一种全自动秒表检校装置的制作方法

本实用新型涉及秒表计量检定/校准领域，具体涉及一套可全自动计量检定/校准电子秒表和机械秒表的检测装置。

背景技术：

秒表计量检定/校准的依据是JJG237-2010秒表国家计量检定规程，其中规定用于检定电子秒表和机械秒表的标准设备是秒表检定仪，秒表检定仪输出标准时间间隔信号，通过控制秒表夹具内启停电磁铁的动作，启动停止被检秒表，经过启停电磁铁的两次动作，被检秒表测出相应的时间间隔，再与标准时间间隔比较，从而实现秒表的检测。

按照JJG237-2010的要求，一块电子秒表需要检定10s、10min、1h和1d四个时间段的时间间隔，而且每一段要求检测3次；一块机械秒表需要在度盘水平和度盘垂直两个状态下分别检定秒度盘满刻度(如60s)和分度盘满刻度(如30min)各3次。每次测量完后，检测人员用眼睛读取秒表显示值，记录、计算示值误差，并依据JJG237-2010的计量性能要求判断被检秒表合格与否，给出检定结论。

用现有秒表检定仪检测秒表，需要检测人员时刻配合，手动设置标准时间间隔值、手动复位被检秒表、手动变换秒表安装位置、人眼读取测量值、人工计算测量误差及不确定度、人工评定合格与否。总之，利用现有技术进行检测，费时费力、效率低下；人员参与读数、分析、计算、判断，都难免引入人为误差。尤其是对机械秒表的检测，由于显示值是通过两个指针读出来的，读数因人而异，存在较大人为误差。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种既能提高检测效率、降低劳动强度，又能提高测量准确度的全自动秒表检校装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种全自动秒表检校装置，包括控制单元、推杆单元、图像采集单元、标准信号单元、夹具单元和打印单元，所述的控制单元通过控制电缆分别与推杆单元、标准信号单元和打印单元单向连接，所述的控制单元通过控制电缆与图像采集单元双向连接；

所述的推杆单元包括电动推杆和驱动电路，所述的电动推杆的伸缩杆与夹具单元连接，用于变换夹具单元位置状态；所述的电动推杆的固定端安装在底座上；

所述的标准信号单元通过控制电缆与夹具单元中的启停电磁铁和复位电磁铁连接；

所述的控制单元为安装有秒表自动检测程序的计算机；

所述的夹具单元包括秒表夹持装置、启停电磁铁和复位电磁铁；所述的秒表夹持装置包括底板和秒表压片，所述的秒表压片安装在被检秒表的周边、用于夹持被检秒表；所述的启停电磁铁和复位电磁铁分别安装在底板上对应被检秒表的启停键和复位键的位置上；

所述的图像采集单元包括工业相机、相机支架和光源，所述的工业相机通过相机支架安装在被检秒表的正上方；所述的相机支架通过立杆固定在底座上；所述的光源与工业相机集成为一体；

所述的夹具单元的底板一侧边通过旋转轴与底板支撑板的上侧边连接。

进一步地，所述的电动推杆的伸缩杆安装在夹具单元的底板下方。

进一步地，所述的秒表压片有多个，分别通过螺栓安装在被检秒表周边的底板上。

进一步地，所述的计算机为运行xp系统及以上的台式计算机或笔记本电脑。

进一步地，所述的标准信号单元为标准时间间隔的时间发生器，包括大连市计量检测研究院的DC-I型时间检定仪或石家庄数英仪器的TFG5010T型时间合成器。

进一步地，所述的电动推杆为程控电动推杆，电动推杆为南京理一讯生产的LX600型电动推杆。

进一步地，所述的工业相机为NI的1712型相机。

进一步地，所述的打印单元包括打印机，所述的打印机为XEROX-3210型打印机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过控制单元控制夹具单元、图像采集单元和推杆单元等关键器件，实现对电子秒表和机械秒表的“一键式”检定/校准，解放了检测人员，大幅减低了劳动强度，大幅节省了劳动力，提高了检测效率。

