数字测量仪的结构与应用

杨小磊，王地川，吕维娟，宋翔，刘陇

数字测量仪的结构与应用

杨小磊，王地川，吕维娟，宋翔，刘陇

（吉利长兴新能源汽车有限公司，浙江 湖州 313000）

文章通过介绍数字测量仪的结构与应用，对标准数显量具进行改造，通过无线传输的方式自动将数显工具的测量值直接记录到测量报告中，解决目前手工测量精度差、效率低等问题，实现了手工测量半自动化，用低成本实现手工测量“快”、“准”、“省”。

数字测量仪；无线传输系统；手工测量

1 手工测量现状

在“制造2025战略”和“工业4.0”已经广为探讨和实践的今天，自动化测量因为成本高、对环境要求高、占用面积大等原因并无法替换所有手工测量业务。传统塞尺、面差尺作为国内汽车零部件测量的工具，测量精度低，测量过程中一人负责测量工具完成操作，另外一个负责将测量结果记录在打印好的表格中，最后再将测量数据输入电脑存档。不仅效率低下，而且非常容易出错，甚至还存在测量数据被人为篡改的情况。所以测量工具精度低、测量效率低等手工测量的现状急需改善。

2 数字测量仪的优势

一套完整的数字测量仪由标准数显量具（数显百分表或游标卡尺）、定制表座、无线输出装置、无线接收装置、电脑、软件系统组成。其优势如下：

（1）数显量具的精度分辨率≤0.01mm，达到了自动化测量的精度要求；

（2）数显量具的数据直接显示，可以让测量员快速准确获得所需的测量值；

图1 数字测量仪结构示意图

（3）通过数显量具读出的数据可以通过数据收发器自动存储到电脑里，减少了人工记录数据的时间，从而提高了测量效率；

（4）存储到电脑里的测量数据可实时传输到网络数据中心，并实现数据的分析；

（5）数字测量仪结构简单，造价成本低，操作简单，测量员可快速培训上岗操作。

3 数字测量仪的结构

3.1 表座

测量表座是将量具与测量产品关联起来的一个转接机构。表座的结构设计决定着这套测量仪测量精度的稳定性。在保证刚性的前提下尽可能轻量化，并能满足手工操作时人机工程。为了避免测量时刮伤工件，表座的材料一般为铝或尼龙。

表座和量具不同的搭配方式可实现不同的测量需求，如：面差测量、间隙测量、密封间隙测量等。

图2 面差测量表示意图

图3 间隙测量表示意图

图4 间隙面差测量表示意图

3.2 无线传输系统

无线测量产品近几年发展迅速，国内很多量具生产厂家在此领域有了很多产品。无线传输系统包括蓝牙传输、WIFI传输。实际使用时，蓝牙传输可以将短距离内的电子装置通过局域的无线网连接起来，安全新能高。WIFI传输具有传输速度快和覆盖范围广的特点。蓝牙传输和WIFI传输均能起到代替传统数据，实现数据实时传输的作用。

图5 无线传输系统结构示意图

图6 数据发射开关结构示意图

发送数据时，手动按压图示的数据发射开关，无线接收装置收到发送指令，将会自动接收发送的数据。无线传输装置上带有LED或蜂鸣器，通过LED灯显示或蜂鸣器声音可就近确认是否接收到发送的数据。

将无线接收装置插入电脑的USB接口，接收器会自动为各个发射器赋予地址码，最多每台接收器可赋予100个，实现通信时，通信距离约50米，可实现远距离测量。

3.3 软件系统

无线传输装置收集的数据基本以EXCEL表格的形式进行数据的呈现（见图7），基于EXCEL强大的图形显示功能此将简单的表格进行图形化显示，当测量工件复杂且测量点多时，更方便、直观地显示测量位置和特征，进而指导测量员测量。测量结果可按颜色分类等判断测量数据是否在公差内（如：将已完成的合格测点在图形中显示为绿色填充，不合格点显示红色填充等）。当然，为了更好地使用此类工具，也可以对测量界面进行更深的开发，让操作界面更智能。

图7 数据接收原始模板示意图

软件系统的另一个功能是实现数据管理。数据处理系统将原始数据和计算后的数据结果存储到数据库内，分析人员在分析数据时，根据需要将相应数据读出，进行进一步的计算，并按要求出具报告，并输出各类图表[1]。

图8 数据管理系统示意图

4 数字化测量仪展望

数字化手工测量也是属于半自动测量，随着计算机技术和集成电路技术的发展，半自动测量也将得到广泛应用，逐步代替手工测量并逐渐向自动化测量靠拢。此手工测数据测量仪量实现了高精度、高效率的测量和传输的功能，并且相较自动测量本身具有体积小、测量环境要求低的特点和优势。但是目前的测量点受产品结构所限无法百分百测量、产品设变无法同步更新等问题也将随着技术发展向着通用化、网络化、智能化的方向发展，为测量业务的发展提供保障。

[1] 吴凌飞.基于ACCESS的三坐标测量数据管理系统[D].南昌大学, 2011.

Research on Sample Delivery Index of Vehicle Size Matching Parts

Yang Xiaolei, Wang Dichuan, Lv Weijuan, Song Xiang, Liu Long

( Geely Changxing New Energy Automobile Co., Ltd., Zhejiang Huzhou 313000 )

This paper introduces the structure and application of digital meter, the standard digital display measuring tool, by means of wireless transmission automatically record the measured value of the digital display tools directly into the measure -ment report, the current manual measuring precision and low efficiency of solution, implement the manual measuring half automation, with low cost implementation manual measurement "fast", "quasi", "province".

Digital measuring instrument;Wireless transmission system;Manual measuring

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.041

TH71

A

1671-7988(2021)03-136-02

TH71

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1671-7988(2021)03-136-02

杨小磊，女，主管工程师，就职于吉利长兴新能源汽车有限公司，从事尺寸测量相关工作。