专利名称：一种双排刻线计量器具自动检定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计量器具读数装置，特别是一种可对具有双排刻线特点的计量器具的测量数据进行高精度自动检定装置。
背景技术：
随着生产与科学技术的迅猛发展，对器具读数精度、效率以及读数要求越来越高， 如减少人为误差等。目前，国内的卡尺生产制造商对卡尺的检定还是使用人工的方法，即归零后，靠人眼去判断归零是否对准。卡尺是具有双排刻线特征的计量器具，其表面存在大量的刻线，当检定时用传统的人工读数时总是存在如下缺点人工读数存在由于个体差异造成的主观误差；人眼分辨率有限造成的误读和错读；检定时需要不停重复地对各把卡尺进行观察，长时间读数会造成视疲劳，降低工作效率。因此，为了提高产品的质量，建立一套完整、可靠、高效的自动读数系统对计量器具进行检定是十分重要的。为了解决上述问题，申请人考虑到设计一套双排刻线计量器具自动检定装置，采用图像采集后靠电脑软件辨别读数的方式进行自动读数检定判断，该读数装置在设计过程中需要考虑解决如下几个技术问题1、器具是合金钢加工而成，用普通光源照明时容易产生强镜面发射，影响读数结果。2、双排刻线不在同一水平面上，用普通光源照射时容易造成灰度不均匀，影响读数结果。3、要在大量刻线中定位对准刻线。目前，国内外对计量器具自
动读数装置的研究主要集中在①单双排刻线的指针式器具、指针式电压、电流表等@数显
式仪表自动读数。至今没有关于对具有双排刻线特征的器具自动读数方法的报道。此类器具在计量测试领域中还不可或缺，有着广泛应用。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种高效、快速且能够提高读数精确性的双排刻线计量器具自动检定装置；以填补国内双排刻线计量器具自动读数技术的空白。为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案
一种双排刻线计量器具自动检定装置，其特点在于，包括
一个测量平台，测量平台下方旋接设置有四个水平调节螺母，水平调节螺母用于支撑测量平台并调节测量平台使其水平，测量平台上设有固定支架和水平仪，固定支架用于安装和固定光源照明�？楹屯枷癫杉？椋揭怯糜诠鄄獠饬科教ㄊ欠袼剑饬科教ū砻嫔柚糜卸喔鐾ǹ祝ǹ子糜诎沧昂凸潭ㄆ骶叨ㄎ荒？椋�
一个器具定位�？椋ㄒ桓龅脊欤礁龌楹土礁黾芯撸龅脊焖桨沧坝诓饬科教ㄉ希隽礁龌榭苫乜ń优浜显诘脊焐希黾芯叻直鸢沧坝诹礁龌樯希郊芯哂糜诮挥谥涞拇觳饧屏科骶呒薪簦�
一个光源照明�？椋礁龇坠獾奶跣蜭ED光源，所述LED光源水平安装于测量平台的固定支架上；
一个图像采集�？椋ㄒ桓鯟MOS摄像头和一个变焦镜头，所述变焦镜头安装于所述 CMOS摄像头下方，二者再一起竖直安装于测量平台的固定支架上且位于所述光源照明�？榈恼戏剑�
