專利名稱：指示表全自動檢定儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種指示表全自動檢定儀。
背景技術：
指示表包括指針式、數字式兩大類，普通百分表、千分表廣泛用于機械加工 行業，對加工零件進行檢測，因此，生產這些表的企業或計量部門需要對這些 表的示值誤差按照相關部門制定的規程進行性能檢定。傳統的檢定方法是人工 進行的，它存在工作量大、效率低、精度低、人為誤差大、檢定結果不客觀等 很多缺陷。為此，某些單位研制出一些基于圖像技術的全自動檢定儀，存在著 攝像頭像素太低、讀數方法不科學、圖像效果要求高以及性能不穩定等因素， 特別是對于數顯式指示表，根本無法從圖像技術上來解決讀數問題，因此通用 性不好，不易推廣。
實用新型內容
本實用新型提供一種新型的指示表全自動檢定儀，該指示表全自動檢定儀的 被檢表采用光柵式標準位移裝置控制被檢表發生位移，提供了一種性能穩定、 精度高、速度快、能夠智能識別指針式和數字式兩種指示表的指示表全自動檢 定儀。
本實用新型解決以下技術問題所采用的技術方案是指示表全自動檢定儀， 包括計算機、攝像頭，所述指示表全自動檢定儀還包括光柵式標準位移裝置、 電機驅動裝置，攝像頭通過圖像采集卡與計算機相連并由支架固定，使攝像頭 對準被檢表，被檢表與光柵式標準位移裝置相連，電機驅動裝置驅動光柵式標準位移裝置并給出一個標準量，被檢表對應產生一個位移，由計算機通過攝像 頭拍照并識別被檢表讀數，從而自動完成數據處理。
本實用新型攝像頭采用高清晰工業攝像頭，優選高像素、速度快、抗干擾 性強的模擬專業攝像機，識別被檢表讀數是指被檢表圖像經計算機獲取后，經 一系列復雜運算，最終得出讀數，且讀數分辨率為被檢表十分之一格，利用高 速圖像采集卡與計算機相連接，該裝置采用光柵式標準位移裝置控制被檢表發 生位移，使得被檢表的位移控制更為精確，從而使得檢定儀的檢定性能更穩定、
精度更高；本實用新型的被檢表包括數字式、指針式的百分表、千分表、標桿 百分表、杠桿千分表、內徑百分表、內徑千分表、大量程百分表、各種量程數 顯表、英制表及其它長度類指示表。
所述支架為可沿左右、上下、前后三方向調節的可調節支架。工業攝像頭 固定在一個可調節的支架上，通過調節支架左右、前后、上下位置來改變圖像 大小，工業攝像頭對光線自動調節，并通過調焦圈，使圖像達到最佳效果。
所述圖像采集卡是一種計算機PCI接口的高速圖像采集卡；所述的光柵式 標準位移裝置是采用光柵技術的標準位移裝置，所述的電機驅動裝置是由微處 理器控制電路、電機驅動器和步進電機組成，微處理器控制電路通過電機驅動 器來驅動步進電機產生轉動。
所述采用光柵技術的標準位移裝置是一種由機械位移變化后經過玻璃光柵 尺產生光線變化，經光電轉化后并由放大調制采樣電路計算出變化位移的裝置； 標準位移裝置由光柵底座、滑塊、導軌、測桿、支座、數只支架、平行光源、 玻璃光柵尺、光電池、光柵信號放大采樣電路構成；所述電機驅動裝置是指步 進電機固定在一支架上，步進電機工作軸通過連軸器與一絲桿相連，絲桿與螺母連接，螺母、滑塊和測頭連接為一體，導軌與光柵底座一起安裝在儀器底座 上，平行光源在安裝光柵底座內并位于玻璃光柵尺正下方，光電池安裝位于玻 璃光柵尺正上方，光柵底座、數只支架固定在底座上；主控電路通過電機驅動 器驅動步進電機轉動，帶動絲桿轉動，從而使滑塊產生相對位移，兩塊玻璃光 柵尺之間也相對移動，并產生光線的變化，光電池接收不同的光線產生不同的 電信號，經放大調制采樣電路計算出位移變化量。所述底座的一半是平面，整個光柵位移標準裝置安裝于其平面上，底座另 一半是燕尾槽形狀工作面導軌，被檢表與夾具緊固其上；所述平行光源是由白 色LED發光后經透鏡產生一組平行的白光源；所述的玻璃光柵尺是帶有細小刻 度的兩塊玻璃尺；所述的電信號是當兩塊玻璃尺相對移動，下方的平行光通過 兩塊玻璃尺后產生光線變化，經光電池轉換后的兩組相差九十度正弦波信號。