CN111902689B - 具有对于取向误差的自动补偿和/或警报的计量设备 - Google Patents

Abstract

一种具有对于取向误差的自动补偿和/或警报的计量设备。所述设备可以包括处理器、探针部分以及至少一个方向传感器。所述探针提供表示被测设备的特性的原始测量结果的输出，所述方向传感器提供表示所述计量设备相对于所述被测设备的取向的传感器输出。所述处理器响应于所述传感器输出而将校正因子应用于所述原始测量结果以建立补偿后的测量结果，从而补偿所述计量设备与所述被测设备的未对准。另外或替选地，所述处理器提供指示所述未对准的存在和/或程度的警报。

Description

具有对于取向误差的自动补偿和/或警报的计量设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年2月18日提交的序列号为62/631,939的美国临时申请的申请日的权益，该美国临时申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及计量设备，尤其涉及一种具有对于取向误差的自动补偿和/或警报的计量设备。

背景技术

已知各种计量设备用于以非常高的精确度进行测量。通常，这样的设备包括响应于测量的特性而移动的一个或多个探针。探针可以是例如柱塞、杠杆臂、触点等。例如，便携式手持指示器可以用于准确地测量小距离和/或小角度(例如，以在加工零件的检验过程中检查公差的变化)并且通过在模拟或数字显示器或刻度盘上指示该测量来将小距离和/或小角度放大以使它们更明显以便由用户查看。指示器的类型包括例如柱塞指示器和杠杆臂指示器。在柱塞指示器中，探针被配置为通过从指示器本体缩回或延伸而垂直于被测设备移动的柱塞。在杠杆臂指示器中，探针被配置为绕着枢转点以弧形摆动的杠杆臂。

与计量设备的使用相关联的一个挑战涉及计量设备相对于被测设备上的待测量的表面的正确取向。对于一些计量设备，探针的接触角必须平行于或垂直于正被测量的表面，以便使测量真正准确。换言之，探针移动的路径必须与正被测量的向量一致。探针移动的路径和正被测量的向量的未对准导致不准确的测量。计量设备的俯仰、偏航和/或滚转均可造成取向误差，该取向误差影响由计量设备产生的测量结果的精确度。

例如，具有不平行于被测设备的杠杆臂的杠杆臂指示器有效地增大了探针的行程，因为其现在通过使用三角形的较长成员即斜边增加探针的行程，而在该三角形中，所希望的向量是直角边中的一者。为了获得准确的测量，计量设备上所示的测量结果必须乘以杠杆臂相对于正被测量的表面的角度的余弦。因此，测量误差被称为“余弦误差”。

余弦误差可以例如参照图1来理解，图1是杠杆臂指示器100的一个示例的侧视图，杠杆臂指示器100包括刻度盘102和探针104，探针104被定位成与待测量的表面106成角度θ。如果刻度盘102上的值示出0.200mm，并且探针104处于33°的角度θ，则刻度盘102上的读数由于余弦误差而不准确。为了在该示例中获得精确测量，刻度盘102上的读数必须乘以33°(在本示例中为角度θ)的余弦，该余弦为0.83867。得到的校正后的测量结果是0.16773mm，这与刻度盘102上的0.200mm的读数显著不同。

使这个问题加剧的是，设置和识别计量设备相对于待测量的表面的取向并不总是简单的事情，尤其是在计量设备在狭小的空间中使用的情况下。即使当已知计量设备未对准时，识别未对准的程度也可能是困难的。这使得即使当已知存在取向误差时，也很难补偿取向误差。

附图说明

图1示出了具有余弦误差的计量设备。

图2示出了符合本公开的计量设备的一个示例。

图3是示出符合本公开的计量设备的示例的部件的框图。

图4示出了符合本公开的计量设备的另一个示例，该示例示出了相对于被测设备的复合取向误差。

图5是示出在符合本公开的计量设备的示例中的用于提供传感器输出的电路的一个示例的电路图。

图6示出了符合本公开的计量设备的显示部分的一个示例。

图7是示出符合本公开的方法的示例的流程图。

通过阅读以下详细描述连同本文描述的附图，将更好地理解本公开的实施例的这些和其他特征。附图不旨在按比例绘制。在附图中，各个图中示出的每个相同或几乎相同的部件可以由相同的附图标记表示。为了清楚起见，不是每个部件都在每个附图中被标记。