一个计算机处理显示模块，所述计算机处理显示�？榘桓鱿允酒骱鸵桓鲋骰骰ü菹哂胪枷癫杉？橄嗔型枷袷莸拇洌鲋骰ü诓康氖荽砟？榉治龃硎荩⑼ü允酒鹘卸潦峁允�。本装置用于检定工作时，首先调节测量平台下方的四个水平调节螺母，通过观测水平仪中的水泡是否在其圆形球面的中心来判断测量平台是否达到水平；调节水平后，将待检定的计量器具归零，放置于器具定位�？樯希ㄎ挥诹礁黾芯咧洌黄浯问褂檬菹咄瓿赏枷癫杉？楹图扑慊硐允灸？榈牧樱辉俅谓油ü庠凑彰髂？榈牡缭础＞咛寮於ú饬抗涛庠凑彰髂？榉⒊龅墓庀撸缘徒嵌鹊娜肷浣钦丈涞奖徊馄骶呱希枷癫杉？榻邮盏狡骶弑砻娴姆瓷涔獬上裼贑MOS的感光元件上，通过数据线将图像数据传输至处理显示�？椋饔弥骰诘氖荽砟？榉治龃硗枷袷荩范ㄖ鞒呱系亩潦齧和对准刻线n，根据卡尺读数公式m+nX P来计算最后的读数结果，其中P是卡尺的测量精度， 最后把检测结果在显示器上显示出来，如果检测读数结果为零，则合格，如果读数结果为非零，则不合格。上述过程中，主机内的数据处理�？榈木咛宕砉蹋捎眉扑慊砑葱校� 具体可以采用现有的计算机图形读数处理技术的软件�？椋允荽砟？榭梢圆捎孟钟屑际酰什辉诖讼晔觥＜际醴桨钢校銎骶叨ㄎ荒？橛梢桓龅脊欤礁龌楹土礁黾芯吖钩桑礁黾芯叻直鸸潭ㄔ诹礁龌樯希伤嫱橐黄鹪诘脊焐纤阶杂苫Ｕ庋诒痉⒚饔糜诳ǔ咦远潦保黾芯吆突槭沟每ǔ叩娜》藕投ㄎ患奖悖笨ǔ呋鼓茉诘脊焐纤降淖杂苫奖愣圆煌饬渴莸亩潦硪环矫嬗捎谒隽礁龌榧涞木嗬朊挥泄潭ǎ虼丝梢远远嘀植煌嘈偷目ǔ呓卸潦蟮耐卣沽俗爸玫氖褂梅段АＷ魑呕龉潭ㄖЪ芪潭ㄔ诓饬科教ㄉ系牡枷蛑枷蛑峡苫厣柚糜刑淄玻鎏淄采仙柚糜杏糜诮淄补潭ㄔ诘枷蛑系亩ㄎ恍ィ龉庠凑彰髂？楹屯枷癫杉？榫沧霸谔淄采�。这样优化后，可以靠套筒实现在导向柱上的调节滑动和定位，以调节光源照明�？楹屯枷癫杉？榈母叨龋蛊渎慵觳庖�。作为进一步优化，所述图像采集�？榛拱ㄒ桓錾阆裢钒沧白錾阆裢钒沧白缮舷禄厣柚迷谔淄采希鯟MOS摄像头固定在摄像头安装座上，摄像头安装座上还设置有摄像头定位旋钮，摄像头定位旋钮用于将摄像头安装座固定在套筒上。这样优化后，可以靠摄像头安装座在套筒上的上下滑动和固定，实现图像采集�？楦叨鹊奈⒌鳎栽黾油夹尾杉鹘诘木取Ｍ保居呕沟么觳饧屏科骶�、光源照明�？楹屯枷癫杉？槿咧涞母叨任恢镁梢越械鹘冢庋娑圆煌拇觳饧屏科骶呤保梢缘鹘诠庠凑彰髂？楹屯枷癫杉？榈母叨任恢茫蛊浯锏阶罴训耐枷癫杉Ч�。作为更进一步优化，所述光源照明�？榛拱ü庠窗沧翱蚣芎土礁龉庠窗沧鞍澹� 所述两个发白光的条形LED光源分别安装在两个光源安装板上，两个光源安装板分别靠水平设置于其两端中部的转轴可转动地安装在光源安装框架上，两个光源安装板间隔并列设置且一个光源安装板位于另一个光源安装板上方构成高低光源，所述图像采集模块中变焦镜头在测量平台上的垂直投影能够穿过两个光源安装板之间的空隙位置并落在测量平台上的导轨上。这样优化后，面对不同的待检测计量器具时，不仅仅可以调节光源照明�？楹屯枷癫杉？榈母叨龋欢铱梢酝ü庠窗沧鞍謇吹鹘诠庹杖肷浣嵌龋沟妹娑圆煌拇觳饧屏科骶呤保庹站芄磺『梅⑸涞酵枷癫杉？榈谋浣咕低分校畲蟪潭鹊乇Ｖね枷癫杉Ч�。另外，设置两个光源并采取一高一低的方式，也是针对双排刻线计量器具的刻度线不在同一水平面上，采用两侧一高一低的光照，能够使得光照反射灰度更加均匀，保证读数结果；同时光源采用发白光的条形LED光源，也是针对双排刻线计量器具均是采用合金钢材质的特点，采用白光可以更好的反应待检测器具的刻线特点，同时结合所述高低光源的结构可以避免待检测器具产生强烈的镜面反射而影响读数结果；保证了读数准确。综上所述，本发明具有以下优点
