专利名称：量块自动检定系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种量块自动检定系统。
背景技术：
传统的量块检定系统大多是目视仪器，以光谱灯氪灯作为光源，量块测量不仅需 要用肉眼判读干涉条纹、读取环境测量仪器的读数，还需要经过繁琐、复杂的计算，而且测 量不确定度受到限制。国内在量块检定系统的研制方面做了大量的艰苦工作，主要有基于 非接触式小数重合法原理的光波干涉仪和接触式激光量块测长仪，以及用于3等及以下量 块测量的仪器。现在工业领域中最常用的立式接触式干涉仪，是以光波干涉原理为基础，以 微小尺寸变化转换成干涉条纹的移动和测量的方法。传统的量块检定系统存在以下不足1、由干涉条纹标尺结构特点，决定了原有干涉仪在设定标准块零位后，测量范围 是士200 y m,只能采取近乎“一对一”的测量策略，即一个标准块对应一个被检量块，同时需 要根据被检量块的尺寸和标准量块的尺寸，手工进行量块的分类和排序；这样大大限制了 检定效率的提高；2、量块这样的高精度量具，对检定的环境要求高，如温度等因素对其测量精度影 响很大；3、量块检定时是通过目视观察瞄准读数，易引入瞄准读数误差，而且测量数据繁 多，判别量块等级的工作量大。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种量块自动检定系统及检定 方法，本实用新型可以实现量块的自动检定，并可由系统自动选定对应的标准量块，效率更 高，工作量小。其技术方案如下一种量块自动检定系统，包括工作台、激光干涉装置及信号处理装置，还包括有摄 像头，激光干涉装置包括测头，测头设于工作台的上方且与工作台相对，摄像头朝向工作台 的上方，激光干涉装置及摄像头均与信号处理装置连接。本实用新型所采用的量块自动检定方法包括如下步骤A、将待检定量块置于工作台；B、通过摄像头对待检定量块进行摄像并将所摄影像 输入信号处理装置，由信号处理装置进行处理并判定待检定量块的初步尺寸，并以此选定 对应的标准量块；C、调整测头使其靠近待检定量块，并将激光干涉装置所产生的信号输入 信号处理装置，并与B步骤中所选定标准量块的尺寸值进行比较，确定该待检定量块的实 际尺寸或误差。本实用新型由于加设有摄像头，并由信号处理装置对摄像头所输出的影像进行预 处理，以确定待检定量块的初步尺寸，并根据该初步尺寸选定相应的标准量块，在测量时可以实现“一对多”的检测，克服现有量块检定系统中“一对一”检测所带来的缺陷，检定的效 率更高；另一方面，通过摄像头将待检定量块的影像输入信号处理装置，而不是通过人工的 方式进行观测，降低了检定时的劳动强度，精度更高。在所述A步骤之前还有如下步骤a 将标准量块置于工作台上；b、通过摄像头对标准量块进行摄像并将所摄影像 输入信号处理装置，由信号处理装置进行处理并判定该标准量块的初步尺寸；c、调整测头 使其靠近标准量块，并将激光干涉装置所产生的信号输入信号处理装置，并将该标准量块 的尺寸值进行储存。前述步骤主要是用于对系统中的标准量块的数值进行校正，因为本实用新型所涉 及的是一种高精度的检测，但系统在使用一段时间之后，由于其所处环境、系统误差等因 素，会导致系统中所存储的标准量块的尺寸值存在偏差；所以，为保证检定的准确性，需要 根据需要定期或不定期的对系统中的标准量块的数值进行校正。前述技术方案进一步细化的技术方案可以是还包括有立柱、滑块及定位旋钮，所述激光干涉装置固定在滑块上，滑块设于立柱 上并能相对于立柱滑动，定位旋钮设于立柱与滑块之间。激光飘渺装置可通过滑块来调整 其高度，在调整到位后可通过定位旋钮进行锁定。所述激光干涉装置还包括有壳体、输入耦合器、参考用角耦棱镜、分光镜、测量用 角耦棱镜及传输光纤，测量用角耦棱镜通过测杆与所述测头连接且能相对于壳体滑动；输 入耦合器、分光镜、参考用角耦棱镜及传输光纤之间形成参考光传输线路，输入耦合器、测 量用角耦棱镜、分光镜、传输光纤之间形成测量光传输线路，传输光纤与所述信号处理装置 连接，在分光镜与传输光纤之间还设有反光棱镜。激光通过输入耦合器进入，激光经分光 镜、参考用角耦棱镜、反光棱镜后从传输光纤输出作为参考光信号，激光同时经分光镜、测 量用角耦棱镜、分光镜、反光棱镜后从传输光纤输出作为测量光信号，信号处理装置对参考 光信号及测量光信号进行比对，以确定测量用角耦棱镜移动的距离，进而确定待检定量块 的尺寸。在所述壳体内设有温度传感器，该温度传感器与所述信号处理装置连接。在对量 块进行检定时，温度传感器可将系统所处的温度传输至信号处理装置，由信号处理装置根 据系统所处温度对所检定的值进行修正，以克服系统温度对检定精度造成的影响。所述激光干涉装置还包括有对所述测头进行驱动的驱动机构，该驱动机构与所述 信号处理装置连接。在所述C步骤中，在调整测头位置时，信号处理装置对测头的移动距离 进行实时的记录。所述信号处理装置可包括计算机及信号处理箱，在信号处理装置中设有量块识别 模块、动作控制模块、校对模块、测量模块、存储模块、数据处理模块。综上所述，本实用新型的优点是本实用新型可以实现量块的自动检定，并可由系 统自动选定对应的标准量块，效率更高，工作量小。
