外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置制造方法
【專利摘要】一種外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置，包括底板，在底板上設(shè)置有彩色線陣CCD相機、遠心照明光源以及設(shè)置在所述彩色線陣CCD相機和遠心照明光源之間的具有標準尺寸與過渡式傾角尺寸的被測件，其中，彩色線陣CCD相機通過連接器連接對應(yīng)于被測件的成像物鏡，底板的下部還設(shè)置有與彩色線陣CCD相機電連接，用于驅(qū)動彩色線陣CCD相機和采集彩色線陣CCD相機所攝圖像的電路板。被測件是由三個不同標準尺寸的第一圓柱體、第二圓柱體、第三圓柱體，以及一體形成在第一圓柱體和第二圓柱體之間的第一椎體以及一體形成在第二圓柱體和第三圓柱體之間的第二椎體共同構(gòu)成的一個整體。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，便于制作和使用，可以省大量實驗設(shè)備。
【專利說明】外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實驗測量方法。特別是涉及一種用于教學(xué)的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在教學(xué)中，實驗課對于任何專業(yè)都是一門不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生可以通過實驗加深理解課堂所學(xué)理論知識的理解和記憶，通過實驗也可以激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)課堂知識的興趣，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性的思維，從而達到培養(yǎng)學(xué)生動腦思維、動手調(diào)試和創(chuàng)新設(shè)計的能力。
[0003]目前，用于實物外部形狀尺寸測量實驗的測量裝置，大都是一種裝置只能完成一種外部尺寸的測量，如果要對一件工件幾何尺寸的高精度實驗測量，如外徑尺寸、錐度、傾角等，就需要使用至少3種測量裝置。從而產(chǎn)生測量裝置占用空間大，測量繁瑣，測量精度低等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠同時完成工件的外徑尺寸的精密測量、工件錐度的測量與工件傾角度的測量實驗與標定工作的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗
測量裝置。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置，包括有底板，在底板上設(shè)置有彩色線陣CCD相機、遠心照明光源以及設(shè)置在所述彩色線陣CCD相機和遠心照明光源之間的具有標準尺寸與過渡式傾角尺寸的被測件，其中，所述的彩色線陣CCD相機通過連接器連接對應(yīng)于被測件的成像物鏡，所述的底板的下部還設(shè)置有與所述的彩色線陣CCD相機電連接，用于驅(qū)動彩色線陣CCD相機和采集彩色線陣CCD相機所攝圖像的電路板。
[0006]所述的被測件是由三個不同標準尺寸的第一圓柱體、第二圓柱體、第三圓柱體，以及一體形成在第一圓柱體和第二圓柱體之間的第一椎體以及一體形成在第二圓柱體和第三圓柱體之間的第二椎體共同構(gòu)成的一個整體。
[0007]所述的被測件是通過一個調(diào)整座設(shè)置在所述的底板上。
[0008]所述的遠心照明光源是通過支架設(shè)置在所述的底板上。
[0009]所述的電路板上設(shè)置有:分別對應(yīng)連接所述的彩色線陣CCD相機中的第一單元陣列和第二單元陣列的信號輸入端的第一驅(qū)動電路和第二驅(qū)動電路，連接在所述第一單元陣列信號輸出端的第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路和連接在所述第二單元陣列信號輸出端的第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路，連接在所述第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路信號輸出端的第一存儲單元和連接在所述第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路信號輸出端的第二存儲單元，以及分別連接所述的第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路、第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路、第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路、第一存儲單元和第二存儲單元的單片機。[0010]所述的單片機還通過通訊接口連接上位機。
[0011]本發(fā)明的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置，結(jié)構(gòu)簡單，便于制作和使用，可以省大量實驗設(shè)備。本發(fā)明具有如下特點:
[0012]1、本測試裝置中使用的“被測件”是創(chuàng)新設(shè)計，它有兩個不同角度的錐度，有3個不同尺寸的外徑，還有兩段“過渡尺寸”，能夠為實驗者提供更多的測量量。