I、本发明通过计算机快速计算得到器具的测量读数结果，具有读数快速、高效的优点， 能实现数据的自动采集、实时显示、处理、错误提示等功能。可实现多种类型的卡尺自动读数。2、本发明特别适合于卡尺检定部门对生产的卡尺误差检测，能完整、可靠、高效地快速判断出所生产的卡尺是否合格，在保证产品质量的同时提高检测效率，降低人工成本。3、本发明还具有以下效果a、图像数据通过USB接口送入计算机，通过计算机主机预设程序自动计算读数结果；b、使用计算机对读数检测全过程进行全程监控；c、实现数据的自动采集、实时显示、处理等功能。
图I是本发明装置整体结构示意图。图2是本发明装置具体实施时，采用的一种计算机软件流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
、附图和具体实验分析对本发明的过程、原理、效果作进一步的详细说明。具体实施时，如图I所示，一种双排刻线计量器具自动检定装置，其中，包括 一个测量平台4，测量平台下方旋接设置有四个水平调节螺母14，水平调节螺母14用
于支撑测量平台4并调节测量平台4使其水平，测量平台4上设有固定支架和水平仪15，固定支架用于安装和固定光源照明�？楹屯枷癫杉？椋揭�15用于观测测量平台是否水平，测量平台表面设置有多个通孔，通孔用于安装和固定器具定位�？椋痪咛迨凳┦保揭鞘粲谙钟谐墒觳罚渚哂幸桓鲋胁客蛊鸬耐该魅萜鳎萜髂诰哂幸桓銎荩逼菸挥谕蛊鹫惺北砻娌饬科教ㄒ阉剑�
一个器具定位�？�3，包括一个导轨9，两个滑块10和两个夹具11，所述导轨9水平安装于测量平台4上，所述两个滑块10可滑动地卡接配合在导轨9上，所述夹具11分别安装于两个滑块10上，两夹具11用于将位于之间的待检测计量器具夹紧；
一个光源照明�？�2，包括两个发白光的条形LED光源8，所述LED光源8水平安装于测量平台的固定支架上；
一个图像采集�？�1，包括一个CMOS摄像头6和一个变焦镜头7，所述变焦镜头7安装于所述CMOS摄像头6下方，二者再一起竖直安装于测量平台4的固定支架上且位于所述光源照明�？�2的正上方；
一个计算机处理显示�？�5，所述计算机处理显示�？�5包含一个显示器12和一个主机13，主机13通过数据线16与图像采集�？镮相连，进行图像数据的传输，所述主机13通过内部的数据处理�？榉治龃硎荩⑼ü允酒�12进行读数结果显示。具体实施时，所述固定支架为固定在测量平台上的导向柱17，导向柱17上可滑动地设置有套筒18，所述套筒18上设置有用于将套筒18固定在导向柱17上的定位旋钮，所述光源照明�？�2和图像采集模块I均安装在套筒18上。所述图像采集模块I还包括一个摄像头安装座，所述摄像头安装座可上下滑动地设置在套筒18上，所述CMOS摄像头6固定在摄像头安装座上，摄像头安装座上还设置有摄像头定位旋钮，摄像头定位旋钮用于将摄像头安装座固定在套筒18上。所述光源照明�？�2还包括光源安装框架和两个光源安装板，所述两个发白光的条形LED光源8分别安装在两个光源安装板上，两个光源安装板分别靠水平设置于其两端中部的转轴可转动地安装在光源安装框架上，两个光源安装板间隔并列设置且一个光源安装板位于另一个光源安装板上方，所述图像采集�？