图1是本实用新型实施例中，量块检定系统的结构示意图；图2是激光干涉装置的结构示意图；[0025]图3是信号处理装置的原理框图；附图标记说明1、工作台，2、激光干涉装置，3、信号处理装置，4、信号处理箱，5、计算机，6、摄像 头，7、测头，8、立柱，9、滑块，10、定位旋钮，11、壳体，12、输入耦合器，13、参考用角耦棱镜， 14、分光镜，15、测量用角耦棱镜，16、传输光纤，17、反光棱镜，18、温度传感器，19、动作控制 模块，20、系统设置模块，21、实时显示模块，22、校对模块，23、测量模块，24、存储模块，25、数据处理模块，26、不确定度计算模块，27、打印模块，28、历史查询模块，29、帮助模块，30、 待检定量块，31、测杆，32、量块识别模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明如图1至图3所示，一种量块自动检定系统，包括工作台1、激光干涉装置2及信号 处理装置3，还包括有摄像头6，激光干涉装置2包括测头7，测头7设于工作台1的上方且 与工作台1相对，摄像头6朝向工作台1的上方，激光干涉装置2及摄像头6均与信号处理 装置3连接。其中，该系统还包括有立柱8、滑块9及定位旋钮10，所述激光干涉装置2固定在 滑块9上，滑块9设于立柱8上并能相对于立柱8滑动，定位旋钮10设于立柱8与滑块9之 间；所述激光干涉装置2还包括有壳体11、输入耦合器12、参考用角耦棱镜13、分光镜14、 测量用角耦棱镜15及传输光纤16，测量用角耦棱镜15通过测杆31与所述测头7连接且能 相对于壳体11滑动；输入耦合器12、分光镜14、参考用角耦棱镜13及传输光纤16之间形 成参考光传输线路，输入耦合器12、测量用角耦棱镜15、分光镜14、传输光纤16之间形成测 量光传输线路，传输光纤16与所述信号处理装置3连接；在所述壳体11内设有温度传感器 18，该温度传感器18与所述信号处理装置3连接；所述激光干涉装置2还包括有对所述测 头7进行驱动的驱动机构，该驱动机构与所述信号处理装置3连接。所述信号处理装置3可包括计算机5及信号处理箱4，在信号处理装置3中设有 量块识别模块32、动作控制模块19、校对模块22、测量模块23、存储模块24、数据处理模块 25、历史查询模块28、帮助模块29、系统设置模块20、实时显示模块21、不确定度计算模块 26及打印模块27;其中量块识别模块32用于采集摄像头6的影像来初步识别量块的初步尺寸值；动作 控制模块19用于控制驱动机构的动作，且具有状态复位、手动/自动状态选择、启动测量、 靠近、测量、暂停、重新测量等功能；校对模块22用于根据量块识别模块32识别的量块初 步尺寸或数值输入标准量块，并能根据输入被检量块的数值或范围，自动提示标准量块，按 照输入校对次数进行校对；测量模块23能选择手动/自动两种状态，输入测量次数，选择 被测对象类型，以量块标称值列表或勾选的形式选择被测对象范围及其标称，可选、可删； 存储模块24用于保存被检仪器的送检单据编号、证书单位、证书单号、原始记录号、仪器型 号规格、仪器编号、检测时间、检测人员、温度、湿度等信息，可通过数据库形式查寻。分类实 时存储过程数据信息并生成可被重复调用的文件，并留有相应的数据输出接口，做实验后 续数据处理或验证用途，数据以“年月日+原始记录号”形式保存并可以修改；数据处理模 块25用于显示量块定级评定的图标、数据等依据，其中数据依据可修改编辑，得到的测量结果包括“量块标称值、长度、长度变动量、长度稳定性、平面度、研合性等(可勾选)”，对检 测结果进行等级评定，同时可输入精度等级和公差值，计算机自动给出量块的评定等级 ’历 史查询模块28用于按字段或时间等查询历史检测文件；系统设置模块20用于对系统进行 设置，如设置被测对象类型选择、测速等；实时显示模块21能实时显示干涉仪状态，测头类 型、位置，并有操作提示，并以图片、文字、动画等形式实现简单可视化；不确定度计算模块 26用于对主要的不确定度分量计算，对分量合成及扩展不确定度计算，并生成可编辑的不 确定度报告；打印模块27用于实时打开、保存文件，按模板生成证书封面、证书首页、证书 内页，调入检测数据、被检仪器的送检单据编号、证书单位、证书单号、原始记录号、仪器型 号规格、仪器编号、检测时间、检测人员、温度、湿度、不确定度等信息，可添加证书内页、打 印WORD格式的附件。