2、现有秒表夹具都体积较大，重量较沉，检定机械秒表时，需在水平位置和垂直位置来回切换，耗费体力。本实用新型应用电动推杆实现位置自动切换，省时省力。

3、本实用新型通过自动测试，避免了人员对检测结果的影响，让检测数据更准确、更真实。特别是在机械秒表读数中，避免了人眼读取指针指示值，引入“因人而异”的测量误差。

4、本实用新型可通过改进秒表夹具，增加检测工位，或者增加秒表夹具数量等方式，实现多个秒表同时检测，大幅提高检测效率。

附图说明

图1是本实用新型的组成示意图。

图2是本实用新型的夹具单元+图像采集单元+推杆单元的结构示意图。

图中：1、底板支撑板，2、底座，3、电动推杆，4、伸缩杆，5、秒表夹持装置，6、启停电磁铁，7、复位电磁铁，8、光源，9、工业相机，10、相机支架，11、立杆，12、被检秒表，13、旋转轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步地描述。如图1-2所示，一种全自动秒表检校装置，包括控制单元、推杆单元、图像采集单元、标准信号单元、夹具单元和打印单元，所述的控制单元通过控制电缆分别与推杆单元、标准信号单元和打印单元单向连接，所述的控制单元通过控制电缆与图像采集单元双向连接；

所述的推杆单元包括电动推杆3和驱动电路，所述的电动推杆3的伸缩杆4与夹具单元连接，用于变换夹具单元位置状态；所述的电动推杆3的固定端安装在底座2上；

所述的标准信号单元通过控制电缆与夹具单元中的启停电磁铁6和复位电磁铁7连接；

所述的控制单元为安装有秒表自动检测程序的计算机；

所述的夹具单元包括秒表夹持装置5、启停电磁铁6和复位电磁铁7；所述的秒表夹持装置5包括底板和秒表压片，所述的秒表压片安装在被检秒表12的周边、用于夹持被检秒表12；所述的启停电磁铁6和复位电磁铁7分别安装在底板上对应被检秒表12的启停键和复位键的位置上；

所述的图像采集单元包括工业相机9、相机支架10和光源8，所述的工业相机9通过相机支架10安装在被检秒表12的正上方；所述的相机支架10通过立杆11固定在底座2上；所述的光源8与工业相机9集成为一体；

所述的夹具单元的底板一侧边通过旋转轴13与底板支撑板1的上侧边连接。

进一步地，所述的电动推杆3的伸缩杆4安装在夹具单元的底板下方。

进一步地，所述的秒表压片有多个，分别通过螺栓安装在被检秒表12周边的底板上。

进一步地，所述的计算机为运行xp系统及以上的台式计算机或笔记本电脑。

进一步地，所述的标准信号单元为标准时间间隔的时间发生器，包括大连市计量检测研究院的DC-I型时间检定仪或石家庄数英仪器的TFG5010T型时间合成器。

进一步地，所述的电动推杆3为程控电动推杆，电动推杆3为南京理一讯生产的LX600型电动推杆。

进一步地，所述的工业相机9为NI的1712型相机。

进一步地，所述的打印单元包括打印机，所述的打印机为XEROX-3210型打印机。

本实用新型各单元的功能如下：

控制单元发送指令，控制推杆单元、标准信号单元和打印单元工作，单向通讯；控制单元发送指令，控制图像采集单元工作，图像采集单元完成图像采集后，将采集的图像送回控制单元保存，由控制单元进一步分析计算，双向通讯；

控制单元承担检测程序的运行、采集图像的保存、图像识别、误差计算、合格与否的判断；所述的检测程序按照JJG237-2010的要求编写，控制单元分析、处理图像采集单元采集的图片，识别图片中被检秒表12的显示值。对于电子秒表，通过灰度、二值化、识别区确认、OCR(光学字符识别)等程序处理，将被检电子秒表的显示值提取出来，转换为可参加数学运算的数值，参与误差计算和不确定度分析；对于机械秒表通过灰度、二值化、识别区确认、特征值提取等程序处理，将被检机械秒表指针的指示值提取出来，转换为可参加数学运算的数值，参与误差计算和不确定度分析。

控制单元中安装的机械秒表指针指示值提取程序，具体步骤为：机械秒表复位；相机采集照片；寻找分针旋转圆心A；寻找秒针旋转圆心B；将分针旋转圆心A、秒针旋转圆心B两点的连线作为基准线；当机械秒表计时结束后，相机采集照片；寻找分针指示位置，按顺时针方向计算分针指示位置与基准线的角度a；寻找秒针指示位置，按顺时针方向计算秒针指示位置与基准线的角度b，则被检表计时为：

其中，c和d来自于被检机械秒表型号，c为分度盘满度值，d为秒度盘满度值。

标准信号单元通过电路产生两个正极性脉冲，这两个脉冲上升沿间的时间间隔满足JJG237-2010中对标准时间间隔的要求，用于驱动启停电磁铁6启动或停止动作；标准信号单元另一功能，在接收控制单元发出的复位命令后，输出一个单脉冲，用于驱动复位电磁铁7动作；

