專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)量孔徑的儀器，尤其是涉及一種基于圖像處理技術(shù)和表面反射原理設(shè)計(jì)的光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
孔徑測(cè)量是長(zhǎng)度計(jì)量技術(shù)的主要內(nèi)容之一，目前通常采用的測(cè)量孔徑的工具有三座標(biāo)儀，萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀、環(huán)規(guī)塞規(guī)、視頻測(cè)長(zhǎng)儀、萬(wàn)工顯等，但是，現(xiàn)有技術(shù)中的孔徑測(cè)量工具都難以滿(mǎn)足實(shí)際使用中高精度測(cè)量孔徑的需求。三座標(biāo)儀在測(cè)量孔徑時(shí)，檢測(cè)四個(gè)點(diǎn)，通過(guò)四個(gè)點(diǎn)擬合成一個(gè)圓，通過(guò)計(jì)算得出圓的直徑。由于擬合誤差，和找點(diǎn)的不確定性，所以難以實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。萬(wàn)能測(cè)長(zhǎng)儀是通過(guò)多次測(cè)量，找出最大直徑，從而得到被測(cè)數(shù)值。這個(gè)方法人為因素干擾太大，根本不能實(shí)現(xiàn)精密測(cè)量。環(huán)規(guī)塞規(guī)是一種定性的測(cè)量方法，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)和塞規(guī)，放在被測(cè)件上，能塞進(jìn)去或者環(huán)規(guī)剛好能卡住就能確定該外圓或者內(nèi)徑的直徑范圍。該方法測(cè)量簡(jiǎn)單，但是由于環(huán)規(guī)塞規(guī)的多次使用很快就會(huì)報(bào)廢無(wú)法測(cè)量，而且測(cè)量精度較低。萬(wàn)能工具顯微鏡和測(cè)長(zhǎng)儀一樣，通過(guò)多次測(cè)量，找出最大直徑，受人為因素影響較大。視頻檢測(cè)儀采用對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的測(cè)量方法，通過(guò)找到對(duì)稱(chēng)點(diǎn)來(lái)判斷出圓的直徑，測(cè)量精度受人為因素影響較大，測(cè)量精度不高，而且難以測(cè)量孔徑之間的距離。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，操作便捷，測(cè)量消耗時(shí)間短，測(cè)量精度高，智能化程度高，被測(cè)工件不易受損，使用效果好，便于推廣使用。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，其特征在于包括機(jī)械基座和從下到上依次設(shè)置在所述機(jī)械基座內(nèi)的光源、聚光鏡和分劃板一， 所述機(jī)械基座的上表面上設(shè)有用于放置被測(cè)工件并供被測(cè)工件滑動(dòng)的滑軌，所述滑軌的上方從下到上依次設(shè)置有投影物鏡、瞄準(zhǔn)物鏡、分劃板二和用于精準(zhǔn)地校對(duì)被測(cè)孔邊緣點(diǎn)和弧線(xiàn)切面并將被測(cè)孔清晰放大的光學(xué)成像系統(tǒng)，所述光學(xué)成像系統(tǒng)的成像處設(shè)有CCD相機(jī)，所述CCD相機(jī)連接圖像數(shù)據(jù)采集板卡，所述圖像數(shù)據(jù)采集板卡與預(yù)裝有孔徑測(cè)量軟件且對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢(xún)、管理和打印的計(jì)算機(jī)相接。上述的光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，還包括與計(jì)算機(jī)相接的打印機(jī)。上述的光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，所述分劃板一是十字線(xiàn)分劃板。上述的光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，所述分劃板二是雙刻線(xiàn)分劃板。上述的光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，所述圖像數(shù)據(jù)采集板卡通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)相接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
