一种全自动数显倾角仪检测系统的制作方法

本实用新型涉及角度传感器技术领域，具体来说是角度传感器的误差检测，特别涉及一种全自动数显倾角仪检测系统。

背景技术：

智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。

智能化是制造自动化的发展方向。智能制造日益成为未来制造业发展的重大趋势和核心内容，是加快发展方式转变，促进工业向中高端迈进、建设制造强国的重要举措，也是新常态下打造新的国际竞争优势的必然选择。国家及上海市等各个层面相继推出《装备制造业标准化和质量提升规划》及《关于上海加快发展智能制造助推全球科技创新中心建设的实施意见》等文件促进智能制造产业升级。

传感器作为反馈指令执行情况的关键环节，其发展与应用成为衡量一个国家信息化程度的重要标志，对于提升制造业的生产效率与促进制造业的改革方面有着无可替代的作用，也改变着制造业企业的发展模式。传感器应用及其广泛，按用途可分为位移传感器、角度传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器等诸多种类，其中数显倾角仪就是一种典型的角度传感器。

数显倾角仪是用于测量一个平面相对于水平面的倾斜角或两平面间夹角的数显式测角仪器，测量范围(0～360)°，仪器精度为±(0.02～0.2)°。

数显倾角仪由于其使用方便、携带便捷等优点广泛应用于、铁道系统、水利系统、军事自动化、工业自动化、汽车行业、机械行业、建筑施工、电子通信行业及生物、医学、机器人等需要测量角度与控制角度的领域，涉及智能制造产业的各个分支行业。

作为一种在各个行业普遍应用的角度传感器，如何实现数显倾角仪的示值误差准确、高效的测量就成为了制约整个传感器产业发展的瓶颈。解决数显倾角仪的示值误差精确测量的问题对传感器的上下游产业都具有重要推动作用：一方面，可以为传感器制造企业改进制造工艺提供数据支持；另一方面，又可以为传感器使用客户提高应用效率提供技术依据；因此，该研究对促进角度传感器行业技术升级换代意义重大。

数显倾角仪的检验依据主要有：《JB/T 11104-2011电子数显倾角尺》、《JJF (浙)1057-2010数显倾角仪校准规范》。按照上述规范要求，现行的数显倾角仪示值误差的检测方法主要通过分度头或量块与正弦规组合来实现，检测方法如图 1至图3所示。

图1和图2为采用倾角尺1’、专用夹具2’、分度头转盘3’、分度头锥轴4’来检测数显倾角仪5’示值误差示意图。

计算公式：其中，Δ为数显倾角仪示值误差，为数显倾角仪示值，为分度头示值。

图3为采用正弦规6’、量块7’检测数显倾角仪5’示值误差示意图。

计算公式：其中，Δ为数显倾角仪示值误差，为数显倾角仪示值，为分度头示值，H为量块中心长度，L为正弦规跨距。

利用以上两种方式可以实现数显倾角仪示值误差的检测，但两种方案存在下述问题：检测过程繁复，检测效率低下；依赖人工操作，引入人为误差。

技术实现要素：

本实用新型针对上述问题，提供一种全自动数显倾角仪检测系统。

本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现：一种全自动数显倾角仪检测系统包括自动圆转台、数显倾角仪、CCD相机和计算机；所述自动圆转台包括支撑体和圆转台内圈，所述支撑体竖立设置，所述圆转台内圈呈两端开口的圆筒状，圆转台内圈水平穿设于支撑体上，所述支撑体内置有动力部件来驱动圆转台内圈绕自身轴线转动；所述数显倾角仪固定安装于圆转台内圈的一端内；所述 CCD相机固定安装于圆转台内圈的另一端，所述CCD相机包括CCD图像传感器和镜头，所述镜头朝向数显倾角仪；所述自动圆转台和CCD图像传感器分别与计算机连接。

进一步地，还包括倾角仪夹具和CCD相机夹具，所述倾角仪夹具和CCD相机夹具分别安装于圆转台内圈的两端，使圆转台内圈两端封闭，所述数显倾角仪夹持于倾角仪夹具的内侧中心，所述CCD相机夹持于CCD相机夹具的中心，所述镜头位于CCD相机夹具的内侧。