镮中变焦镜头 7在测量平台4上的垂直投影能够穿过两个光源安装板之间的空隙位置并落在测量平台4 上的导轨9上。下面，以50分度游标卡尺为实例，对本发明具体实施情况进行进一步更加详细的说明。本测量装置用于检测50分度游标卡尺时，可以是如下情况，其结构包括图像采集�？�、光源照明�？�、器具定位�？�、测量平台、计算机处理显示�？椤Ｆ渲�
I、图像采集模块
图像采集�？橛梢桓鯟MOS摄像头和一个变焦镜头组成，CMOS摄像头可以选用微视公
司图像的MVC-Π -IM摄像头，像素为1280至1024，遵循USB2. O标准。变焦镜头是宾得
(PENTAX)公司专用于机器视觉的百万像素系列型号为C2514-M的可变焦工业镜头，此镜头兼容性好，水平视角为20°，镜头焦距为25mm。2、光源照明�？�
光源照明�？橛刹辉谕桓叨鹊牧礁龇坠獾奶跣蜭ED构成，照射角度自由可调，有效光照面积为50-20mm2。3、器具定位模块
器具定位�？榘ㄒ桓龅脊臁⒘礁龌楹土礁黾芯撸黾芯叻直鸸潭ㄔ谒龌樯希� 所述滑块可在所述导轨上水平自由移动。导轨长45mm。4、测量平台
测量平台通过固定支架和套筒用于安装和支撑上述图像采集模块和光源照明�？椋饬科教ㄏ律栌兴母鏊降鹘诼菽福降鹘诼菽赣糜谥С挪饬科教ú⒌鹘诓饬科教ㄊ蛊渌剑饬科教ㄉ仙柚糜兴揭牵捎伤揭枪鄄獠饬科教ㄊ欠袼剑饬科教ū砻嫔栌� 10-19个通孔，用于安装和固定器具定位�？�。5、计算机处理显示�？�
计算机处理显示模块由显示器和主机组成。(I)具备以上图像采集�？樗枋萃ㄐ沤涌� ；
(2)具备数据自动采集、实时显示功能；
其中器具定位�？橥ü饬科教ㄉ系耐ǹ缀筒饬科教ㄏ嗔枷癫杉？楹凸庠凑彰髂？橥ü饬科教ǖ墓潭ㄖЪ芎筒饬科教ㄏ嗔�。图像采集�？橥ü齍SB数据线与计算机处理显示�？橄嗔庋扑慊涂梢院苋菀谆袢∷璧耐枷袷荨＜扑慊硐允灸？槎酝枷癫杉？椴杉降钠骶叨潦砻娴耐枷袷萁写砗拖允�。器具读数测量将待测器具放置在夹具上，调节滑块间的距离和滑块在导轨上的位置并固定，使器具表面的有效读数区域全部进入图像采集模块的视野中，对其测量数据进行非接触式测量。图2反应了本发明中计算机处理显示�？橹锌梢圆捎玫囊恢秩砑ぷ髁鞒掏迹缙渌荆痉⒚髟谑褂檬保苯咏氩饬拷缑妗Ｊ紫鹊慊髁由阆裢罚鄙阆裢妨诱范曰翱虻龊螅俚慊髌舳阆裢钒磁ィ耸鄙阆裢芬丫舳梢钥际凳辈杉悠低枷袷�。如果要暂停拍摄，点击暂停拍摄按钮即可，要再次采集数据只需再次点击启动摄像头按钮。在进行读数之前，要先进行零误差设定，零误差的设定方式分为两种一个是在知道器具零误差的前提下手动输入零误差，直接点击输入零误差按钮；另一个方法是直接调用程序自动读取零误差，点击读取零误差按钮即可。之后点击获取读数按钮即可得到读数结果并实时的在显示器上显示。如果确定器具不存在零误差，也可直接点击获取读数按钮，计算读数并进行显示。由于连接摄像头和启动摄像头是系统正常工作的前提，因此设置了错误提示，即在没有正确的连接或者启动摄像头的情况下直接对系统进行其它操作，会弹出提示对话框，引导操作人员按照正确的步骤使用此发明装置。
权利要求
