专利名称：一种指示表全自动检定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种指示表全自动检定仪。
背景技术：
众所周知，百分表、千分表等精密测量仪器是机械工业最为广泛使 用的常规仪表，它们在我国工业领域中发挥着举足轻重的作用。在仪表 生产企业和计量检定部门，需要对千分表和百分表示值误差进行准确检 定，以判断是否合格，这是一项经常性的劳动强度大的工作。传统的百 分表、千分表检定方法分为手动方式和半自动方式，是采用组合不同长 度的标准量块组为尺度基准，或采用具有刻度的高精度测微机构为长度 基准，然后由人眼进行示值读数来对百分表、千分表等指示表进行检定。 手动方式是指通过手工旋转手轮或微分筒等产生标准位移，经一定的方 式使指示表指针产生角位移，操作人员用眼睛读取数值，并采用手工记
录，最后再进行计算得出检测结果的方法；半自动方式是指通过步进电 机或手工驱动光栅或标准螺纹丝杆产生位移，推动指示表指针产生角位 移，操作人员用眼睛观察指示表，当指针偏转到检定点位置时采样光栅 或标准丝杆的实际位移量，最后通过微处理器或电脑计算得出检测结果 的方法，该方法属于"反检法"。采用这两种检定方法，由于采用人工目 视读数，因此测量精度低，可靠性差，重复性差，劳动强度低，检定时 间长，工作效率低，只能进行有限位置的定点检定，灵活性和通用性差;由于采用手工计算，因此，计算效率低，且只能给出单点误差值，无法 得到完整的误差曲线。随着现有生产的要求，传统的检定方法已不能满 足效率快和精度高的要求了，人们为了克服上述的不足，目前，在我国 已经开始采用光电和计算机图像处理技术来对指示表进行检定，在中国
专利号为200720082002.5的专利中披露了一种指示表全自动检定仪，包 括计算机、摄像头、光栅式标准位移装置、电机驱动装置；所述的摄像 头的位置能左右、上下、前后的调整，摄像头的作用是将指示表中的数 据拍摄下来，并通过图像处理系统将数据传输到计算机上，然后计算出 指示表的精确读数；所述的光栅式标准位移装置包括光栅底座、滑块、 测杆、平行光源、光栅尺、光电池、光栅信号放大采样电路；所述的电 机驱动装置包括微处理器控制电路、电机驱动器、电机、螺杆及螺母； 所述的电机输出轴与螺杆一端相连接，螺母设在螺杆上，滑块、测杆及 螺母连为一体；在工作时，电机驱动螺杆旋转，然后带动螺母运动，螺 母通过滑块使测杆运动，测杆与指示表相接触，这样，就使指示表产生 一个实际位移，在平行光源、光栅尺和光电池的作用下，经光栅信号放 大采样电路计算出实际位移量，经接口电路送到计算机内，在计算机内 将实际位移和摄像头中所转换出来的数据进行比较，然后得出指示表的 误差。采用这种结构的指示表全自动检定仪，不易转化为规模生产，'稳 定性不易控制，且由于摄像头在摄像时易受光源的影响，因此，会影响 检定精度，通用性不好。本实用新型的目的是为了提供一种指示表全自动检定仪，利用本实 用新型的结构能提高检定精度，检定速度快，稳定性好，通用性好。
为达到上述目的，本实用新型的指示表全自动检定仪包括底座、计
算机、摄像头、光栅式标准位移装置、电机驱动装置；所述的底座上设
有X向导轨，X向导轨上设有立柱；立柱上设有Z向导轨，Z向导轨上设