更进一步地，所述圆转台内圈内设有光源，所述光源为环形光源，所述环形光源呈环形地安装于镜头周侧。

进一步地，所述自动圆转台的支撑体的底部设有基座来支撑。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：以自动圆转台作为角度标准，利用图像识别技术读取数显倾角仪的仪器示值，结合计算机评价示值误差，获得最终测量结果，全过程实现自动测量，消除人为误差，提高测量效率。本系统可以提高数显倾角仪的检测效率和检测精度，增加了在角度测量领域的测量手段，确保了智能制造设备角度参数测量的溯源准确性。而且由于系统通用性较强，能满足众多测量要求，所以能带来很好的经济效益。

附图说明

图1为现有分度头检测数显倾角仪示值误差示意图。

图2为现有分度头检测数显倾角仪示值误差另一示意图。

图3为现有量块、正弦规检测数显倾角仪示值误差示意图。

图4为本实用新型的结构示意图。

图中标注如下：

1’倾角尺、2’专用夹具、3’分度头转盘、4’分度头锥轴、5’数显倾角仪、6’正弦规、7’量块；

1自动圆转台、101支撑体、102圆转台内圈、2数显倾角仪、3CCD图像传感器、4镜头、5倾角仪夹具、6CCD相机夹具、7环形光源、8基座。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本实用新型。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本实用新型，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本实用新型的范围。

参见图4，一种全自动数显倾角仪检测系统，包括自动圆转台1、数显倾角仪2、CCD相机和计算机；所述自动圆转台1包括支撑体101和圆转台内圈102，所述支撑体101竖立设置，所述圆转台内圈102呈两端开口的圆筒状，圆转台内圈102水平穿设于支撑体101上，所述支撑体101内置有动力部件来驱动圆转台内圈102绕自身轴线转动，这里需要说明的是，动力部件与圆转台内圈102的连接结构属于现有技术，本领域技术人员可以理解，不多赘述；所述数显倾角仪2 固定安装于圆转台内圈102的一端内；所述CCD相机固定安装于圆转台内圈102 的另一端，所述CCD相机包括CCD图像传感器3和镜头4，所述镜头4朝向数显倾角仪2，镜头4用于拍摄数显倾角仪2的显示读数，CCD图像传感器3用于识别镜头4所拍摄的数显倾角仪2显示读数，所述自动圆转台1和CCD图像传感器3分别与计算机连接。

还包括倾角仪夹具5和CCD相机夹具6，所述倾角仪夹具5和CCD相机夹具 6分别安装于圆转台内圈102的两端，使圆转台内圈102两端封闭，所述数显倾角仪2夹持于倾角仪夹具5的内侧中心，所述CCD相机夹持于CCD相机夹具6 的中心，所述镜头4位于CCD相机夹具6的内侧。

由于圆转台内圈102两端被封闭，内部昏暗，影响镜头4拍摄，故还在圆转台内圈102内设有光源，所述光源为环形光源7，所述环形光源7呈环形地安装于镜头4周侧。

所述自动圆转台1的支撑体101的底部设有基座8来支撑。

测量时，计算机发出指令驱动自动圆转台1旋转到指定角度，自动圆转台1 旋转到角度数显倾角仪2也旋转到相应角度再发出指令到CCD相机， CCD图像传感器3使镜头4拍摄数显倾角仪2的显示读数且CCD图像传感器3对拍摄的图像识别出显示读数，则该位置的示值误差Δ为：其中，Δ为数显倾角仪2示值误差，为数显倾角仪2示值，为电动圆转台示值。自动圆转台1依次旋转到正反向各个位置，CCD图像传感器3采集数显倾角仪2读数后完成测量，数据存储到计算机，结合计算机评价示值误差，获得最终测量结果，全过程实现全自动示值误差检测，消除人为误差，提高测量效率。其中，系统精度0.3′，测量范围(0～360)°，单次测量时间约为90s。

应当指出，对于经充分说明的本实用新型来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制。总之，本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型，且以所附权利要求为准。