CN113984279A - 一种指针式压力表批量全自动校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指针式压力表批量全自动校准方法，包括步骤：一、在指针式压力表批量自动校准装置上安装被检指针式压力表和电子标准表；二、初始化指针式压力表批量自动校准装置；三、确定各个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量；四、各个被检指针式压力表零位误差的获取；五、各个被检指针式压力表示值误差的获取。本发明只需预先确定好各个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量，后续即可全自动完成被检指针式压力表的校准，降低劳动强度，测量结果准确。

Description

一种指针式压力表批量全自动校准方法

技术领域

本发明属于指针式压力表校准技术领域，具体涉及一种指针式压力表批量全自动校准方法。

背景技术

在油田生产运行过程中，由于指针式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度，并且具有结构简单、造价较低，性能可靠、维护维修方便等优点，因而得到越来越广泛的应用。随着数字电子技术的发展，部分指针式压力表已被数字仪表所代替，数字仪表准确度高、易读，但是当被测量快速变化或来回波动时，数字式仪表的示值会相应快速变化而不易被读数；而且如果控制显示时间间隔，就会忽略其间的变化细节。因而，从这一角度出发，指针式压力表占有明显优势，它可以直观地反映出测量值变化范围，并且由于指针式压力表结构相对简单，安装使用方便，成本较低，因此仍发挥着不可替代的作用。但指针式压力表经过一段时间的使用与受压后，机芯难免会出现一些变形和磨损，相应地指针式压力表就会产生各种误差和故障。为了保证，指针式原有的准确度而不使量值传递失真，需及时校准，以确保指示正确、可靠。

目前，国内对此类指针式压力表的校准工作主要是采用人工观测仪表表盘指针读数的方法进行校准，实际校准时，存在以下缺陷和不足：第一、受人的主观因素如观测角度、观测距离及疲劳强度等的影响，存在的度数误差较大，可靠性不高；第二、长时间读表盘容易疲劳，从而产生判读错误；第三、人工校准单个表读数，操作流程繁琐。另外，虽然市场上出现一些指针式压力表自动校准系统，但现有的指针式压力表自动校准系统均不同程度地存在使用操作不便、校准效率低、校准结果不准确等；同时，现有的指针式压力表自动校准系统采用摄像机拍摄表盘图像，这就对压力表的安装角度要求非常严格，不可避免的增加了压力表安装的时间。因而，如何实现指针式压力表的自动校准，以提高校准效率、校准准确度，并增大压力表安装角度的容错率，就成为一个迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种指针式压力表批量全自动校准方法，步骤简单，只需预先确定好各个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量，后续即可全自动完成被检指针式压力表的校准，对被检压力表安装时的角度容错率极高，极大地降低了人员的劳动强度，且测量结果相比于人工度数更加准确，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种指针式压力表批量全自动校准方法，其使用的指针式压力表批量自动校准装置包括加压台、N个设置在加压台顶部的压力表安装柱、设置在加压台中心位置处且用于确定数码相机拍摄工位的相机定位机构、套设在加压台外周侧的环形轨道、沿环形轨道滑动且用于摄取被检指针式压力表表盘图像的移动数码相机组件、跟随所述移动数码相机组件滑动且用于轻敲被检指针式压力表外壳的伸缩式敲击锤机构；N个压力表安装柱以加压台竖直中心线为中心呈周向均匀布设；加压台的竖直中心线与环形轨道的轴线相重合；所述相机定位机构包括插设在加压台中心位置处的竖向转轴、用于控制竖向转轴转动的转动控制机构、以及两个均呈水平固定在竖向转轴上且用于测量被检指针式压力表后壳与加压台竖直中心线间距的激光测距器，两个激光测距器的激光线具有夹角且其均与加压台的竖直中心线相交；两个激光测距器的激光线和被检指针式压力表的表体中心点均位于同一水平面上；竖向转轴的轴线与加压台竖直中心线相重合；所述移动数码相机组件包括数码相机、与环形轨道滑动配合且用于控制数码相机拍摄面自转的相机自转座、与激光测距器连接且用于控制所述相机自转座和数码相机工作的相机控制模块；数码相机上连接有用于实时采集数码相机内图片数据的数据采集处理模块；其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、在指针式压力表批量自动校准装置上安装被检指针式压力表和电子标准表：在N个所述压力表安装柱上安装一个电子标准表和N-1个被检指针式压力表，N为正整数且N≥4；