有摄像头固定支架，所述的摄像头设在摄像头固定支架上；所述的摄像 头配有图像采集卡，图像采集卡与计算机相连接；所述的光栅式标准位 移装置和电机驱动装置设在底座上，且位于立柱的一侧；所述的光栅式 标准位移装置包括采用了大型快速存取寄存器文件和快速单周期指令的 AVR单机片及EEPR0M电可擦除可编程只读存储器；所述的摄像头上设有 DSP暗区处理器；所述的图像采集卡为PCI和PCMCIA接口的高速图像采 集卡。
这种结构的指示表全自动检定仪，由于在摄像头上设置了 DSP暗区 处理器，因此，即使不加装附属光源，在无明亮外界环境下仍能清晰捕 捉图像，准确识别每条刻度线和指针位置，进而精确计算出指针示值， 提高检定的精确度；由于设置了AVR单片机，这样，能对目标代码的大 小、性能及功耗实现优化，因此，稳定性好；由于采集卡为PCI和PCMCIA 接口的高速图像采集卡，这样，传输数据的速度快，且既能配置在台式 机上，也能配置在笔记本电脑上，因此，检定的速度也快，通用性好。
作为本实用新型的具体化，所述的光栅式标准位移装置还包括光栅 底座、滑块、导杆、测杆、平行光源、光栅尺、光电池及光栅信号放大 采样电路；所述的光栅底座和导杆设在底座上；平行光源设在光栅底座 内，光栅尺设在光栅底座上，且位于平行光源的正上方，所述的光电池 设在光栅尺的正上方；所述的滑块设在导杆上；测杆设在滑块上，且与 滑块相连接，测杆远离滑块的一端设有测头。这种结构，滑块带动测杆运动，在平行光源的作用下，光栅尺产生光线变化，光栅尺将信号转化
为相差90度的正弦波信号，经光栅信号放大采用电路将信号放大，传给
计算机计算出测杆的实际位移量，这样，能精确的计算出测杆的位移量， 因此，检定的精确度高。
作为本实用新型的具体化，所述的电机驱动装置包括微处理器控制
电路、电机驱动器、电机、螺杆、螺母、第一轴承座及第二轴承座；所 述的电机设在底座上，电机的输出轴与螺杆相连接，螺母设在螺杆上且 与所述的滑块相连接；所述的电机输出轴和螺杆之间设有联轴器；电机 上远离输出轴的一端设有第一调节手轮；所述第一轴承座上设有第一轴 承，第二轴承座上设有第二轴承；所述的螺杆的两端部设在第一和第二 轴承上。这种电机驱动装置结构简单，实用性强。
作为改进，所述的光栅尺和第一轴承座之间设有拉簧。这样对光栅 尺起到复位的作用。
作为改进，所述的立柱上设有X向旋转手轮；摄像头固定支架上设 有Z向旋转手轮。设置旋转手轮，便于调节摄像头的位置。
作为改进，所述的底座上设有6个支脚。采用这种结构，增加了整 个仪器的抗震性能，使导杆和X向导轨处于较平直的平面上，提高检定 的精度。
作为改进，所述的底座上摄像头的下方设有指示表固定夹具。这样 便于指示表的安装。


图1为本实用新型的立体视图； 图2为本实用新型的主视图；图3为本实用新型的去掉外壳的俯视图； 图4为本实用新型的右视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
和附图对本实用新型进行进一步详细说明 如图1和图2所示的指示表全自动检定仪，包括底座1及计算机(未 示出)，在底座1上设有X向导轨2，如图4， X向导轨为燕尾形导轨； 在X向导轨2上设有立柱3，立柱3能沿X向导轨上左右运动，立柱3 上设有Z向导轨4，在Z向导轨4上设有摄像头固定支架5，摄像头固定 支架5能在Z向导轨4上上下运动，在摄像头固定支架5上安装有摄像 头6，摄像头6上安装有DSP暗区处理器(未示出)，如图4所示，在立 柱上安装有X向旋转手轮7，通过旋转X向旋转手轮7能使立柱产生左 右的运动，如图1和图2所示，在摄像头固定支架5上安装有Z向旋转 手轮8，通过旋转Z向旋转手轮8能是摄像头固定支架5产生上下的运 动，这样，就能够调节摄像头6的上下位置和左右位置，时摄像头6能 拍摄到最清晰的图像；在摄像头6上还设有数据接口连接PCI和PCMCIA 接口的高速图像采集卡(未示出)，图像采集卡安装于计算机内，这样， 摄像头6所拍摄的指示表图像经图像采集卡处理，然后将数据传送到计
