CN112964347A

CN112964347A - 非自动衡器检定装置及其自动检定方法、系统和智能终端

Info

Publication number: CN112964347A
Application number: CN202110285471.1A
Authority: CN
Inventors: 张越; 赵扬; 彭阳; 高寅菲; 陈雪
Original assignee: Beijing Daxing District Measurement And Testing Institute
Current assignee: Beijing Daxing District Measurement And Testing Institute
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2021-06-15

Abstract

本发明涉及非自动衡器检定领域，具体涉及一种非自动衡器检定装置及其自动检定方法、系统和智能终端，该装置包括：壳体，壳体内形成有空腔，空腔底部具有用于放置非自动衡器的放置台；环境条件控制装置；环境信息检测装置，固设于空腔内；砝码组件，通过平移机构设置于空腔的上侧，砝码组件包括至少一个砝码串以及与砝码串对应设置的升降结构，砝码串通过升降结构与平移机构连接。如此，在进行检定时，通过平移机构调整砝码串的位置，以使砝码串与非自动衡器对准。随后，通过升降机构升降砝码串，以实现砝码串在非自动衡器上的加载。如此，可以实现非自动衡器的自动检定，排除人为因素的影响，提高检定结果的准确性。

Description

非自动衡器检定装置及其自动检定方法、系统和智能终端

技术领域

本发明涉及非自动衡器测量领域，尤其涉及一种非自动衡器检定装置及其自动检定方法、系统和智能终端。

背景技术

非自动衡器是一种常见的精密型测量仪器，主要用于测量物质的质量，其应用几乎覆盖医疗卫生、食品药品、化学化工、环境保护等多个领域。非自动衡器的准确性是通过其准确的计量结果体现出来，随着非自动衡器应用范围的增加，电子天平、数字指示秤数量大幅度增加，因此对其测量准确度提出了更高的要求，更大的挑战。

现有非自动衡器是按照OMIL R76《非自动衡器》、JJG1036-2016《电子天平检定规程》、JJG539-2016《数字指示秤检定规程》进行检定，目前仍然是以人力检定为主。根据检定规程的规定，非自动衡器检定工作较为繁琐，检定工作量、数据运算量较大，检定结果易受到检定人员因素的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种非自动衡器检定装置及其自动检定方法、系统和智能终端，至少部分解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种非自动衡器检定装置，包括：

壳体，所述壳体内形成有空腔，所述空腔底部具有用于放置非自动衡器的放置台；

环境控制装置，按照预设的环境条件，调节空腔内部温度、湿度条件；

环境信息检测装置，固设于所述空腔内，所述环境信息检测装置包括温度检测装置、风速检测装置以及湿度检测装置中的至少一种；

砝码组件，通过平移机构设置于所述空腔的上侧，所述砝码组件包括至少一个砝码串以及与所述砝码串对应设置的升降结构，所述砝码串通过所述升降结构与所述平移机构连接。

进一步地，还包括：

读数摄像头，固设于所述空腔内且与非自动衡器对应设置，所述读数摄像头用于获取非自动衡器的示值。

进一步地，非自动衡器为电子天平或数字指示秤。

进一步地，所述平移机构包括：

轨道，固设于所述空腔的顶部；

移动部，与所述轨道滑动连接，所述移动部与升降机构连接，所述移动部连接有驱动装置。

本发明还提供一种基于如上所述的非自动衡器检定装置的自动检定方法，所述方法包括：

获取空腔内的当前环境参数，并基于预设参数对当前环境参数进行控制，以将当前环境参数调整至预设参数范围内；

检测非自动衡器秤盘的当前位置，并根据所述当前位置定位测定位置，并根据所述测定位置输出升降机构的动作指令，以便所述升降机构根据所述动作指令调整至预设位置；

读取非自动衡器读数并存储。

进一步地，所述获取空腔内的当前环境参数，具体包括：

获取空腔内的当前温度、当前湿度和当前风速。

进一步地，所述预设参数范围具体为，温度恒温范围为(20±2)℃、预设湿度范围为(30-70)％RH、风速预设范围为小于0.1m/s。

本发明还提供一种自动检定系统，用于实施如上所述的方法，所述系统包括：

参数设定单元，用于获取空腔内的当前环境参数，并基于预设参数对当前环境参数进行控制，以将当前环境参数调整至预设参数范围内；

检定控制单元，用于检测非自动衡器秤盘的当前位置，并根据所述当前位置定位测定位置，并根据所述测定位置输出升降机构的动作指令，以便所述升降机构根据所述动作指令调整至预设位置；