步骤二、初始化指针式压力表批量自动校准装置：

步骤201、在激光测距器的激光线所在水平面上，以竖向转轴中心点为原点o建立平面直角坐标系xoy，以正西为x轴正方向，以正北为y轴正方向；

步骤202、控制竖向转轴转动，使两个激光测距器的激光线的夹角的角平分线与电子标准表旁侧的任一个被检指针式压力表的竖直中心线相交，并通过竖向转轴转动角度确定当前被检指针式压力表在平面直角坐标系xoy中的象限；

步骤203、控制数码相机自转，使数码相机拍摄面的中轴线与竖向转轴的轴线相交，并确认当前数码相机的拍摄面中心点g在平面直角坐标系 xoy中的坐标，并获取线段og的长度；

步骤三、确定各个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量：

步骤301、根据两个激光测距器的测量长度及两个激光测距器发射的激光线分别与x轴的锐角夹角，计算打射在当前被检指针式压力表后壳上的激光点a的坐标和激光点b的坐标，并计算激光点a和激光点b所在直线y₁的直线方程；

步骤302、计算在平面直角坐标系xoy上与直线y₁相垂直的，且过当前被检指针式压力表表体中心点f的直线y₂的直线方程；

步骤303、以原点o为圆心并以线段og的长度为半径r建立圆O₁，计算圆O₁与直线y₂的交点坐标，并以当前被测指针式压力表所在象限内的交点为当前被测指针式压力表对应的数码相机拍摄面的拍摄工位点e；当前数码相机拍摄面的拍摄工位点e和当前被检指针式压力表中心点f的距离即为当前被检指针式压力表对应的伸缩式敲击锤机构的伸长量；

步骤304、根据公式θ＝|α-β|，计算当前数码相机拍摄工位点e处的数码相机拍摄面的自转角度θ；其中，α为当前数码相机拍摄工位点e 和当前被检指针式压力表中心点f的连线与x轴之间的锐角夹角，β为当前数码相机拍摄面的拍摄工位点e和原点o的连线与x轴之间的锐角夹角；

步骤305、当当前被检指针式压力表位于第Ⅰ象限或第Ⅲ象限，且α＞β时，数码相机拍摄面逆时针自转角度θ；

当当前被检指针式压力表位于第Ⅰ象限或第Ⅲ象限，且α＜β时，数码相机拍摄面顺时针自转角度θ；

当当前被检指针式压力表位于第Ⅱ象限或第Ⅳ象限，且α＞β时，数码相机拍摄面顺时针自转角度θ；

当当前被检指针式压力表位于第Ⅱ象限或第Ⅳ象限，且α＜β时，数码相机拍摄面逆时针自转角度θ；

当θ＝0时，数码相机拍摄面不自转；

步骤306、控制竖向转轴转动角度

使两个激光测距器发射的激光线均打射在下一个被检指针式压力表的后壳上；

步骤308、循环N-2次步骤301至步骤306，完成N-1个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量的确定；

步骤四、各个被检指针式压力表零位误差的获取：

步骤401、在加压台不加压，即被检指针式压力表内腔与大气相通时，控制数码相机拍摄面的中心点由点g移动至步骤303中的被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点e处；