具体实施方式

在符合本公开的实施例中，计量设备可被配置为提供取向误差的自动补偿和/或取向误差的存在和/或程度的自动警报。“取向误差”是指计量设备与被测设备(deviceunder test，DUT)的未对准。取向误差导致计量设备上(例如，计量设备的刻度盘或显示器上)所示的测量结果不准确。余弦误差是取向误差的一个示例。正弦误差是取向误差的另一示例，并且除了通过将原始测量结果乘以计量设备相对于DUT的角度的正弦来实现补偿之外，类似于余弦误差。取向误差可能由计量设备相对于DUT的不正确的俯仰、滚转和/或偏航和/或计量设备的探针与DUT之间的不正确的探针角度引起。

总体上，符合本公开的计量设备包括用于确定计量设备相对于DUT的取向的一个或多个方向传感器。每一个方向传感器将一个或多个相关联的传感器输出提供到计量设备的处理器。为了提供对取向误差的自动补偿，处理器响应于该一个或多个传感器输出来计算补偿因子，且将一输出提供到计量设备的数字显示器以显示测量结果，该测量结果包括对检测到的一个或多个取向误差的补偿。另外或替选地，响应于该一个或多个传感器输出，处理器可配置为向显示器提供取向误差的存在和/或程度的自动警报。警报可辅助用户将计量设备相对于DUT取向，以减小取向误差。

图2图解地示出了根据本公开的计量设备200的一个示例。所示出的示例性的计量设备被配置为柱塞指示器，并且包括壳体部分202、探针部分204和显示器210。探针部分204包括探针本体206和柱塞208，柱塞208旨在通过从探针本体206缩回或延伸而垂直于被测设备(DUT)移动。探针尖端204被配置为接合被测设备(DUT)，并且响应于探针尖端204的移动，探针部分204提供表示DUT的特性(例如，尺寸、取向等)的原始测量结果的探针输出。在一些实施例中，来自探针部分204的探针输出可以是电子输出，并且在其他实施例中，来自探针部分204的输出可以是机械输出。

设备200可以包括至少一个方向传感器(图2中未示出)，该至少一个方向传感器被配置成提供表示计量设备的至少一部分相对于DUT的取向的传感器输出。设置在壳体202内的处理器被配置为接收探针输出和传感器输出，并且响应于传感器输出将校正因子应用到原始测量结果以建立补偿后的测量结果从而补偿计量设备200与DUT的未对准。处理器被配置成向显示器210提供输出，以用于在数字显示器210上提供补偿后的测量结果的视觉表示。

另外或替选地，响应于传感器输出，处理器可向用户提供指示计量设备与DUT未对准的听觉和/或视觉警报。在一些实施例中，警报可包括计量设备与DUT的未对准程度的听觉和/或视觉指示。这允许用户手动调整与DUT的未对准以在没有补偿的情况下从设备200获得准确的测量结果。在计量设备提供警报而不在显示器210上提供补偿后的测量结果的表示的实施例中，处理器可配置为响应于传感器输出而提供未对准的警报和/或程度，而不应用校正因子。

虽然所示出的示例性的实施例包括具有特定配置的计量设备200，但符合本公开的实施例可以以多种多样的配置来提供以用于多种多样的计量应用中。例如，符合本公开的计量设备可以包括各种探针类型中的任一种，例如，柱塞、杠杆臂、触点、触点对、触点和参考基准、旋转构件或计量设备的其他可变移动构件。而且，在一些实施例中，符合本公开的设备可以是便携式手持设备。

图3是符合本公开的计量设备200的部件的框图。如图所示，计量设备200包括至少部分地布置在壳体202内的计算系统300。计算系统300包括处理器302、数据存储设备304、内存306、IO接口310、互连元件312和电池316。电池316可包括在壳体202中以用于向计算系统300供应电力。电池316可以是可充电电池，诸如锂离子电池。

为了执行本文提供的至少一些方面，处理器302例如使用操作系统接收并执行引起执行例程和操纵数据的一系列指令。例如，操作系统可以是移动操作系统(例如，iOSApple或Android设备操作系统)。在其他示例中，计算系统300可以实现