数据存储单元，用于读取非自动衡器读数并存储。

本发明还提供一种智能终端，所述智能终端包括：数据采集器、处理器和存储器；

所述数据采集器用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行如上所述的方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行如上所述的方法。

本发明提供的技术方案，通过在壳体内设置空腔，能够使空腔内的环境稳定，并可以通过环境信息检测装置检测空腔内的环境信息，以使空腔内的环境信息满足检定的要求。在进行检定时，通过平移机构调整砝码串的位置，以使砝码串与非自动衡器对准。随后，通过升降机构升降砝码串，以实现砝码串在非自动衡器上的加载。如此，可以实现非自动衡器的自动检定，排除人为因素的影响，提高检定结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是根据本发明的一个实施例的非自动衡器自动检定装置的立体结构示意图；

图2为本发明所提供的自动检定方法一种具体实施方式的流程图；

图3为本发明所提供的自动检定系统一种具体实施方式的流程图。

其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1壳体，11底座，12透明罩，21温度检测装置，22风速检测装置，23湿度检测装置，31挂钩式净重砝码，32链圈式感量砝码，4读数摄像头，5非自动衡器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

下面参照图1描述根据本发明的一些实施例。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种非自动衡器自动检定装置，包括：壳体1，壳体1内形成有空腔，空腔底部具有用于放置非自动衡器的放置台；环境信息检测装置，固设于空腔内；砝码组件，通过平移机构设置于空腔的上侧，砝码组件包括至少一个砝码串以及与砝码串对应设置的升降结构，砝码串通过升降结构与平移机构连接。

环境控制装置按照预设的环境条件，调节空腔内部温度、湿度条件；上述环境信息检测装置包括：温度检测装置21、风速检测装置22以及湿度检测装置23中的至少一种。其中，温度检测装置21可以集成显示模块并实时显示空腔内的温度。风速检测装置22可以集成显示模块并实时显示空腔内的风速。湿度检测装置23可以集成显示模块并实时显示空腔内的湿度。

温度检测装置21、风速检测装置22以及湿度检测装置23还可以与控制器连接，控制器根据温度检测装置21的温度信息、风速检测装置22的风速信息以及湿度检测装置23的湿度信息，综合显示环境信息。例如可以为显示具体数值，也可以为显示对应于环境信息满足检定要求的信息。环境信息可以为温度恒温范围(20±2)℃、湿度(30-70)％RH、风速实验环境风速小于0.1m/s。

本方案中，通过在壳体1内设置空腔，能够使空腔内的环境稳定，并可以通过环境信息检测装置检测空腔内的环境信息，以使空腔内的环境信息满足检定的要求。在进行检定时，通过平移机构调整砝码串的位置，以使砝码串与非自动衡器对准。随后，通过升降机构升降砝码串，以实现砝码串在非自动衡器上的加载。如此，可以实现非自动衡器的自动检定，排除人为因素的影响，提高检定结果的准确性。

进一步地，还包括：读数摄像头4，固设于空腔内且与非自动衡器对应设置，读数摄像头4用于获取非自动衡器的示值。读数摄像头4可以读取非自动衡器的示值的图像信息，随后控制器可以根据图像识别算法，识别图像信息中的具体数值，以完成对非自动衡器的示值的获取。

具体地，上述平移机构包括：轨道，固设于空腔的顶部；移动部，与轨道滑动连接，移动部与升降机构连接，移动部连接有驱动装置。例如，轨道上可以设有轨道槽移动部上设有滚轮，滚轮嵌入轨道槽内。同时，移动部上可以设置有齿条，驱动装置可以为电机，电机的输出轴连接有齿轮，齿轮和齿条啮合。齿条与轨道的滑槽平行设置。在需要移动升降机构和砝码串时，电机带动齿轮转动，齿轮与齿条配合，以使移动部沿轨道上的滑槽移动。电机可以为步进电机，以能精确控制电机的转动，进而能精确控制移动部移动的距离。

本方案中，通过控制器控制平移机构和升降机构。本示例中可以在空腔的顶部设置图像获取装置，例如可以为摄像头，通过图像获取装置中的图像信息，获取非自动衡器的位置信息，并控制平移机构移动至非自动衡器的位置信息对应的位置。随后根据检定的流程，控制升降机构升降，以完成检定。