步骤402、控制数码相机拍摄面自转当前被检指针式压力表对应的数码相机拍摄面的自转角度θ；

步骤403、控制数码相机拍摄当前被检指针式压力表表盘，并将表盘图像传输至数据采集处理模块进行指针式压力表的读数，计算零位误差，完成一个被检指针式压力表零位误差的获取；

步骤404、控制数码相机拍摄面自转回初始角度；

步骤405、控制数码相机拍摄面的中心点移动至下一个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点e处；

步骤406、循环N-2次步骤402至步骤405，直至N-1个被检指针式压力表的零位误差均获取完毕；

步骤五、各个被检指针式压力表示值误差的获取：

步骤501、控制加压台加压，直至电子标准表的压力值达到第一个压力检定值，控制数码相机拍摄面的中心点移动至步骤303中被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点e处；

步骤502、控制数码相机拍摄面自转当前被检指针式压力表对应的数码相机拍摄面自转角度θ；

步骤503、控制数码相机拍摄当前被检指针式压力表表盘，并将表盘图像传输至数据采集处理模块进行指针式压力表的读数，完成一个被检指针式压力表在第一个压力检定值下轻敲前的示值测量；

步骤504、控制伸缩式敲击锤机构伸长当前数码相机拍摄工位点e与当前被检指针式压力表中心点f之间距离长度，使敲击锤轻敲被检指针式压力表外壳；

步骤505、控制数码相机拍摄当前被检指针式压力表表盘，并将表盘图像传输至数据采集处理模块进行指针式压力表的读数，完成一个被检指针式压力表在第一个压力检定值下轻敲后的示值测量；

步骤506、控制数码相机拍摄面自转回初始角度；

步骤507、控制数码相机拍摄面的中心点移动至下一个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点e处；

步骤508、循环N-2次步骤502至步骤507，直至N-1个被检指针式压力表在第一个压力检定值下轻敲前与轻敲后的示值均测量完毕；

步骤509、控制加压台加压，直至电子标准表的压力值达到下一个压力检定值，控制数码相机拍摄面的中心点移动至步骤303中被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点e处；

步骤510、循环N-1次步骤502至步骤507，直至N-1个被检指针式压力表在当前压力检定值下轻敲前与轻敲后的示值均测量完毕；

步骤511、循环步骤509至步骤510，直至N-1个被检指针式压力表在其量程范围内的多个依次递增的压力检定值下，轻敲前与轻敲后的示值均测量完毕；

步骤512、控制加压台逐级减压，测量N-1个被检指针式压力表在其量程范围内的多个依次递减的压力检定值下，轻敲前与轻敲后的示值；

步骤513、计算N-1个被检指针式压力表各自的最大示值误差、最大回程误差和轻敲位移。

上述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：所述转动控制机构包括固定套设在竖向转轴上且卡接在加压台上表面的限位环、设置在竖向转轴底部且与加压台下表面接触的从动齿轮、与从动齿轮相啮合的主动齿轮、以及用于控制主动齿轮转动的激光转动控制电机，所述激光转动控制电机通过L型安装板与加压台底部固定连接。

上述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：所述相机自转座包括沿环形轨道行走的行走轮组、设置在行走轮组上的底部基座、设置在底部基座上的环形底座、设置在环形底座内的自转控制电机、设置在自转控制电机旋转轴上的水平相机安装板，水平相机安装板底部固定设置有插设在环形底座上的稳定滑块，环形底座上表面开设有供稳定滑块滑动的环形滑槽，数码相机和水平相机安装板通过螺栓可拆卸连接；数码相机的拍摄面位于自转控制电机转轴的正上方。

上述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：所述伸缩式敲击锤机构包括设置在水平相机安装板上且向加压台中心方向伸缩的电动伸缩杆、设置在电动伸缩杆伸缩端的锤体驱动机构、以及受所述锤体驱动机构驱动的敲击锤；