[0013]2、實驗者可以用中間外徑尺寸為校準基準，用另外兩個已知外徑校驗被測系統(tǒng)的誤差、畸變與系統(tǒng)的測量范圍。
[0014]3、“被測件”最長部分為裝校與高度調(diào)整部分，以便完成各個測量位的調(diào)整。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的測量原理圖；
[0017]圖3是本發(fā)明的控制電路框圖。
[0018]圖中
[0019]1:彩色線陣CCD相機2:連接器
[0020]3:成像物鏡4:底板
[0021]5:被測件6:遠心照明光源
[0022]7:調(diào)整座8:支架
[0023]9:第一驅(qū)動電路10:第二驅(qū)動電路
[0024]11:第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路12:第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路
[0025]13:第一存儲單元14:第二存儲單元
[0026]15:單片機51:第一圓柱體
[0027]52:第二圓柱體53:第三圓柱體
[0028]54:第一椎體55:第二椎體
[0029]101:第一單元陣列102:第二單元陣列
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置做出詳細說明。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置，包括有底板4，在底板4上設(shè)置有彩色線陣CXD相機1、遠心照明光源6以及設(shè)置在所述彩色線陣CXD相機I和遠心照明光源6之間的具有3種標準尺寸與2種過渡式傾角尺寸的被測件5，其中，所述的彩色線陣CXD相機I通過連接器2連接對應(yīng)于被測件5的成像物鏡3，所述的被測件5是通過一個調(diào)整座7設(shè)置在所述的底板4上，所述的遠心照明光源6是通過支架8設(shè)置在所述的底板4上。所述的底板4的下部還設(shè)置有與所述的彩色線陣CCD相機I電連接，用于驅(qū)動彩色線陣CCD相機I 和采集彩色線陣CCD相機I所攝圖像的電路板。
[0032]如圖2所示，所述的被測件5是由三個不同標準尺寸的第一圓柱體51、第二圓柱體52、第三圓柱體53,以及一體形成在第一圓柱體21和第二圓柱體52之間的第一椎體54以及一體形成在第二圓柱體52和第三圓柱體53之間的第二椎體55共同構(gòu)成的一個整體。[0033]遠心照明光源6發(fā)出的近似平行光將被測件5的錐面向彩色線陣CXD相機I投影，彩色線陣CCD相機I的成像物鏡3將其像成在彩色線陣CCD相機上，由于彩色線陣CCD相機的R、G、B敏感陣列排列方向垂直于被測件5的軸線，因此，錐面圖像在彩色線陣CCD相機各色像元陣列上的像的寬度是不同的，每色陣列都能夠測量出其像的尺寸，而每色陣列之間垂直方向具有確定的間距，為此，根據(jù)“勾股定理”可以測量出錐面像的傾角。因成像物鏡為線性光學(xué)系統(tǒng)，具有物與像的相似關(guān)系，因此，可以測得被測試件的傾斜角與錐度。
[0034]當(dāng)傾角為O時，任何色彩陣列測得被測件像的尺寸，由于光電測量系統(tǒng)的光學(xué)放大倍率可以標定，因此，系統(tǒng)此時測得的是圓柱部分的直徑。所以該系統(tǒng)能夠測量被測件的外徑尺寸、錐度與傾角。
[0035]如圖3所示，所述的電路板上設(shè)置有:分別對應(yīng)連接所述的彩色線陣CCD相機I中的第一單元陣列101和第二單元陣列102的信號輸入端的第一驅(qū)動電路9和第二驅(qū)動電路10，連接在所述第一單元陣列101信號輸出端的第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11和連接在所述第二單元陣列102信號輸出端的第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12，連接在所述第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11信號輸出端的第一存儲單元13和連接在所述第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12信號輸出端的第二存儲單元14，以及分別連接所述的第一驅(qū)動電路9、第二驅(qū)動電路10、第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11、第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12、第一存儲單元13和第二存儲單元14的單片機15。所述的單片機15還可以通過通訊接口連接上位機，如通過USB總線端口連接上位機。
[0036]在本實施例中，所述的彩色線陣CCD相機的型號可以選擇TCD2252D相機或T⑶2561D相機或ILX524等任意型號的3行或4行并行排列的彩色線陣CXD相機。所述的第一驅(qū)動電路9和第二驅(qū)動電路10可以采用型號為由74HC04或HC08或HCOO的芯片；所述的第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11和第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12可以采用型號為AD8031或AD8041等高速A/D轉(zhuǎn)換芯片；所述的第一存儲單元13和第二存儲單元14可以采用型號為SR6264或單片機內(nèi)置存儲器等構(gòu)成；所述的單片機15可以采用型號為AT89C52或AT89S53或AT89LV55的芯片。