对于检定数据的处理，可以按照现行有效的数字指示秤检定规程、电子天平检定规程的要求，通过PC机进行高速数据采集、处理、保存、打印等实现全自动化检测，也可进行手动控制，并配有自动故障判断停机系统及人为紧急停止装置。

示例性地，对非自动衡器的检定流程可以为：

检定系统启动前，将非自动衡器置于工作台面后调平、校准；输入非自动衡器基本信息、位置，输入最大称量、e值、d值、等级，选择推荐方法，自动生成检定点，自动显示各点允许误差。也可根据需要人为调整。输入各检定需要参数后，启动检定系统。

1、启动非自动衡器检定装置及相应的系统或硬件(统称为检定系统)，检定系统对空腔内进行环境控制；

2、空腔内环境条件稳定后，在控制软件上，自动扫描通过X、Y坐标确认非自动衡器秤盘位置，选择偏载位置图及偏载加载位置1、2、3、4及中心位置；按照流程图进行检测。

3、重复性项目测定：重复性是同一载荷在秤盘中心位置多次称量结果的差值。测量重复性的目的是考核非自动衡器多次称量所得结果的一致程度，是非自动衡器的一个重要计量性能指标。检定方法是对同一载荷进行多次称量，所得结果的最大值与最小值之差，应不大于该秤量点的最大允许误差的绝对值。具体步骤详见流程图。

4、示值误差项目测定：

采用砝码串根据预定检定点在秤盘中心位置逐个加载或卸载砝码，进行示值误差的测定。为了保证承载器上不出现空载，在更换砝码时，每次系统先加载质量值为10e(第二组砝码)置于秤盘，然后加载(或卸载)检定载荷第一组砝码(或第二组砝码)，在卸载质量值为10e的砝码后，记录读数所得结果与加载砝码示值之差，应不大于该秤量点的最大允许误差的绝对值。所有检定点示值误差均小于对应的最大允许误差的绝对值时，该检定项目合格。

5、偏载误差项目的测定：偏载是指同一载荷在不同位置(1、2、3、4和中心位置)的示值误差，由于每次使用非自动衡器称量物品的时候，不可能保证每次称量都将物品放置在承载器的中心位置，所以偏载误差就是考核载荷放在承载器的不同位置上测量结果。为了保证承载器上不出现空载，在更换砝码时，每次系统先加载质量值为10e的砝码(第二组砝码)置于秤盘，然后加载(或卸载)检定载荷第一组砝码(或第二组砝码)，在卸载质量值为10e的砝码后，记录读数。

由于数字示值的特点是只能显示分度值d的整数倍：若d为1，数字示值的末位数可以是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；若d为2，数字示值的末位数可以是0,2,4,6,8；若d为5，数字示值的末位数可以是0,5。但是衡器显示的数字是模拟化示值化整而来，模拟信号化整到数字示值这一过程带入的误差称之为数字实质的化整误差。称重显示器将称重传感器输出的模拟电压信号放大后，通过A/D转换和数字处理将模拟信号显示出来，数字示值对应的模拟量，称为化整前的模拟示值P，可以利用加载小砝码使示值至闪变点的办法确定ΔL。所以对e＝d或e＝2d的非自动衡器，加入附加小砝码串进行测量，对每个检定点采用闪变点法确定ΔL。

在上述任一实施例中，优选地，壳体1包括底座11和透明罩12，底座11由下至上嵌入透明罩12内，以使底座11与透明罩12限定出空腔。

本方案中，通过底座11和透明罩12限定出空腔，便于非自动衡器的放置和取出。

除了上述装置，本发明还提供一种基于如上所述的非自动衡器检定装置的自动检定方法，如图2所示，所述方法包括以下步骤：

S1：获取空腔内的当前环境参数，并基于预设参数对当前环境参数进行控制，以将当前环境参数调整至预设参数范围内；具体为，获取空腔内的当前温度、当前湿度和当前风速，所述预设参数范围具体为，温度恒温范围为(20±2)℃、预设湿度范围为(30-70)％RH、风速预设范围为小于0.1m/s。