1.一种双排刻线计量器具自动检定装置，其特征在于，包括一个测量平台，测量平台下方旋接设置有四个水平调节螺母，水平调节螺母用于支撑测量平台并调节测量平台使其水平，测量平台上设有固定支架和水平仪，固定支架用于安装和固定光源照明�？楹屯枷癫杉？椋揭怯糜诠鄄獠饬科教ㄊ欠袼剑饬科教ū砻嫔柚糜卸喔鐾ǹ祝ǹ子糜诎沧昂凸潭ㄆ骶叨ㄎ荒？椋灰桓銎骶叨ㄎ荒？椋ㄒ桓龅脊欤礁龌楹土礁黾芯撸龅脊焖桨沧坝诓饬科教ㄉ希隽礁龌榭苫乜ń优浜显诘脊焐希黾芯叻直鸢沧坝诹礁龌樯希郊芯哂糜诮挥诹郊芯咧涞拇觳饧屏科骶呒薪簦灰桓龉庠凑彰髂？椋礁龇坠獾奶跣蜭ED光源，所述LED光源水平安装于测量平台的固定支架上；一个图像采集�？椋ㄒ桓鯟MOS摄像头和一个变焦镜头，所述变焦镜头安装于所述 CMOS摄像头下方，二者再一起竖直安装于测量平台的固定支架上且位于所述光源照明模块的正上方；一个计算机处理显示�？椋黾扑慊硐允灸？榘桓鱿允酒骱鸵桓鲋骰骰ü菹哂胪枷癫杉？橄嗔型枷袷莸拇洌鲋骰ü诓康氖荽砟？榉治龃硎荩⑼ü允酒鹘卸潦峁允�。
2.如权利要求I所述的双排刻线计量器具自动检定装置，其特征在于，所述固定支架为固定在测量平台上的导向柱，导向柱上可滑动地设置有套筒，所述套筒上设置有用于将套筒固定在导向柱上的定位旋钮，所述光源照明�？楹屯枷癫杉？榫沧霸谔淄采�。
3.如权利要求2所述的双排刻线计量器具自动检定装置，其特征在于，所述图像采集模块还包括一个摄像头安装座，所述摄像头安装座可上下滑动地设置在套筒上，所述CMOS 摄像头固定在摄像头安装座上，摄像头安装座上还设置有摄像头定位旋钮，摄像头定位旋钮用于将摄像头安装座固定在套筒上。
4.如权利要求2所述的双排刻线计量器具自动检定装置，其特征在于，所述光源照明�？榛拱ü庠窗沧翱蚣芎土礁龉庠窗沧鞍澹隽礁龇坠獾奶跣蜭ED光源分别安装在两个光源安装板上，两个光源安装板分别靠水平设置于其两端中部的转轴可转动地安装在光源安装框架上，两个光源安装板间隔并列设置且一个光源安装板位于另一个光源安装板上方，所述图像采集�？橹斜浣咕低吩诓饬科教ㄉ系拇怪蓖队澳芄淮┕礁龉庠窗沧鞍逯涞目障段恢貌⒙湓诓饬科教ㄉ系牡脊焐稀�
全文摘要
本发明公开了一种双排刻线计量器具自动检定装置，由图像采集�？�、光源照明模块、器具定位�？�、测量平台和计算机处理显示�？樽槌桑煌枷癫杉？橛蒀MOS摄像头和变焦镜头组成；光源照明�？橛闪礁龇坠獾奶跣蜭ED光源组成；器具定位�？橛傻脊�、左右两个滑块和左右两个夹具组成；处理显示�？橛上允酒骱椭骰槌桑扑慊硐允灸？楹屯枷癫杉？橥ü菹呦嗔徊饬科教ㄍü潭ㄖЪ芎吞淄灿糜诠潭ㄍ枷癫杉？�、光源照明�？�、器具定位�？�。该装置可以实现器具数据的自动读数，图像数据通过USB接口送入计算机，通过自己开发的软件自动计算、识别及读数结果显示。硬件结构简单，软件操作方便。
文档编号G01B5/00GK102607361SQ20121008781
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者刘丽君, 朱红军, 郭永彩, 高潮 申请人:重庆大学
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