能对量块标称值、长度、长度变动量、长度稳定性、平面度、研合性(可 勾选)等测量结果进行打印预览，还可以重复编辑、打印。具有电子签名功能(在制定位置 插入调用图片)，可打印检定证书。本实施例中，采用的量块自动检定方法包括如下步骤A、将待检定量块30置于工作台1 ；B、通过摄像头6对待检定量块30进行摄像并将所摄影像输入信号处理装置3，由 信号处理装置3进行处理并判定待检定量块30的初步尺寸，并以此选定对应的标准量块；C、调整测头7使其靠近待检定量块30 (在调整测头7位置时，信号处理装置3对 测头7的移动距离进行实时的记录)，并将激光干涉装置2所产生的信号输入信号处理装置 3，并与B步骤中所选定标准量块的尺寸值进行比较，确定该待检定量块30的实际尺寸或误 差。操作者可根据需要，定期或不定期的对本实施例所述检定系统进行校正，即在所 述A步骤之前还有如下步骤a 将标准量块置于工作台1上；b、通过摄像头6对标准量块进行摄像并将所摄影 像输入信号处理装置3，由信号处理装置3进行处理并判定该标准量块的初步尺寸；c、调整 测头7使其靠近标准量块，并将激光干涉装置2所产生的信号输入信号处理装置3，并将该 标准量块的尺寸值进行储存。光干涉装置的工作原理是激光通过输入耦合器12进入，激光经分光镜14、参考 用角耦棱镜13、反光棱镜17后从传输光纤16输出作为参考光信号，激光同时经分光镜14、 测量用角耦棱镜15、分光镜14、反光棱镜17后从传输光纤16输出作为测量光信号，信号处 理装置3对参考光信号及测量光信号进行比对，以确定测量用角耦棱镜15移动的距离，进 而确定待检定量块30的尺寸。本实施例由于加设有摄像头6，并由信号处理装置3对摄像头6所输出的影像进行 预处理，以确定待检定量块30的初步尺寸，并根据该初步尺寸选定相应的标准量块，在测 量时可以实现“一对多”的检测，克服现有量块检定系统中“一对一”检测所带来的缺陷，检 定的效率更高；另一方面，通过摄像头6将待检定量块30的影像输入信号处理装置3，而不 是通过人工的方式进行观测，降低了检定时的劳动强度，精度更高。以上仅为本实用新型的具体实施例，并不以此限定本实用新型的保护范围；在不 违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。
权利要求一种量块自动检定系统，包括工作台、激光干涉装置及信号处理装置，其特征在于，还包括有摄像头，激光干涉装置包括测头，测头设于工作台的上方且与工作台相对，摄像头朝向工作台的上方，激光干涉装置及摄像头均与信号处理装置连接。
2.如权利要求1所述量块自动检定系统，其特征在于，还包括有立柱、滑块及定位旋 钮，所述激光干涉装置固定在滑块上，滑块设于立柱上并能相对于立柱滑动，定位旋钮设于 立柱与滑块之间。
3.如权利要求1所述量块自动检定系统，其特征在于，所述激光干涉装置还包括有壳 体、输入耦合器、参考用角耦棱镜、分光镜、测量用角耦棱镜及传输光纤，测量用角耦棱镜通 过测杆与所述测头连接且能相对于壳体滑动；输入耦合器、分光镜、参考用角耦棱镜及传输 光纤之间形成参考光传输线路，输入耦合器、测量用角耦棱镜、分光镜、传输光纤之间形成 测量光传输线路，传输光纤与所述信号处理装置连接。
4.如权利要求3所述量块自动检定系统，其特征在于，在所述壳体内设有温度传感器， 该温度传感器与所述信号处理装置连接。
5.如权利要求3所述量块自动检定系统，其特征在于，所述激光干涉装置还包括有对 所述测头进行驱动的驱动机构，该驱动机构与所述信号处理装置连接。
6.如权利要求1至5中任一项所述量块自动检定系统，其特征在于，所述信号处理装置 中设有量块识别模块、动作控制模块、校对模块、测量模块、存储模块、数据处理模块。
专利摘要本实用新型公开了一种量块自动检定系统，其包括工作台、激光干涉装置及信号处理装置，其特征在于，还包括有摄像头，激光干涉装置包括测头，测头设于工作台的上方且与工作台相对，摄像头朝向工作台的上方，激光干涉装置及摄像头均与信号处理装置连接。本实用新型可以实现量块的自动检定，并可由系统自动选定对应的标准量块，效率更高，工作量小。
文档编号G01B11/02GK201600124SQ20092027226
公开日2010年10月6日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者古耀达, 周伦彬, 杨昭信, 林冬青, 蔡永洪, 郭彤, 高顺民, 黄志斌 申请人:广州市计量检测技术研究院