S2：检测非自动衡器秤盘的当前位置，并根据所述当前位置定位测定位置，并根据所述测定位置输出升降机构的动作指令，以便所述升降机构根据所述动作指令调整至预设位置；

S3：读取非自动衡器读数并存储。

本提案将构建检定的实验环境，采用密闭的恒温、恒湿控制系统进行检定，解决目前检定中存在的，风速、温度、湿度不易控制的问题。本项提议申请可以同时检测多台非自动衡器，真正实现了自动化检定，提高了效率，减少人为误差，易于操作，计量标准实施控制效果好。

进一步地，本发明还提供一种自动检定系统，用于实施如上所述的方法，如图3所示，所述系统包括：

参数设定单元100，用于获取空腔内的当前环境参数，并基于预设参数对当前环境参数进行控制，以将当前环境参数调整至预设参数范围内；

检定控制单元200，用于检测非自动衡器秤盘的当前位置，并根据所述当前位置定位测定位置，并根据所述测定位置输出升降机构的动作指令，以便所述升降机构根据所述动作指令调整至预设位置；

数据存储单元300，用于读取非自动衡器读数并存储。

在一个使用场景中，该系统通过在系统内侧安装温度探头、风速探头、湿度探头，检定系统自动检测环境系统温度、湿度、风速满足实验条件后(温度恒温范围(20±2)℃、湿度(30-70)％RH、风速实验环境风速小于0.1m/s)，自动测量系统可以开始启动。

其使用的检定用砝码部分包括两组砝码，一组挂钩式静重砝码和一组链圈式感量砝码，每组砝码既可单独动作完成质量测量，也可通过砝码组合机构相互组合完成测量，当检测非自动衡器重复性时，通过软件设置直接加载/卸载第一组挂钩式砝码至设定值。当检测偏载误差和示值误差时，以链圈式感量砝码作为最小称量量，与吊钩式砝码组合完成测量。在更换挂钩式砝码时，以链圈式感量砝码对非自动衡器进行加载，避免非自动衡器恢复空载。

其砝码加载/卸载机械部分中，升降机构是由二组独立的升降平台组成，完成内圈砝码组和外圈砝码组的单独或组合挂载，通过升降平台的升降实现所需质量的加载和卸载。感量砝码组由单独的升降机构实现感量砝码的加载和卸载。本自动系统顶部安装齿轮轨道实现砝码的左右移动。例如当检测偏载误差项目时，需要加载砝码位置通过自动系统顶端安装摄像头，确定非自动衡器秤盘的X轴和Y轴位置，精准定位五个位置完成检测，自动控制机构由计算机软件编程。

对于读数部分，在前部安装摄像头，可以精确的读取电子天平、数字指示秤上的数值，通过转化，保存至PC机。

软件处理部分中，按照现行有效的数字指示秤检定规程、电子天平检定规程的要求，通过PC机进行高速数据采集、处理、保存、打印等实现全自动化检测，也可进行手动控制，并配有自动故障判断停机系统及人为紧急停止装置。完成整个测量过程。即根据要求通过砝码组合机构挂载砝码，然后选择需要测量的量程子程序即可由计算机控制整个测量过程。

与上述实施例相对应的，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中包含一个或多个程序指令。其中，所述一个或多个程序指令用于被一种双目相机深度标定系统执行如上所述的方法。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种非自动衡器检定装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的非自动衡器检定装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的非自动衡器检定装置，其特征在于，非自动衡器为电子天平或数字指示秤。

4.根据权利要求1所述的非自动衡器检定装置，其特征在于，所述平移机构包括：

轨道，固设于所述空腔的顶部；

5.一种基于如权利要求1-4任一项所述的非自动衡器检定装置的自动检定方法，其特征在于，所述方法包括：

读取非自动衡器读数并存储。

6.根据权利要求5所述的自动检定方法，其特征在于，所述获取空腔内的当前环境参数，具体包括：

获取空腔内的当前温度、当前湿度和当前风速。

7.根据权利要求5所述的自动检定方法，其特征在于，所述预设参数范围具体为，温度恒温范围为(20±2)℃、预设湿度范围为(30-70)％RH、风速预设范围为小于0.1m/s。

8.一种自动检定系统，用于实施如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述系统包括：

数据存储单元，用于读取非自动衡器读数并存储。

9.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括：数据采集器、处理器和存储器；

所述数据采集器用于采集数据；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于执行一个或多个程序指令，用以执行如权利要求5-7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于执行如权利要求5-7任一项所述的方法。