所述锤体驱动机构包括用于安装所述敲击锤的敞口安装壳、设置在敞口安装壳内壁上且用于吸附所述敲击锤轻敲被检指针式压力表外壳的第一电磁铁、以及设置在第一电磁铁对侧且用于吸附所述敲击锤远离被检指针式压力表的第二电磁铁；所述敲击锤包括底部铰接在敞口安装壳底部的金属杆体和设置在金属杆体顶端的锤头。

上述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：两个所述激光测距器的激光线的夹角为5°～10°。

上述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：所述相机控制模块包括控制电路板，所述控制电路板上集成有微控制器，电子标准表和两个激光测距器的输出端均与微控制器连接，数码相机、电动伸缩杆、第一电磁铁、第二电磁铁、行走轮组、自转控制电机和激光转动控制电机均由微控制器进行控制。

上述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：所述数据采集处理模块包括计算机和插设在所述计算机的PCI插槽上的PCI图像采集卡，数码相机通过数据总线与所述PCI图像采集卡连接。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下优点：步骤简单，只需预先确定好各个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量，后续即可全自动完成被检指针式压力表的校准，对被检压力表安装时的角度容错率极高，极大地降低了人员的劳动强度，且测量结果相比于人工度数更加准确，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为发明采用的指针式压力表批量自动校准装置的结构示意图。

图2为本发明采用的锤体驱动机构、敲击锤和被检指针式压力表的配合关系示意图。

图3为本发明被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构伸长量的计算原理图。

附图标记说明:

1-加压台； 2-压力表安装柱； 3-被检指针式压力表；

4-环形轨道； 5-电子标准表； 6-竖向转轴；

7-激光测距器； 8-数码相机； 9-限位环；

10-从动齿轮； 11-主动齿轮； 12-激光转动控制电机；

13-L型安装板； 14-行走轮组； 15-底部基座；

16-环形底座； 17-自转控制电机； 18-水平相机安装板；

19-稳定滑块； 20-电动伸缩杆。 21-敞口安装壳；

22-第一电磁铁； 23-第二电磁铁； 24-金属杆体；

25-锤头； 26-铰接座。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其使用的指针式压力表批量自动校准装置包括加压台1、N个设置在加压台1顶部的压力表安装柱2、设置在加压台1中心位置处且用于确定数码相机8拍摄工位的相机定位机构、套设在加压台1外周侧的环形轨道4、沿环形轨道4滑动且用于摄取被检指针式压力表3表盘图像的移动数码相机组件、跟随所述移动数码相机组件滑动且用于轻敲被检指针式压力表3 外壳的伸缩式敲击锤机构；N个压力表安装柱2以加压台1竖直中心线为中心呈周向均匀布设；加压台1的竖直中心线与环形轨道4的轴线相重合；所述相机定位机构包括插设在加压台1中心位置处的竖向转轴6、用于控制竖向转轴6转动的转动控制机构、以及两个均呈水平固定在竖向转轴6 上且用于测量被检指针式压力表3后壳与加压台1竖直中心线间距的激光测距器7，两个激光测距器7的激光线具有夹角且其均与加压台1的竖直中心线相交；两个激光测距器7的激光线和被检指针式压力表3的表体中心点均位于同一水平面上；竖向转轴6的轴线与加压台1竖直中心线相重合；所述移动数码相机组件包括数码相机8、与环形轨道4滑动配合且用于控制数码相机8拍摄面自转的相机自转座、与激光测距器7连接且用于控制所述相机自转座和数码相机8工作的相机控制模块；数码相机8上连接有用于实时采集数码相机8内图片数据的数据采集处理模块；其方法包括以下步骤：

步骤一、在指针式压力表批量自动校准装置上安装被检指针式压力表和电子标准表：在N个所述压力表安装柱2上安装一个电子标准表5和N-1 个被检指针式压力表3，N为正整数且N≥4；