Android或Mac

操作系统的紧凑形式。许多其他的操作系统也可被使用，且示例不限于任何特定操作系统。

在一些情况下，处理器302是至少两个处理器。在一些这样的情况下，处理器302可以是多个处理器或具有不同数量的处理核的处理器。内存306可以是随机访问存储器(RAM)并且被配置为存储在计量设备的操作期间所使用的指令序列和其他数据，例如操作系统和/或其他应用程序。为此，内存306可以是易失性和非易失性内存的组合，诸如动态随机存取内存(DRAM)、静态内存(SRAM)或闪存等。

存储设备304包括任何计算机可读和可写的非暂态存储介质。存储设备304可具有存储于其上的指令序列，所述指令序列限定可由处理器302执行的一个或多个应用程序。此外，存储设备304通常可以将以连续的和非连续的数据结构的数据存储在存储设备304的文件系统内。在操作期间，处理器302可以使存储设备304中的数据移动到诸如内存306的存储器设备，从而允许更快的访问。

IO接口310可以是能够进行数据输入和/或输出的任何数量的部件。此类部件可包括例如显示器210，例如，数字显示器(诸如触摸屏显示器)、用于接收语音命令的麦克风、扬声器、机械按钮、开关、通过用触控笔或一个或多个手指触摸屏幕的简单触摸手势或多点触摸手势等。在一些实施例中，显示器210可以联接到壳体202以在设备200的表面上可见。另外或替选地，显示器210可远离壳体202定位且通过有线或无线连接联接到设备200。IO接口310还可以包括使得能够通过无线链路和/或经由有线连接与另一个计算机或移动设备交换数据的特征和设置。互连元件312可以包括计算系统300的部件之间的任何通信信道/总线，并且按照标准通信链路协议进行操作，该标准通信链路协议诸如为SPI、I²C、RS232、USB等。

除了计算系统300之外，一个或多个方向传感器314也可以被布置在壳体202内和/或壳体202的外部，例如，在探针204上或内。方向传感器314被配置为提供表示设备200相对于DUT的取向(例如，俯仰、滚转、偏航和/或探针角度)的传感器输出。该一个或多个方向传感器可包括已知的可变电阻元件、角度传感器、加速度计、倾斜传感器、磁力计和/或陀螺仪。

方向传感器314的传感器输出可以与探针204的探针输出一起被提供给处理器302。为了提供对取向误差的自动补偿，处理器302可接收探针的输出且响应于一个或多个方向传感器314的传感器输出而将补偿因子应用于由探针输出表示的测量结果。处理器302可以向数字显示器提供输出，用于在数字显示器210上提供补偿后的测量结果的视觉表示。另外或替选地，处理器302可响应于传感器输出而提供警报以警告用户计量设备200与DUT未对准。警报可以指示未对准的程度，以允许用户手动地将计量设备200与DUT对准。

图4图解地示出了根据本公开的计量设备200a的另一示例。在所示实施例中，设备200a被示出为，显示器被移除以示出设备200a的壳体内的部件。设备200a被配置为具有杠杆臂探针204a的杠杆臂指示器并且与相对于DUT 420的复合取向误差一起示出在图4中。具体地，设备200a相对于待测量的表面106具有俯仰φ、滚转α和探针角度θ。在所示出的示例中，设备200a的俯仰φ示为与该设备的面平行的线402与平行于待测量的表面106的线404之间的角度，且该设备的滚转α示为将设备200a的宽度二等分的平面406到与DUT 420上的待测量的表面106平行的平面408之间的角度。设备200a包括将探针尖端208a连接至探针本体206a的枢转接头410，使得可以改变探针尖端208a相对于探针本体206a的角度。在所示的示例性实施例中，探针尖端208a的角度和设备200a的俯仰φ两者均促成探针角度θ。

为了检测相对于DUT 420的取向误差，图4所示的示例性实施例包括第一方向传感器314-1、第二方向传感器314-2和第三方向传感器314-3。第一传感器314-1位于壳体202a的外部，并且在枢轴接头410处连接到枢轴接头410，枢轴接头410将探针尖端208a连接到探针本体206a，并且第二传感器314-2和第三传感器314-3设置在壳体202a中。然而，应当理解，上述传感器中的任一或所有传感器可以作为一个集成传感器封装或作为放置在工具中的分立的且分离的传感器设置在壳体的内部或外部。