所述放大調制采樣電路是指兩路正弦波微弱信號經由運算放大器后，放大為 幅度為2V左右后，經高速模數轉換后得到兩路數值，經計算最終得到位移變化 量；所述測頭的平面度高，并且在與滑塊一起運動過程中其本身不旋轉，使得 被檢表測桿與測頭之間沒有相對運動。為了使光柵式標準位移裝置工作穩定、精度高、工作壽命長，該裝置使用了 最新光柵技術，采用兩塊帶有精密刻度的光柵玻璃尺，移動玻璃尺固定在可沿 導軌運行的塊上，固定玻璃尺裝在其上方，兩塊光柵玻璃尺與導軌平行安裝。 平行光源通過兩塊帶有精密刻度的光柵玻璃尺相對移動產生光線變化，經過光 電池轉化為電信號，由放大調制采樣電路進行數據處理后，得到實際位移量。 儀器工作期間，為了使光柵式標準位移裝置定位更準確，本儀器采用了精密步 進電機，經電機驅動器細分后，電機可以按十分之一微米的步距運行，定位誤差小于一個步距。檢定表操作過程如下裝上被檢表并固定好，保證被檢表工作面方向朝上， 調整攝像頭位置，使被檢表圖像位于計算機檢定軟件所要求的位置范圍內，調 整對焦圈和光圈，達到檢定理想效果。在計算機軟件上點擊"輸入信息"，輸入 被檢表信息后并按確定，然后轉動手輪使被檢表對零(對于數顯表，按清零鍵 即可)，點擊"開始檢定"后，計算機對儀器主控電路發出檢定命令，儀器按照 相應的規程自動運行。主控電路中微處理器控制電機按一定步距運行，計算機 立即拍照并快速處理圖像數據，讀出被檢表的讀數，然后跟實際變化位移進行 對比和計算，從而自動完成相關數據處理，并顯示和打印檢定結果。本實用新型的有益效果是被檢表采用光柵式標準位移裝置控制被檢表發生 位移，結構簡單、性能穩定，并具有精度高、速度快、功能強、效率高、操作 簡、檢定結果更客觀，整個檢定過程全自動進行。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖l是本實用新型的組成框圖；圖2是本實施例的內部結構示意圖；圖3是本實施例的外部結構示意圖。
具體實施方式
參見圖l、圖2所示，本實用新型的指示表全自動檢定儀包括一臺計算機、工 業攝像頭，計算機可以是任何微機或筆記本計算機，為了提高精度，本實施例 實現方案采用了高清晰工業攝像頭，它通過圖像采集卡與計算機相連，并通過 一個可調節的支架固定在儀器底座上，它的上下、左右、前后三方向位置通過固定支架的調整裝置進行調整，被檢表測桿與光柵式標準位移裝置測頭相接觸， 主控電路通過電機驅動器控制步進電機運轉，帶動光柵式標準位移裝置產生位 移變化，經光電轉化后由放大調制采樣電路計算出實際位移量，經接口電路送 至計算機。被檢表產生位移變化后計算機拍照并識別被檢表的讀數，從而自動 完成數據處理。圖2是本實施例的內部結構示意圖，圖2中，手輪1與步進電機2—端軸相連， 步進電機另一端軸通過連軸器3與絲桿5相連，絲桿上有一螺母4，螺母4、滑塊6 和測頭10連接為一體，導軌9與光柵底座12—起安裝在儀器底座14上，平行光源 13位于光柵尺7正下方，光電池8位于光柵尺正上方。電機轉動時帶動絲桿旋轉， 從而使螺母、滑塊、測頭水平方向移動，光電池接收到光線變化并轉化為兩路 正弦波信號，輸出到放大調制采樣電路，所有電路部分置于儀器底座內部，并 通過一接插面板ll與計算機互相通信。圖3是本實施例的外部結構示意圖圖3中，儀器攝像部分由左右調節裝置30、 上下調節裝置23、前后調節裝置27、立柱21、九十度旋轉結構24、攝像頭22、 鏡頭25、輔助光源26組成。儀器主機由手輪l、基準位移結構33、測頭IO、夾具 28、導軌9、光柵底座12和支腳15組成。儀器正常工作時，被檢表安裝到夾具上固定在工作面導軌上，保持工作面朝 正上方，夾具可在導軌上左右滑動，被檢表測桿與測頭相接觸，轉動手輪可以 使被檢表對零。導軌、光柵尺、測頭、底座處于平行狀態。調節上下調節裝置 使得被檢表成像大小符合檢定要求，調節左右調節裝置及前后調節裝置，使圖 像位于居中位置，調節鏡頭光圈和調焦圈可改變圖像質量并達到最佳效果，九 十度旋轉結構可以使攝像頭順時針旋轉九十度，便于檢定內徑表，輔助光源采用環行LED白光照明，四只支腳安裝在儀器底座上，便于調整儀器水平狀態。本實用新型的不限于上述實施方式，由本領域技術人員作出的各種變化或改 型都屬于本實用新型號的保護范圍。