3[0015]1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理本實(shí)用新型基于圖像處理技術(shù)和表面反射原理而設(shè)計(jì)，各組成部件之間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，易于實(shí)現(xiàn)。2、操作便捷，測(cè)量消耗時(shí)間短本實(shí)用新型操作起來(lái)非常方便，普通技術(shù)人員便可操作，測(cè)量結(jié)果受人為因素影響很小，數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)處理速度快，測(cè)量消耗時(shí)間短。3、測(cè)量精度高，智能化程度高本實(shí)用新型獨(dú)創(chuàng)的光學(xué)成像系統(tǒng)可以清晰地放大和精準(zhǔn)地校對(duì)被測(cè)物的邊緣點(diǎn)和弧線(xiàn)切面，從而精確地完成測(cè)量任務(wù)；高精度的機(jī)械基座和滑軌，保證了基礎(chǔ)的測(cè)量精度；設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的高速高精度圖像數(shù)據(jù)采集板卡精確到 0. OOOlmm分辨率的數(shù)據(jù)采集，具有準(zhǔn)確無(wú)誤的數(shù)據(jù)傳送功能；預(yù)裝有孔徑測(cè)量軟件的計(jì)算機(jī)可以剔除噪音影響，進(jìn)行像素細(xì)分以及灰度計(jì)算，同時(shí)完成像素細(xì)分校正、溫度補(bǔ)償校正等，可測(cè)量的最小孔徑為0. 1mm，測(cè)量精度高，其誤差僅為0. 2μπι-0. 3μπι ；預(yù)裝有孔徑測(cè)量軟件的計(jì)算機(jī)還實(shí)現(xiàn)了智能化的人機(jī)測(cè)量界面，保證了用戶(hù)方便快捷的測(cè)量，還實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢(xún)、管理和打印，智能化程度高。4、采用本實(shí)用新型所述的光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x對(duì)孔徑和孔徑之間的微小距離測(cè)量為非接觸式測(cè)量，被測(cè)物件不易受損，也不會(huì)因夾具等損壞被測(cè)工件。5、使用效果好，便于推廣使用本實(shí)用新型解決了孔徑及孔徑之間的微小距離測(cè)量精度低的難題，測(cè)量精度高，測(cè)量速度快，使用效果好，便于推廣使用。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的工作原理及工作過(guò)程示意圖,附圖標(biāo)記說(shuō)明1-機(jī)械基座；2-光源；4-分劃板一 ；5-滑軌；7-投影物鏡；8-瞄準(zhǔn)物鏡10-光學(xué)成像系統(tǒng)；Il-C⑶相機(jī)13-計(jì)算機(jī)；14-打印機(jī)。
3-聚光鏡； 6-被測(cè)工件； 9-分劃板二 ； 12-圖像數(shù)據(jù)采集板卡
具體實(shí)施方式如圖1所示，本實(shí)用新型包括機(jī)械基座1和從下到上依次設(shè)置在所述機(jī)械基座1 內(nèi)的光源2、聚光鏡3和分劃板一 4，所述機(jī)械基座1的上表面上設(shè)有用于放置被測(cè)工件6 并供被測(cè)工件6滑動(dòng)的滑軌5，所述滑軌5的上方從下到上依次設(shè)置有投影物鏡7、瞄準(zhǔn)物鏡8、分劃板二 9和用于精準(zhǔn)地校對(duì)被測(cè)孔邊緣點(diǎn)和弧線(xiàn)切面并將被測(cè)孔清晰放大的光學(xué)成像系統(tǒng)10，獨(dú)創(chuàng)的光學(xué)成像系統(tǒng)10可以清晰地放大和精準(zhǔn)地校對(duì)被測(cè)物的邊緣點(diǎn)和弧線(xiàn)切面，從而精確地完成測(cè)量任務(wù)；所述光學(xué)成像系統(tǒng)10的成像處設(shè)有一 CCD相機(jī)11，所述CCD相機(jī)11連接圖像數(shù)據(jù)采集板卡12，圖像數(shù)據(jù)采集板卡12能夠?qū)崿F(xiàn)精確到0. OOOlmm 分辨率的數(shù)據(jù)采集，具有準(zhǔn)確無(wú)誤的數(shù)據(jù)傳送功能且傳輸速度快，所述圖像數(shù)據(jù)采集板卡 12與預(yù)裝有孔徑測(cè)量軟件且對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢(xún)、管理和打印的計(jì)算機(jī)13相接，計(jì)算機(jī)13通過(guò)孔徑測(cè)量軟件，可以剔除噪音影響，進(jìn)行像素細(xì)分以及灰度計(jì)算，同時(shí)完成像素細(xì)分校正、溫度補(bǔ)償校正等。如圖1所示，本實(shí)施例中，本實(shí)用新型還包括與計(jì)算機(jī)13相接的打印機(jī)14。所述分劃板一 4是十字線(xiàn)分劃板。所述分劃板二 9是雙刻線(xiàn)分劃板。所述圖像數(shù)據(jù)采集板卡12 通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)13相接。如圖2所示，本實(shí)用新型的工作原理及工作過(guò)程是光源2發(fā)出的光束通過(guò)聚光鏡 3，照到分劃板一 4上的十字線(xiàn)A上，經(jīng)投影物鏡7使A點(diǎn)成像于瞄準(zhǔn)物鏡8的物點(diǎn)Al上， 然后Al由瞄準(zhǔn)物鏡8成像于分劃板二 9上的雙刻線(xiàn)之間的A2上。