[0037]第一單元陣列101和第二單元陣列102分別為彩色線陣CXD相機的兩行每個單元陣列，可以采用分離距離最遠的兩種顏色的陣列，也可以采用同型號并列封裝的獨立線陣CCD器件代替。第一驅(qū)動電路9和第二驅(qū)動電路10為第一單元陣列101和第二單元陣列102提供驅(qū)動脈沖，使第一單元陣列101和第二單元陣列102能夠輸出載有被測件5形位信息的時序信號，第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11和第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12，將第一單元陣列101和第二單元陣列102輸出的時序信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號分別存儲于第一存儲單元13和第二存儲單元14，第一驅(qū)動電路9和第二驅(qū)動電路10為單片機15提供行與像元同步信號，用于單片機啟動第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11和第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12并控制第一存儲單元13和第二存儲單元14，并且在一行結(jié)束后第一存儲單元13和第二存儲單元14把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C內(nèi)存，單片機可以在計算軟件操作下計算出被測物體的外徑尺寸、錐度與物體傾斜角度等物理量。
【權(quán)利要求】
1.一種外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置，包括有底板(4)，其特征在于，在底板(4)上設(shè)置有彩色線陣CXD相機(I)、遠心照明光源(6)以及設(shè)置在所述彩色線陣CXD相機(I)和遠心照明光源(6)之間的具有標準尺寸與過渡式傾角尺寸的被測件(5)，其中，所述的彩色線陣CXD相機(I)通過連接器(2)連接對應(yīng)于被測件(5)的成像物鏡(3)，所述的底板(4)的下部還設(shè)置有與所述的彩色線陣CCD相機(I)電連接，用于驅(qū)動彩色線陣CCD相機(I)和采集彩色線陣CCD相機(I)所攝圖像的電路板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置，其特征在于，所述的被測件(5)是由三個不同標準尺寸的第一圓柱體(51)、第二圓柱體(52)、第三圓柱體(53)，以及一體形成在第一圓柱體(21)和第二圓柱體(52)之間的第一椎體(54)以及一體形成在第二圓柱體(52)和第三圓柱體(53)之間的第二椎體(55)共同構(gòu)成的一個整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置，其特征在于，所述的被測件(5)是通過一個調(diào)整座(7)設(shè)置在所述的底板(4)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置，其特征在于，所述的遠心照明光源(6)是通過支架(8)設(shè)置在所述的底板(4)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置，其特征在于，所述的電路板上設(shè)置有:分別對應(yīng)連接所述的彩色線陣CXD相機(I)中的第一單元陣列(101)和第二單元陣列(102)的信號輸入端的第一驅(qū)動電路(9)和第二驅(qū)動電路(10)，連接在所述第一單元陣列(101)信號輸出端的第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路(11)和連接在所述第二單元陣列(102)信號輸出端的第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路(12)，連接在所述第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路(11)信號輸出端的第一存儲單元(13)和連接在所述第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路(12)信號輸出端的第二存儲單元(14)，以及分別連接所述的第一驅(qū)動電路(9)、第二驅(qū)動電路(10)、第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路(11)、第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路(12)、第一存儲單元(13)和第二存儲單元(14)的單片機(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實驗測量裝置，其特征在于，所述的單片機(15)還通過通訊接口連接上位機。
【文檔編號】G01B11/26GK103900484SQ201410136378
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】王慶有 申請人:天津麥威遜科技開發(fā)有限公司