所有传感器314-1、314-2、314-3产生联接到计算系统300的一个或多个相关联的传感器输出。每个传感器输出表示设备200a相对于DUT 420上的待测量的表面106的俯仰φ、滚转α、偏航或探针角度θ中的一者或多者。计算系统300接收一个或多个传感器输出以及来自探针的探针输出，该探针输出表示DUT上的待测量的表面的特性的原始测量结果。计算系统响应于传感器输出计算补偿因子，并将补偿因子应用于由来自探针204a的输出表示的原始测量结果，以产生补偿计量设备相对于DUT的未对准的补偿后的测量结果。处理器302向显示器210提供输出，以在显示器210上提供补偿后的测量结果的视觉表示。因此，计量设备可以自动补偿复合取向误差。另外或替选地，补偿因子可由算术因子、降额、偏移和/或其它准则确定或增加。另外或者替选地，处理器302可以响应于一个或多个传感器输出而提供警报，以警告用户计量设备200a未对准DUT。该警报可以指示未对准的程度，以允许用户手动地将计量设备200a与DUT 420对准。

在所示的示例性的实施例中，第一传感器314-1可以是探针角度传感器，该探针角度传感器用于提供表示探针尖端208a相对于待测量的表面106的角度的相关输出；第二传感器314-2可以是俯仰传感器，该俯仰传感器用于提供表示设备200a相对于待测量的表面106的俯仰φ的相关输出；以及第三传感器314-3可以是滚转传感器，该滚转传感器用于提供表示设备200a相对于待测量的表面的滚转α的相关输出。尽管图4所示的实施例包括三个传感器，但是在符合本公开的用于提供取向误差补偿的设备中可以使用任何数量的传感器。在一些实施例中，例如，可以在探针上仅提供一个简单的传感器，例如传感器314-4，用于识别探针角度θ。在其它实施例中，可以仅提供两个传感器，例如用于确定探针角度θ和俯仰φ的传感器314-1和314-2或用于确定俯仰φ和滚转α的传感器314-2和314-3等。在一些实施例中，可以提供多于三个的方向传感器。

在仅包括单个方向传感器的一些实施例中，传感器314-1可以是简单的电位计，其可以联接到将探针尖端208a连接到探头本体206a的枢轴接头410，使得电位计所呈现的电阻随着探针尖端208a围绕枢轴接头410旋转而改变。在设备200a可以取向为使得该设备的俯仰φ为零度的实施例中，例如响应于指示未对准的警报，电位计可以提供表示探针角度θ的直接输出，以用于补偿探针204a相对于待测量的表面106的取向的余弦误差。

电位计可以结合在各种电路结构中，以提供表示探针角度θ或探针相对于探针本体的角度的输出。图6示出了包括电阻器R1、R2、R3和R4的这种电路配置的一个实施例。电阻器R4可以是联接到枢轴接头410的电位计，并且电阻器R1、R2、R3和R4可以以已知的惠斯通电桥配置联接，其中R1和R2联接到第一节点N1，R2和R3联接到第二节点N2，R3和R4联接到第三节点N3，并且R4和R1联接到第四节点N4。来自电池316的输入电压Vin可以联接在N4和N2之间。由于R4的电阻随着探针尖端围绕枢轴接头410的旋转而改变，因此节点N1和N3两端的输出电压Vout相应地改变。

因此，电压Vout可以用作表示探针角度θ或探针尖端208a相对于探针本体206a的角度的传感器输出。在一些实施例中，内存306可以包括查找表，该查找表包括要应用于由探针输出指示的测量结果以考虑余弦误差的校正因子。处理器302可以访问内存306中的查找表，并且应用与Vout相关联的校正因子。下面的表1包括可以并入到存储在内存306中的查找表中并且由处理器302访问以应用与Vout相关联的校正因子的信息：

表1

R4(KΩ)	Vout(mV)	Vth(V)	探针角度θ	校正因子
					10	2450	3.0-2.4	30	0.866
20	2000	2.3-2.0	20	0.940
					30	1620	1.9-1.62	10	0.985
40	1290	1.52-1.29	0	1.0
					50	1000	1.19-1.00	-10	0.985
60	750	0.9-0.75	-20	0.940
					70	530	0.65-0.53	-30	0.866

在表1中，例如，如果R4是10KΩ，Vout可以是2450mV。处理器302可以将Vout转换为数字电压值，并且3.0-24的阈值范围(Vth)中的任何值可以认为对应于30度的探针角度θ，从而产生0.866的校正因子。处理器302将探针输出所指示的测量结果乘以校正因子(在该示例中为0.866)以显示已经自动补偿余弦误差的测量结果。注意，在表1中，对应于0度的探针角度θ的Vout的值产生校正因子1.0，意味着在该示例中当探针角度θ为0度时不存在需要补偿的余弦误差。