标准信号单元为任何一种可程控的可提供1s～3600s标准时间间隔的时间发生器，发出时间间隔为两个单脉冲间时间间隔，且最大允许误差为ΔT0max＝±(A×T0+3ms)，其中A为晶振频率准确度，A≤5×10^-7，T0为时间间隔。

秒表夹持装置5用于固定被检秒表12；启停电磁铁6接收标准信号单元发出的标准时间间隔信号，用于启动或停止被检秒表12；所述的复位电磁铁7接收标准信号单元发出的复位命令，复位被检秒表12；

推杆单元接收控制单元的命令，执行电动推杆3的伸缩杆4的推或拉的动作，实现夹具单元从水平位置至垂直位置间任意角度的变换，以满足机械秒表的检定位置要求；推杆单元的负载力、行程和电源电压依据夹具单元的整体结构和重量确定。

图像采集单元接收控制单元的命令后，抓拍秒表夹持装置5中被检秒表12的显示值，以图片的形式返回给控制单元；工业相机9要求抓拍图像的速度和清晰度能满足图像识别的要求即可。

打印单元打印原始记录和检测报告。

本实用新型的工作流程如下：

A、将被检秒表12固定在秒表夹持装置5上，调整好启停电磁铁6、复位电磁铁7、被检秒表12的相对位置；在控制单元中录入被检秒表12的相关信息，选择相应的检测程序，启动程序，开始对被检秒表12进行检测；

B、检测期间，控制单元按照检测程序自动启停被检秒表12、自动复位被检秒表12、自动切换夹具单元在水平位置和垂直位置之间的角度、自动抓拍被检秒表12的显示值、自动分析计算测量误差、自动分析不确定度、自动做出合格性判定并给出最终检测结果。电子秒表检校流程和机械秒表检校流程如下：

B1、电子秒表检校流程为：启动控制单元中的“电子秒表自动检测程序”，输入被校电子秒表的型号、编号、生产厂家等信息，选择检测类型(检定、校准、检测)，点击“开始检测”。对于装置中已有型号的秒表的检测，只需选择“型号”程序，开始检测；对于装置中没有型号的秒表，需新建“型号”，手动确认“图像识别区”后，开始检测，装置会自动保存该型号秒表的检测程序。电子秒表复位，图像采集单元采集复位后的照片P1，标准信号单元输出预设的时间间隔，启动脉冲触发启停电磁铁6，启动电子秒表，计时开始；预设的时间间隔结束时，停止脉冲触发启停电磁铁6，停止电子秒表，计时结束。图像采集单元采集检测完毕的照片P2，传回至控制单元，控制单元分析照片P1和P2，提取两次的秒表显示值，计算测量误差，完成一个时间间隔的一次检测。按照JJG237-2010的要求，程序循环，对规定的每个时间间隔段进行三次测量，按照规程要求、依据误差和不确定度理论，分析计算测量误差和评定测量结果不确定度。检测程序完毕，依据选择的检测类型和检测结果，程序自动生成“检测记录”、“检定证书”或“检定结果通知书”或“校准证书”。

B2、机械秒表检校流程为：启动“机械秒表自动检测程序”，输入被校机械秒表的型号、编号、生产厂家等信息，选择检测类型(检定、校准、检测)，点击“开始检测”。对装置中已有型号秒表的检测，只需选择“型号”程序，开始检测；对于装置中没有型号秒表的检测，需新建“型号”，手动确认“图像识别区”后，开始检测，控制单元会自动保存该型号秒表的检测程序。机械秒表复位，图像采集单元采集复位后照片P1，标准信号单元输出预设的时间间隔，启动脉冲触发启停电磁铁6，启动机械秒表，计时开始；预设的时间间隔结束时，停止脉冲触发启停电磁铁6，停止机械秒表，计时结束。图像采集单元采集检测完毕的照片P2，传回至控制单元，控制单元分析照片P1和P2，调用图像识别程序，提取两次机械秒表显示值，计算测量误差，完成一个时间间隔的一次检测。按照JJG237-2010的要求，在完成水平位置检测后，控制单元给推杆单元发出位置变换指令，推杆单元工作，改变夹具单元的位置状态，以完成机械秒表在度盘垂直状态的检测。按照JJG237-2010的要求，程序循环，对规程规定的每个时间间隔段进行三次测量，按照规程要求、依据误差和不确定度理论，分析计算测量误差和评定测量结果不确定度。检测程序完毕，依据选择的检测类型和检测结果，程序自动生成“检测记录”、“检定证书”或“检定结果通知书”或“校准证书”。

C、检测完毕，打印机自动出具检测记录和检测报告。

本实用新型的复位电磁铁7也称为清零电磁铁。

本实用新型不局限于本实施例，任何在本实用新型披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本实用新型的保护范围。