的低耗電量，從而使電池壽命得以延長：一個氧化銀電池可連續工作約5,000小時。
(3) 公差判斷功能
ID-C系列產品具有新建的公差判斷功能，公差判斷更簡便：只需一次性設置上限和下限就可進行公差判斷。并且放大顯示功能使公差判斷結果更易讀取。
(4) 顯示裝置更清晰易讀
LCD字符高度為8.5mm（比以前增大1.6倍），更清晰且易于讀數。
3-3結構
以圖2所示的ID-C112（分辨率為1μm，測量范圍為12.7mm）結構為例。
三豐產品的主要零部件都盡可能采用模塊化設計，這不僅能夠提高組裝的質量和效率，也能夠有效利用減少零部件個數，提高通用性。
ID-C 112系列包括4個主要組裝模塊：顯示組件、柵格組件、標尺組件和內部框架組件。ID-C的測針、后蓋等附件與DG產品通用。
標尺組件固定在穿過內部框架組件的心軸上。由標尺基準電極和與其成對的反向電極組成的柵格，與包含信號處理集成電路（MN146）的檢測電路板一起，由兩個板簧夾持著，共同構成了柵格組件。由于柵格組件采用了一種簡單懸掛結構，這樣即可保持滑塊與標尺表面的輕微接觸，又可保持與檢測器間的間隙和方位。顯示組件通過一個O形環和一個移動FPC固定到內部框架組件上，以確保顯示裝置可進行330o旋轉。
電極圖案，如上面圖3標尺和柵格結構圖所示。
在標尺上，由鉻層（≒2000?）形成（Coarse、Medium、Fine）3個軌跡圖形，然后用二氧化硅（SiO2）保護膜（厚度約為1000? ）涂蓋整個表面。
柵格具有4層薄膜結構，如上面圖4所示。
接收電極和接線板在**層，通過**層（絕緣層）上的通孔與第三層的傳送電極和接線盒相連。第四層是一個保護層，覆蓋除接線盒之外的一切。在這種四層結構中，硅化鈦（TiSi2）用作電極、接線板和接線端口的配料之一，二氧化硅（SiO2）用絕緣和保護膜的材料，這種材料的配合使用有助于防止電極在高濕度環境下生銹。
4-2 規格
本**原點型檢測器不僅僅用于ID系列產品，考慮到還可擴展到*小分辨率為1μm的其它數顯手持工具的使用兼容性，作出了省空間設計。
新型柵格外部尺寸為10.5×15mm，與傳統靜電電容INC檢測器的尺寸23×10mm相比，面積減小68%，而精度和非直線度容許值與原有型號相同，甚至性能更好。
下面表2列舉了各軌跡的分辨率與基本周期之間的對應情況；圖5圖示出檢測器單體精度的代表測量例。圖6列舉出為確保該精度所必需的柵格安裝誤差的容許范圍（非直線度容許值）。