应理解，表1及其中的值仅描述符合本公开的计量设备的一个示例。在符合本公开的系统中使用的查找表将被针对计量设备的类型、所使用的方向传感器的数量和类型等而定制。例如，当探针角度θ垂直于待测量的表面时，用于活塞类型指示器的表可以具有校正因子1.0。

计算校正因子以补偿取向误差可以由计算系统300以各种方式执行。例如，在包括用于提供表示设备200a相对于DUT 420上的待测量的表面106的探针角度θ、俯仰φ和滚转α的输出的传感器314-1、314-2和314-3的实施例中，可以数学地计算补偿因子。在一些实施例中，补偿因子可以根据下面的等式1来计算：

补偿因子＝cos(p+pa)*cos(r)＝1/2*[cos(p+pa+r)+cos(p+pa-r)] (等式1)

例如，在方向传感器指示0度的滚转α、5度的俯仰φ和50度的探针角度θ的实施例中，使用等式1，补偿因子将计算为0.57357644。来自探针204a的探针输出所指示的测量结果将乘以该补偿因子以显示自动补偿取向误差的准确测量结果。

另外或替选地，符合本公开的计量设备可以被配置为例如通过可听的声音、语音消息和/或显示来警告用户存在取向误差。该警报可以与自动取向误差补偿相结合地提供，或者可以在没有自动取向误差补偿的情况下提供，以简单地警告用户应当调整该设备的取向以获得准确的测量结果。设备200a还可以被配置成在操作模式之间进行选择，其中，一个操作模式仅提供取向误差存在的警报而不提供取向误差的自动补偿，另一操作模式仅提供取向误差的自动补偿而不提供警报，并且再一操作模式提供警报和取向误差的自动补偿两者。

在显示器210上提供关于存在取向误差的警报的实施例中，可以以各种方式配置显示器210以显示警报。图6示出了符合本公开的用于计量设备的显示器210a的一个示例600。在所示的实施例中，显示器210a是数字显示器，该数字显示器复制具有显示测量结果的指针606的圆形模拟仪表。指针606可以指向已经自动补偿了取向误差或者未补偿取向误差的测量值。

显示器210a还包括余弦或俯仰指示器602和滚转指示器604。余弦或俯仰指示器602示出了该设备的俯仰角φ，并且被示出为位于显示器的中心区域中的半圆形图形。余弦或俯仰指示器可绕显示器的中心轴608旋转，并且余弦或俯仰指示器绕中心轴608旋转的程度可指示余弦角或俯仰角φ的值。也可提供余弦或俯仰角φ的数值表示以显示俯仰的度数。在所示的实施例中，俯仰的度数被示为-7度。

滚转指示器604示出了该设备的滚转α，并且被示出为向内并围绕显示器210a的外周界延伸的条形图形。滚转指示器围绕显示器的周界延伸的程度可以指示滚转角α的值。还可以提供滚转角α的数值表示以示出滚转α的度数。在所示实施例中，滚转α的度数被示出为-47度。

在符合本公开的实施例中，显示器210a可以是高分辨率显示器，并且计算系统300可被配置为提供补偿了取向误差的测量值的实时显示和/或提供作为取向误差的存在和/或取向误差的程度的警报。显示器210a可以包括动态的且可滚动的菜单和设置屏幕以用于显示的数据和/或将显示呈现给用户的各种方式。在一些实施例中，显示器210a可包括数值：实际的未补偿的测量结果、已经自动补偿了取向误差的测量结果、取向误差的量等。

图7是示出使用符合本公开的计量设备测量DUT的特性的方法700的流程图。操作702包括接收来自计量设备的探针的探针输出，该探针输出表示该特性的原始测量结果，以及操作704包括接收来自至少一个方向传感器的至少一个传感器输出，该至少一个传感器输出表示计量设备相对于DUT的取向。在一些实施例中，响应于该至少一个传感器输出，将校正因子应用到该原始测量结果以建立补偿后的测量结果706，并且在显示器上显示该补偿后的测量结果708。另外或者替选地，响应于该至少一个传感器输出，提供警报710，以警告用户计量设备与DUT未对准。虽然图7示出了根据示例性实施例的各种操作，但是在此完全可以设想，在本公开的其他实施例中，图7中描绘的操作和/或本文描述的其他操作可以以任何附图中未具体示出的方式组合，但是仍然完全符合本公开。因此，针对于在一个附图中没有完全示出的特征和/或操作的权利要求被视为在本公开的范围和内容内。