步骤二、初始化指针式压力表批量自动校准装置：

步骤201、在激光测距器7的激光线所在水平面上，以竖向转轴6中心点为原点o建立平面直角坐标系xoy，以正西为x轴正方向，以正北为 y轴正方向；

步骤202、控制竖向转轴6转动，使两个激光测距器7的激光线的夹角的角平分线与电子标准表5旁侧的任一个被检指针式压力表3的竖直中心线相交，并通过竖向转轴6转动角度确定当前被检指针式压力表3在平面直角坐标系xoy中的象限；

步骤203、控制数码相机8自转，使数码相机8拍摄面的中轴线与竖向转轴6的轴线相交，并确认当前数码相机8的拍摄面中心点g在平面直角坐标系xoy中的坐标，并获取线段og的长度；

步骤三、确定各个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量：

步骤301、根据两个激光测距器7的测量长度及两个激光测距器7发射的激光线分别与x轴的锐角夹角，计算打射在当前被检指针式压力表3 后壳上的激光点a的坐标和激光点b的坐标，并计算激光点a和激光点b 所在直线y₁的直线方程；

步骤302、计算在平面直角坐标系xoy上与直线y₁相垂直的，且过当前被检指针式压力表3表体中心点f的直线y₂的直线方程；

步骤303、以原点o为圆心并以线段og的长度为半径r建立圆O₁，计算圆O₁与直线y₂的交点坐标，并以当前被测指针式压力表3所在象限内的交点为当前被测指针式压力表3对应的数码相机8拍摄面的拍摄工位点e；当前数码相机8拍摄面的拍摄工位点e和当前被检指针式压力表3中心点 f的距离即为当前被检指针式压力表3对应的伸缩式敲击锤机构的伸长量；

步骤304、根据公式θ＝|α-β|，计算当前数码相机8拍摄工位点e 处的数码相机8拍摄面的自转角度θ；其中，α为当前数码相机8拍摄工位点e和当前被检指针式压力表3中心点f的连线与x轴之间的锐角夹角，β为当前数码相机8拍摄面的拍摄工位点e和原点o的连线与x轴之间的锐角夹角；

步骤305、当当前被检指针式压力表3位于第Ⅰ象限或第Ⅲ象限，且α＞β时，数码相机8拍摄面逆时针自转角度θ；

当当前被检指针式压力表3位于第Ⅰ象限或第Ⅲ象限，且α＜β时，数码相机8拍摄面顺时针自转角度θ；

当当前被检指针式压力表3位于第Ⅱ象限或第Ⅳ象限，且α＞β时，数码相机8拍摄面顺时针自转角度θ；

当当前被检指针式压力表3位于第Ⅱ象限或第Ⅳ象限，且α＜β时，数码相机8拍摄面逆时针自转角度θ；

当θ＝0时，数码相机8拍摄面不自转；

步骤306、控制竖向转轴6转动角度

使两个激光测距器7发射的激光线均打射在下一个被检指针式压力表3的后壳上；

步骤308、循环N-2次步骤301至步骤306，完成N-1个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量的确定；

步骤四、各个被检指针式压力表零位误差的获取：

步骤401、在加压台1不加压，即被检指针式压力表3内腔与大气相通时，控制数码相机8拍摄面的中心点由点g移动至步骤303中的被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄工位点e处；

步骤402、控制数码相机8拍摄面自转当前被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄面的自转角度θ；

步骤403、控制数码相机8拍摄当前被检指针式压力表3表盘，并将表盘图像传输至数据采集处理模块进行指针式压力表的读数，计算零位误差，完成一个被检指针式压力表3零位误差的获取；

步骤404、控制数码相机8拍摄面自转回初始角度；所述初始角度为数码相机8的拍摄面与圆O₁相切时数码相机8的拍摄面的角度；

步骤405、控制数码相机8拍摄面的中心点移动至下一个被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄工位点e处；

步骤406、循环N-2次步骤402至步骤405，直至N-1个被检指针式压力表3的零位误差均获取完毕；

步骤五、各个被检指针式压力表示值误差的获取：

步骤501、控制加压台1加压，直至电子标准表5的压力值达到第一个压力检定值，控制数码相机8拍摄面的中心点移动至步骤303中被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄工位点e处；