權利要求1、指示表全自動檢定儀，包括計算機、攝像頭，其特征在于，所述指示表全自動檢定儀還包括光柵式標準位移裝置、電機驅動裝置，攝像頭通過圖像采集卡與計算機相連并由支架固定，使攝像頭對準被檢表，被檢表與光柵式標準位移裝置相連，電機驅動裝置驅動光柵式標準位移裝置并給出一個標準量，被檢表對應產生一個位移，由計算機通過攝像頭拍照并識別被檢表讀數，從而自動完成數據處理。
2、 根據權利要求l所述的指示表全自動檢定儀，其特征在于，所述支架為 可沿左右、上下、前后三方向調節的可調節支架。
3、 根據權利要求1或2所述的指示表全自動檢定儀，其特征在于，所述圖 像采集卡是一種計算機PCI接口的高速圖像采集卡；所述的光柵式標準位移裝 置是采用光柵技術的標準位移裝置，所述的電機驅動裝置是由微處理器控制電 路、電機驅動器和步進電機組成，微處理器控制電路通過電機驅動器來驅動步 進電機產生轉動。
4、 根據權利要求3所述的指示表全自動檢定儀，其特征在于，所述采用光 柵技術的標準位移裝置是一種由機械位移變化后經過玻璃光柵尺產生光線變 化，經光電轉化后并由放大調制采樣電路計算出變化位移的裝置；標準位移裝置由光柵底座、滑塊、導軌、測桿、支座、數只支架、平行光源、玻璃光柵尺、光電池、光柵信號放大采樣電路構成；所述電機驅動裝置是指步進電機固定在 一支架上，步進電機工作軸通過連軸器與一絲桿相連，絲桿與螺母連接，螺母、 滑塊和測頭連接為一體，導軌與光柵底座一起安裝在儀器底座上，平行光源在 安裝光柵底座內并位于玻璃光柵尺正下方，光電池安裝位于玻璃光柵尺正上方， 光柵底座、數只支架固定在底座上；主控電路通過電機驅動器驅動步進電機轉動，帶動絲桿轉動，從而使滑塊產生相對位移，兩塊玻璃光柵尺之間也相對移 動，并產生光線的變化，光電池接收不同的光線產生不同的電信號，經放大調 制采樣電路計算出位移變化量。
5、 根據權利要求4所述的指示表全自動檢定儀，其特征是在于，所述底座 的一半是平面，整個光柵位移標準裝置安裝于其平面上，底座另一半是燕尾槽 形狀工作面導軌，被檢表與夾具緊固其上；所述平行光源是由白色LED發光后 經透鏡產生一組平行的白光源；所述的玻璃光柵尺是帶有細小刻度的兩塊玻璃 尺；所述的電信號是當兩塊玻璃尺相對移動，下方的平行光通過兩塊玻璃尺后 產生光線變化，經光電池轉換后的兩組相差九十度正弦波信號。
6、 根據權利要求4所述的指示表全自動檢定儀，其特征是在于，所述放大 調制采樣電路是指兩路正弦波微弱信號經由運算放大器后，放大為幅度為2V左 右后，經高速模數轉換后得到兩路數值，經計算最終得到位移變化量；所述測 頭的平面度高，并且在與滑塊一起運動過程中其本身不旋轉，使得被檢表測桿 與測頭之間沒有相對運動。
專利摘要本實用新型涉及一種指示表全自動檢定儀。該指示表全自動檢定儀主要包括計算機、工業攝像頭、光柵式標準位移裝置及電機驅動裝置，工業攝像頭通過與計算機內部圖像采集卡相連，并固定在一個可移動支架上，使其對準被檢表，被檢表由一個可移動夾具固定，使其測桿與光柵式標準位移裝置相連的測頭相接觸，測頭由電機驅動裝置來推動，從而使被檢表產生位移，工業攝像頭實時拍攝并識別指針式或數字式被檢表讀數，使得檢定過程全自動進行。本實用新型的指示表全自動檢定儀結構簡單、性能穩定，并具有精度高、速度快、功能強、效率高、操作簡、檢定結果更客觀，整個檢定過程全自動進行，方便普及。
文檔編號G01B5/00GK201126337SQ20072008200
公開日2008年10月1日 申請日期2007年11月20日 優先權日2007年11月20日
發明者周小雨 申請人:成都市英子測控科技有限公司