通過(guò)在滑軌5上移動(dòng)被測(cè)工件6并使被測(cè)工件6進(jìn)入視場(chǎng)，但當(dāng)被測(cè)工件6的孔徑面不與光軸重合時(shí)，光學(xué)成像系統(tǒng)10內(nèi)不僅看見(jiàn)像A2，還看見(jiàn)來(lái)自被測(cè)量表面的反射像，當(dāng)被測(cè)工件6的孔徑面與光軸重合時(shí)，A2的反射像就與A2重合，通過(guò)CXD相機(jī)11對(duì)圖像進(jìn)行采集并經(jīng)由圖像數(shù)據(jù)采集板卡12將CCD相機(jī)11所接收到的圖像準(zhǔn)確無(wú)誤地傳送到計(jì)算機(jī)13中，計(jì)算機(jī)13中預(yù)先編制好的孔徑測(cè)量軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理并對(duì)圖像的像素進(jìn)行細(xì)分校正、對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償校正，測(cè)量面的位置就可精確確定并在計(jì)算機(jī)13上的孔徑測(cè)量軟件中顯示出來(lái)，對(duì)被測(cè)孔徑兩次進(jìn)行瞄準(zhǔn)定位，兩次讀數(shù)之差即為被測(cè)孔徑尺寸。該方法可測(cè)量的最小孔徑為0. Imm, 測(cè)量精度高，其誤差僅為0. 2 μ m-0. 3 μ m。綜上所述，本實(shí)用新型解決了孔徑及孔徑之間的微小距離測(cè)量精度低的難題，測(cè)量精度高，測(cè)量速度快，智能化程度高，成本低，使用壽命長(zhǎng)，使用效果好，便于推廣使用。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，其特征在于包括機(jī)械基座(1)和從下到上依次設(shè)置在所述機(jī)械基座⑴內(nèi)的光源O)、聚光鏡⑶和分劃板一 G)，所述機(jī)械基座(1)的上表面上設(shè)有用于放置被測(cè)工件(6)并供被測(cè)工件(6)滑動(dòng)的滑軌(5)，所述滑軌( 的上方從下到上依次設(shè)置有投影物鏡(7)、瞄準(zhǔn)物鏡(8)、分劃板二(9)和用于精準(zhǔn)地校對(duì)被測(cè)孔邊緣點(diǎn)和弧線(xiàn)切面并將被測(cè)孔清晰放大的光學(xué)成像系統(tǒng)(10)，所述光學(xué)成像系統(tǒng)(10)的成像處設(shè)有CCD相機(jī)(11)，所述CCD相機(jī)(11)連接圖像數(shù)據(jù)采集板卡(12)，所述圖像數(shù)據(jù)采集板卡 (12)與計(jì)算機(jī)(13)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，其特征在于還包括與計(jì)算機(jī)(1 相接的打印機(jī)(14)。
3.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，其特征在于所述分劃板一(4)是十字線(xiàn)分劃板。
4.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，其特征在于所述分劃板二(9)是雙刻線(xiàn)分劃板。
5.按照權(quán)利要求1所述的光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，其特征在于所述圖像數(shù)據(jù)采集板卡(12) 通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)(1 相接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光學(xué)孔徑測(cè)量?jī)x，包括機(jī)械基座和從下到上依次設(shè)置在所述機(jī)械基座內(nèi)的光源、聚光鏡和分劃板一，機(jī)械基座的上表面上設(shè)有用于放置被測(cè)工件并供被測(cè)工件滑動(dòng)的滑軌，滑軌的上方從下到上依次設(shè)置有投影物鏡、瞄準(zhǔn)物鏡、分劃板二和用于精準(zhǔn)地校對(duì)被測(cè)孔邊緣點(diǎn)和弧線(xiàn)切面并將被測(cè)孔清晰放大的光學(xué)成像系統(tǒng)，所述光學(xué)成像系統(tǒng)的成像處設(shè)有CCD相機(jī)，CCD相機(jī)連接圖像數(shù)據(jù)采集板卡，圖像數(shù)據(jù)采集板卡與預(yù)裝有孔徑測(cè)量軟件且對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢(xún)、管理和打印的計(jì)算機(jī)相接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，操作便捷，測(cè)量消耗時(shí)間短、測(cè)量精度高，智能化程度高，被測(cè)工件不易受損，使用效果好，便于推廣使用。
文檔編號(hào)G01B11/12GK201955069SQ20102061922
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者宋選定, 齊建輝 申請(qǐng)人:西安科維實(shí)電力技術(shù)有限公司