形状尺寸自动检测系统的设计-计量学报

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210996468_一种检测设备自动计量检定系统的设计及应用

价值工程1概述目前我国某系列大型机电产品型号较多，生产厂家自研的针对该产品的专用检测设备在技术含量、复杂程度、功能强弱和自动化水平上存在很大的差别，造成了目前专用检测设备在计量过程中接口不统一，单纯人工计量耗时长、易出现错漏的落后现状，为提高计量技术机构保障的效率，满足产品使用计量保障，急需设计一个自动计量检定系统，在硬件上采用基于系统集成设计技术，选用LAN 、RS232、USB 等总线控制，通用适配器技术，实现各种复杂电信号的自动转接、控制，实时自动采集、传输，在软件上，采用面向对象的编程方法，固化计量流程，实现自动化测试和信息管理，同时具有兼容性和扩展能力的自动计量检定系统。

2总体设计思路2.1设计原则根据计量检定系统的作用、功能、技术性能指标、使用要求，遵循以下设计原则：①整体计量原则，专用检测设备种类繁多，在进行计量检定设计时应统一规划、统筹设计，切勿将各被检对象测试资源与标准仪器资源分开分别计量；②计量检定与功能检查相结合，对某些比较特殊、确实无法进行检定的测试资源只进行功能性检查；③自动与人工操作相结合原则，检测设备工作方式多种多样，对具有程控资源的设备进行自动计量，对其他资源采用人工操作检定。

就整体而言要尽量减少人工操作，克服人为因素造成的各种误操作；④计量检定系统设计应遵循使用的快捷性、机动性原则；⑤确保计量检定系统中量值传递准确、一致、可靠、有效；⑥选用的测量标准仪器及接口模块，应具备通用性及可扩展性。

2.2设计思路根据产品专用检测设备的计量检定规程，对计量检定要求进行研究分析，将被检测信号进行梳理归纳，在主控计算机控制的控制下，根据被测设备的需求，通过多路开关控制模块自动实现多型标准仪器与被检设备之间的信号通道地切换连接，通过LAN 、USB 或RS232通信接口自动实现信号发生器的输出信号设置、稳压电源的输出、数字万用表和数字示波器等标准仪器的配置和测试，同时将计量检定数据的自动记录、报表和打印。

米尺自动检定系统

《精密测试理论与技术B》综合设计题目米尺自动检定系统班级14级测控二班姓名原毅学号3014202061指导教师徐临燕米尺自动检定系统原毅（精仪学院，14级测控二班，3014202061）摘要：米尺的检定是长度计量的一项重要参数, 本文采用由计算机、单片机、电机、传感器、频闪仪、DSP开发板电子组成的控制系统初步实现了米尺的自动检定。

通过计算机中的软件界面输入控制命令，由计算机和单片机共同控制，完成检测装置的运行。

图像采集，图像识别处理等工作。

最终实现了对米尺的半自动化检定。

关键词：米尺检定自动化图像识别与处理1.引言米尺的检定是长度计量的一项重要参数，随着科技发展、机械制造等行业的不断发展进步，各种米尺被广泛应用于工业生产和日常生活中作为普通长度测量的常用工具。

同时，也对其测量精度提出的更高的要求，于是对米尺的检定提出了更高的要求。

对米尺的检定可以通过一、二等线纹尺作为量值传递，也就是作为米尺的鉴定校准的计量校准。

如果对米尺的检定的校准要求较高，则可以采用激光比长仪进行直接测量。

比长仪中采用的光源是氦氖激光器，当测量条件与标准状态有差异是，需要对其按照空气折射率进行一定的修正已达到精确检定的目的。

同时也有人曾尝试用光栅尺进行测量，精度较高。

也可采用图像法，将图像成像于计算机屏幕上，无需瞄准测得线宽，只要图像两边缘到预设可先的距离差同时读取测长仪器的位置值，但是利用的是原测长仪器的读数，相比激光干涉仪来说测量误差大。

随着科学技术的发展，计算机处理能力、单片机应用范围、图像识别和处理能力都有很大的提升，应用电子技术实现米尺的自动检定会可能会大大节省检定人员的工作时长和工作强度，同时降低检定误差。

2. 正文检定系统由计算机、单片机、电机、传感器、频闪仪、DSP开发板组成。

通过计算机中的软件界面输入控制命令，由计算机和单片机共同控制，完成检测装置的运行。

图像采集，图像识别处理等工作。

检定时，将线纹尺或参考器具固定放在检定台上，米尺的零位与标准器具零位对齐，将被检米尺平行铺在并列位置，固定在工作台上。

钢卷尺全自动检测方法

钢卷尺全自动检测方法摘要：基于传统的钢卷尺检测方法，不仅效率低，而且劳动强度大，人为等因素对其读数造成较大影响，进而全自动钢卷尺的检测方法和检测仪器研发而出，大幅度地提高了工作效率及测量的精确程度，同时也对检测钢卷尺的示值误差不确定度予以明确。

关键词：钢卷尺；全自动；不确定度0引言长度测量的常见工具即钢卷尺，普通钢卷尺的测量精度不高，因其测量的准确程度可能关系到贸易结算或是质量保证方面，所以，对其检定和校准是十分有必要的，意义重大。