算机内进行计算和分析。
如图1和图2所示，在底座1上设有外壳9;如图3，在外壳9内设
有光栅式标准位移装置和电机驱动装置；所述的光栅式标准位置装置包 括光栅底座(未示出)、滑块IO、导杆ll、测杆12、平行光源(未示出)、 光栅尺13、光电池(未示出)、光栅信号放大采样电路(未示出)、AVR 单机片(未示出)及EEPR0M电可擦除可编程只读存储器(未示出)，所 述的电机驱动装置包括微处理器控制电路(未示出)、电机驱动器(未示 出)、电机14、螺杆15、螺母16、第一轴承座17及第二轴承座18，在第一轴承座17内安装有第一轴承(未示出)，在第二轴承座18内安装有 第二轴承(未示出)，所述的光栅底座和导杆11安装在底座1上，平行
光源安装在光栅底座内，光栅尺13设在平行光源的正上方，光电池设在 光栅尺13的正上方，所述的滑块10设在导杆11上且能在导杆11上运 动，在外壳9内远离立柱3的一侧设有电机安装支架，电机14安装在电 机支架上，所述的螺杆15与电机14的输出轴相连接，在螺杆15和电机 输出轴之间设有联轴器，在电机14上与螺杆15相对的一端上安装有第 一调节手轮20，第一调节手轮20与电机的轴相连接，且设在外壳9夕卜， 所述的第一轴承座17和第二轴承座18安装在底座1上，螺杆15设在第 一轴承座17和第二轴承座18上，所述的螺母16设在螺杆15上，当螺 杆15旋转时，能带动螺母16直线运动，所述的螺杆15与电机14相对 的一端和滑块10相连接，滑块10还与测杆12相连接，在测杆12远离 螺杆15的一端设有测头，测头伸出外壳9;所述的光栅尺13和第一轴承 座17之间设有拉簧21，这样，可以使光栅片13及时的复位。
如图1和图2所示，在底座l的下面安装有6个支脚22，设置6个 支脚22，能增加整个仪器的抗震性能，使导杆和X向导轨处于较平直的 平面上，提高检定的精度；在外壳9的一侧设有、旨示表固定夹具23，这
样便于指示表的夹持和安装。
这一结构的指示表全自动检定仪的工作过程为先将指示表夹持在 指示表固定夹具上，保持工作面超正上方，调节指示表固定夹具的位置， 使指示表的测杆与仪器上的测头相接触，旋转第一调节手轮，使指示表 对零。调节X向和Z向旋转手轮，使摄像头拍摄指示表时，能得到最佳 的质量效果，启动DSP暗区处理器。完成初步调整后进入检定工作，一 方面，计算机发出信号使微处理器控制电路工作，微处理器控制电路通 过电机驱动器使电机工作，电机旋转带动螺杆旋转，螺杆的旋转带动螺 母运动，螺母带动光栅式标准位移装置产生位移变化，在平行电源的作用下，光栅尺将位移信号转化为相差卯度的正弦波信号，然后经光栅信号放大采用电路将信号放大，传给计算机，经计算机计算出实际的位移
量；另一方面，指示表显示的位移变化由摄像头获取后经图像采集卡输入到计算机内进行识别，计算出指示表上的数据，然后在计算机内对两路数据进行对边，从而给出指示表的误差。