根据本公开的一个方面，提供了一种计量设备，该计量设备包括：壳体；处理器，该处理器设置在该壳体中；数字显示器；探针，该探针的至少一部分被配置为响应于被测设备的特性而移动，并且提供表示该特性的原始测量结果的探针输出；以及至少一个方向传感器，该至少一个方向传感器被配置为提供表示该计量设备相对于该被测设备的取向的相关联的传感器输出。该处理器被配置为接收该探针输出和该相关联的传感器输出，并且响应于该相关联的传感器输出而将校正因子应用于原始测量结果，以建立补偿后的测量结果，从而补偿计量设备与被测设备的未对准。该处理器还被配置为向该数字显示器提供输出，以便在该数字显示器上提供该补偿后的测量结果的视觉表示。

根据本公开的另一方面，提供了一种使用计量设备测量被测设备的特性的方法，该方法包括：接收来自该计量设备的探针的探针输出，该探针输出表示该特性的原始测量结果；从至少一个方向传感器接收至少一个传感器输出，该至少一个传感器输出表示该计量设备相对于该被测设备的取向；响应于该至少一个传感器输出，将校正因子应用于该原始测量结果以建立补偿后的测量结果；以及在显示器上显示该补偿后的测量结果。

根据本公开的再一方面，提供了一种计量设备，该计量设备包括：壳体；处理器，该处理器设置在该壳体中；探针，该探针的至少一部分被配置为响应于被测设备的特性而移动；以及至少一个方向传感器，该方向传感器被配置为提供表示该计量设备相对于该被测设备的取向的相关联的传感器输出。该处理器被配置为接收该相关联的传感器输出，并且响应于该相关联的传感器输出而提供警报以警告用户，该警报指示该计量设备与该被测设备未对准。

本领域技术人员将理解，这里的任何框图表示体现本公开的原理的说明性电路的概念视图。类似地，将理解，任何框图、流程图表、流程图、状态转移图、伪代码等表示可以基本上在计算机可读介质中表示并因此由计算机或处理器执行的各种过程，而不管是否明确示出了这样的计算机或处理器。软件模块或简单地被暗示为软件的模块在本文可以表示为指示过程步骤和/或文本描述的执行的流程图元件或其他元件的任何组合。这样的模块可以由明确地或隐含地示出的硬件来执行。

图中所示的各种元件(包括标记为″处理器″的任何功能块)的功能，可以通过使用专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件来提供。这些功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器(其中一些可以被共享)来提供。此外，术语″处理器″的明确使用不应被解释为排他性地指代能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储装置。也可以包括其它常规和/或定制的硬件。

本文在说明书和权利要求书中使用的措辞“和/或”应当理解为表示这样结合的要素(即，在一些情况下结合地存在而在其它情况下分开地存在的要素)中的“任一个或两个”。除了由“和/或”条款具体标识的要素之外，无论与具体标识的那些要素相关还是不相关，可以任选地存在其他要素，除非明确地相反指出。在本公开的全部内容中，除非另外具体说明，否则使用冠词“一”和/或“该”来修饰名词可以被理解为为了方便而使用并且包括一个或多于一个的被修饰的名词。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且表示除了所列要素之外还可以存在附加要素。除非另有说明，否则词语″基本上″的使用可以被解释为包括精确的关系、条件、布置、取向和/或其他特性以及本领域普通技术人员所理解的其偏差，只要这样的偏差不会实质上影响所公开的方法和系统即可。

虽然在此已经描述了本发明的原理，但是本领域技术人员应当理解，该描述仅作为示例，而不是作为对本发明的范围的限制。除了在此示出和描述的示例性实施例之外，其它实施例也设想在本发明的范围内。本领域普通技术人员所作的修改和替换被认为是在本发明的范围内，本发明的范围仅由所附权利要求书来限定。

Claims (20)