现阶段，钢卷尺的检定方法常见的是比较测量法，也称之为检定规程规定法，具体的操作时：在检定台上平铺标准钢卷尺，将一端固定住，需要检定的钢卷尺平行于标准钢卷尺平铺放置，固定好后，在另一端加预紧力，即重锤，将对零螺杆进行调整使其与零位对准，通过精度为0.01mm的读数显微镜，将标准与被检钢卷尺按米逐步测量来比较，记录数据后再进行有效处理。

这种检定方法，因是人工操作，确认的刻线较多，因此有一定的缺点存在，比方说检定效率低下、劳动强度大、人为读数准确程度不高、检定时需要人员较多等。

因此，为了解决以上问题，凭借机器视觉技术的影像式钢卷尺和自动检测仪器研发而成，无论是标准钢卷尺还是工作钢卷尺或者是其他类型的线纹尺，均可以实现各项测量，测度精度得到大幅度提升。

下表1中列出了其主要的设计技术参数：表1 技术参数表线纹尺类型测量范围/mm分辨率/MPE/重复率/速度/每次检定数量标准钢卷尺0-100000120141工作钢卷尺0-10000010403421.钢卷尺自动检定仪器的系统结构及工作原理钢卷尺自动检定仪器的组成部分主要包括：5m长的大理石平台（具有高稳定性的特征）、自动卷送带装置、机器视觉系统、计算机控制系统这四个部分。

在全自动检定和校准的过程中主要是将PLC、机电伺服控制、动态自动校准、视频图像高速切换等多种技术加以充分利用来完成检定和校准。

结合《钢卷尺检定规程》JJG4－2005中的操作要求，8个高精度的CCD摄像头分别设置在5m长的米刻线部位。

钢卷尺人工智能检定装置的设计

钢卷尺人工智能检定装置的设计摘要] 钢卷尺是一种使用极广的计量量具，现有钢直尺检定人员在使用钢卷尺装置时，不能同时计算钢卷尺中钢尺的收卷速度和收缩力度，从而不方便检定人员进行检定。

本文设计了一种钢卷尺人工智能检定装置，他解决了上述问题，检测精度高，也便于检定人员检定。

[关键词] 钢卷尺；检定；装置；人工智能1 概述钢卷尺是一种使用极广的计量量具，现有钢直尺检定人员在使用钢卷尺装置时，不能同时计算钢卷尺中钢尺的收卷速度和收缩力度，从而不方便检定人员进行检定。

2 钢卷尺人工智能检定装置的设计图1为钢卷尺人工智能检定装置图；图2为检定装置一侧的结构图；图3为刻度尺放大的结构示意图。

钢卷尺人工智能检定装置包括装置1，固定夹10焊接固定在装置1的前表面，滑动夹11通过螺杆转动连接在装置1的前表面，且靠近固定夹10的下方，把手轮12焊接固定在滑动夹11的下端，称重传感器5通过螺栓固定在装置1远离固定夹10的一侧，固定板7焊接固定在装置1的上表面，两个红外传感器6通过螺钉固定在固定板7的下表面，装置1的上表面和下表面均焊接固定有安装板2，安装板2的内部开设有安装孔3。

检定人员将钢卷尺放置在固定夹10和滑动夹11之间，转动把手轮12，把手轮12带动滑动夹11上的螺杆转动，并带动滑动夹11向固定夹10靠拢，达到将钢卷尺夹住的效果，然后将钢尺拉出，并卡合称重传感器5上，称重传感器5可以计算钢尺收缩的力度，并将信号转化为电信号传递给外部显示屏上，达到计算钢尺收缩力度的效果，松开钢尺，钢尺收卷回钢卷尺内，两个红外传感器6可以计算钢尺收缩的速度，并将信号转化为电信号传递给外部显示屏上，检定人员对两个红外传感器6计算出的数值进行比较，若两个红外传感器6计算出的误差较小，则数值准确，装置1可以通过螺钉贯穿安装孔3安装在外部。

装置1的前表面开设有滑槽4，且靠近固定夹10和滑动夹11相对靠近的位置；采用该方案滑槽4方便检定人员将钢尺拉出，也方便钢尺在滑槽4内滑动。

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第３２卷㊀第３期２０１１年㊀５月
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㊀Ｖｏｌ．３２， ɴ３，２０１１㊀Ｍａｙ
形状尺寸自动检测系统的设计
王宏涛１，㊀何晓波２，㊀陈㊀琪３
（１南京航空航天大学机电学院，江苏南京２１００１６；２中国航空工业集团公司中国航空动力机械研究所，湖南株洲４１２００２；３江苏省计量科学研究院，江苏南京２１０００７）摘要：综合运用机器视觉技术和数控技术设计了一套能实现多种形状尺寸自动检测的系统。该系统使用步进电机驱动二维数控平台，采用ＣＣＤ摄像头和光栅分段采集被测零件的轮廓图像和坐标，运用轮廓自动跟踪算法实现零件完整轮廓坐标数据的自动获取，利用形状尺寸检测软件实现零件直线度、圆度、平行度、垂直度等的检测。实验结果表明所设计的形状尺寸自动检测系统自动化程度较高，检测精度可达微米级。关键词：计量学；机器视觉；图像处理；数控技术；轮廓自动跟踪；形状尺寸检测中图分类号：ＴＢ９２㊀㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号：１０００１１５８（２０１１）０３０２２１０６