这种结构的指示表全自动检定仪，由于在摄像头上设置了 DSP暗区处理器，因此，即使不加装附属光源，在无明亮外界环境下仍能清晰捕捉图像，准确识别每条刻度线和指针位置，进而精确计算出指针示值，提高检定的精确度；由于设置了采用了大型快速存取寄存器文件和快速单周期指令的AVR单片机，这样，能对目标代码的大小、性能及功耗实现优化，因此，稳定性好；由于采集卡为PCI和PCMCIA接口的高速图像采集卡，这样，传输数据的速度快，且既能配置在台式机上，也能配置在笔记本电脑上，因此，检定的速度也快，通用性好。
权利要求1.一种指示表全自动检定仪，包括底座、计算机、摄像头、光栅式标准位移装置、电机驱动装置；所述的底座上设有X向导轨，X向导轨上设有立柱；立柱上设有Z向导轨，Z向导轨上设有摄像头固定支架，所述的摄像头设在摄像头固定支架上；所述的摄像头上设有图像采集卡，图像采集卡与计算机相连接；所述的光栅式标准位移装置和电机驱动装置设在底座上，且位于立柱的一侧；其特征在于所述的光栅式标准位移装置包括AVR单机片及EEPROM电可擦除可编程只读存储器；所述的摄像头上设有DSP暗区处理器；所述的图像采集卡为PCI和PCMCIA接口的高速图像采集卡。
2. 根据权利要求1所述的指示表全自动检定仪，其特征在于所述的光栅式标准位移装置还包括光栅底座、滑块、导杆、测杆、平行光源、光栅尺、光电池及光栅信号放大采样电路；所述的光栅底座和导杆设在底座 上；平行光源设在光栅底座内，光栅尺设在光栅底座上，且位于平行光 源的正上方，所述的光电池设在光栅尺的正上方；所述的滑块设在导杆 上；测杆设在滑块上，且与滑块相连接，测杆远离滑块的一端设有测头。
3. 根据权利要求2所述的指示表全自动检定仪，其特征在于所述的电机 驱动装置包括微处理器控制电路、电机驱动器、电机、螺杆、螺母、第 一轴承座及第二轴承座；所述的电机设在底座上，电机的输出轴与螺杆 相连接，螺母设在螺杆上且与所述的滑块相连接；所述的电机输出轴和 螺杆之间设有联轴器；电机上远离输出轴的一端设有第一调节手轮；所 述第一轴承座上设有第一轴承，第二轴承座上设有第二轴承；所述的螺 杆的两端部设在第一和第二轴承上。
4. 根据权利要求3所述的指示表全自动检定仪，其特征在于:所述的光栅尺和第一轴承座之间设有拉簧。
5. 根据权利要求1所述的指示表全自动检定仪，其特征在于所述的立柱 上设有X向旋转手轮；摄像头固定支架上设有Z向旋转手轮。
6. 根据权利要求1所述的指示表全自动检定仪，其特征在于所述的底座 上设有6个支脚。
7. 根据权利要求1至6任一所述的指示表全自动检定仪，其特征在于所 述的底座上摄像头的下方设有指示表固定夹具。
专利摘要本实用新型公开了一种指示表全自动检定仪，包括底座、计算机、摄像头、光栅式标准位移装置、电机驱动装置；底座上设有X向导轨，X向导轨上设有立柱；立柱上设有Z向导轨，Z向导轨上设有摄像头固定支架，摄像头设在摄像头固定支架上；摄像头配备图像采集卡，图像采集卡与计算机相连接；光栅式标准位移装置包括AVR单机片及EEPROM电可擦除可编程只读存储器；摄像头上设有DSP暗区处理器；图像采集卡为PCI和PCMCIA接口的高速图像采集卡，可适配通用的台式电脑和笔记本电脑。利用本实用新型的结构能提高检定精度，检定速度快，稳定性好，通用性好。
文档编号G01B11/02GK201417119SQ200920130539
公开日2010年3月3日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者(请求不公开姓名) 申请人:深圳市菲恩测控科技有限公司