1.一种计量设备，包括：

壳体；

处理器，所述处理器设置在所述壳体中；

数字显示器；

探针，所述探针的至少一部分配置为响应于被测设备的特性而移动，并且提供表示所述特性的原始测量结果的探针输出；以及

至少一个方向传感器，所述至少一个方向传感器配置为提供表示所述计量设备相对于所述被测设备的取向的传感器输出，

所述处理器配置为接收所述探针输出和所述传感器输出，并且响应于所述传感器输出将校正因子应用于所述原始测量结果以建立补偿后的测量结果，从而补偿所述计量设备与所述被测设备的未对准，所述处理器配置为向所述数字显示器提供输出以在所述数字显示器上提供所述补偿后的测量结果的视觉表示。

2.根据权利要求1所述的计量设备，其中，所述数字显示器联接到所述壳体以在所述计量设备的表面上可见。

3.根据权利要求1所述的计量设备，其中，所述探针包括探针本体和探针尖端，所述探针尖端包括被配置为相对于所述探针本体移动的柱塞。

4.根据权利要求1所述的计量设备，其中，所述探针包括探针本体和探针尖端，所述探针尖端包括杠杆臂，所述杠杆臂配置成相对于所述探针本体围绕枢轴接头旋转。

5.根据权利要求1所述的计量设备，其中，所述至少一个传感器输出表示所述探针的至少一部分相对于所述被测设备的角度。

6.根据权利要求1所述的计量设备，其中，所述处理器配置为从存储在内存中的查找表确定所述校正因子。

7.根据权利要求1所述的计量设备，其中，所述至少一个方向传感器包括多个方向传感器，所述多个方向传感器中的每一个配置为提供传感器输出，并且其中所述处理器配置为接收所述传感器输出并且响应于所述传感器输出将所述校正因子应用于所述原始测量结果。

8.根据权利要求7所述的计量设备，其中，所述传感器输出中的第一传感器输出表示探针尖端相对于所述计量设备的探针本体的角度，所述传感器输出中的第二传感器输出表示所述计量设备相对于所述被测设备的俯仰，并且所述传感器输出中的第三传感器输出表示所述计量设备相对于所述被测设备的滚转。

9.根据权利要求1所述的计量设备，其中，所述处理器被配置为根据所述传感器输出来计算所述校正因子。

10.根据权利要求1所述的计量设备，其中，所述处理器被配置为响应于所述传感器输出而提供警报，以警告用户所述计量设备与所述被测设备未对准。

11.根据权利要求10所述的计量设备，其中，所述警报指示所述计量设备与所述被测设备的未对准程度。

12.根据权利要求1所述的计量设备，其中，所述处理器配置为响应于所述传感器输出在所述数字显示器上提供警报，所述警报指示所述计量设备与所述被测设备的未对准程度。

13.一种使用计量设备测量被测设备的特性的方法，所述方法包括：

接收来自所述计量设备的探针的探针输出，所述探针输出表示所述特性的原始测量结果；

从至少一个方向传感器接收至少一个传感器输出，所述至少一个传感器输出表示所述计量设备相对于所述被测设备的取向；

响应于所述至少一个传感器输出，将校正因子应用于所述原始测量结果，以建立补偿后的测量结果；以及

在显示器上显示所述补偿后的测量结果。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括响应于所述至少一个传感器输出而提供警报，以警告用户所述计量设备与所述被测设备未对准。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述警报指示所述计量设备与所述被测设备的未对准程度。

16.根据权利要求13所述的方法，还包括响应于所述至少一个传感器输出而在所述显示器上显示警报，以警告用户所述计量设备与所述被测设备未对准并且指示所述计量设备与所述被测设备的未对准程度。

17.一种计量设备，包括：

壳体；

处理器，所述处理器设置在所述壳体中；

探针，所述探针的至少一部分配置为响应于被测设备的特性而移动；以及

至少一个方向传感器，所述至少一个方向传感器被配置为提供表示所述计量设备相对于所述被测设备的取向的传感器输出，

所述处理器配置为接收所述传感器输出，并且响应于所述传感器输出而提供警报以警告用户，该警报指示所述计量设备与所述被测设备未对准。

18.根据权利要求17所述的计量设备，其中，所述警报指示所述计量设备与所述被测设备的未对准程度。

19.根据权利要求17所述的计量设备，其中，所述计量设备还包括数字显示器，并且所述警报显示在所述数字显示器上。

20.根据权利要求19所述的计量设备，其中，所述计量设备与所述被测设备的未对准程度显示在所述数字显示器上。

Images