步骤502、控制数码相机8拍摄面自转当前被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄面自转角度θ；

步骤503、控制数码相机8拍摄当前被检指针式压力表3表盘，并将表盘图像传输至数据采集处理模块进行指针式压力表的读数，完成一个被检指针式压力表3在第一个压力检定值下轻敲前的示值测量；

步骤504、控制伸缩式敲击锤机构伸长当前数码相机8拍摄工位点e 与当前被检指针式压力表3中心点f之间距离长度，使敲击锤轻敲被检指针式压力表3外壳；

步骤505、控制数码相机8拍摄当前被检指针式压力表3表盘，并将表盘图像传输至数据采集处理模块进行指针式压力表的读数，完成一个被检指针式压力表3在第一个压力检定值下轻敲后的示值测量；

步骤506、控制数码相机8拍摄面自转回初始角度；

步骤507、控制数码相机8拍摄面的中心点移动至下一个被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄工位点e处；

步骤508、循环N-2次步骤502至步骤507，直至N-1个被检指针式压力表3在第一个压力检定值下轻敲前与轻敲后的示值均测量完毕；

步骤509、控制加压台1加压，直至电子标准表5的压力值达到下一个压力检定值，控制数码相机8拍摄面的中心点移动至步骤303中被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄工位点e处；

步骤510、循环N-1次步骤502至步骤507，直至N-1个被检指针式压力表3在当前压力检定值下轻敲前与轻敲后的示值均测量完毕；

步骤511、循环步骤509至步骤510，直至N-1个被检指针式压力表3 在其量程范围内的多个依次递增的压力检定值下，轻敲前与轻敲后的示值均测量完毕；

步骤512、控制加压台1逐级减压，测量N-1个被检指针式压力表3在其量程范围内的多个依次递减的压力检定值下，轻敲前与轻敲后的示值；

步骤513、计算N-1个被检指针式压力表3各自的最大示值误差、最大回程误差和轻敲位移。

本实施例中，最大示值误差、最大回程误差和轻敲位移均根据JJG 52-2013弹性元件式-般压力表、压力真空表和真空表计量检定规程中的规定进行计算。

本实施例中，如图3所示，以N为4为例，两个激光测距器7的激光线的夹角的角平分线的初始位置与x轴负半轴重合，以位于第Ⅲ象限的被检指针式压力表3作为步骤202中电子标准表5旁侧的被检指针式压力表 3，因此首先人工控制竖向转轴6逆时针旋转45°，根据竖向转轴6旋转的角度确定当前被检指针式压力表3确实位于第Ⅲ象限内，位于第Ⅲ象限的被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄工位点e的坐标、数码相机自转角度θ和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量的具体计算过程如下：

步骤s1、计算a点的坐标(x_a，y_a)，b点的坐标(x_b，y_b)；

x_a＝-cosδ*l_ao，y_a＝-sinδ*l_ao；其中，δ为过o点和a点的激光线与x 轴的锐角夹角，l_ao为线段ao的长度；

x_b＝-cosσ*l_bo，y_b＝-sinσ*l_bo；其中，σ为过o点和b点的激光线与x轴的锐角夹角，l_bo为线段bo的长度；

步骤s2、激光点a和激光点b所在直线y₁的直线方程为y₁＝k₁x₁+c₁，其中，

当k₁≠0时，直线y₂的直线方程为y₂＝k₂x₂+c₂，其中，

当k₁＝0时，直线y₂的直线方程为x₂＝x_f；其中，x_f为f点的横坐标， y_f为f点的纵坐标；

s3、当k₁≠0时，求解

二元二次方程，得到两个交点坐标，以位于第Ⅲ象限内的交点为当前被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄工位点e，其坐标为(x_e，y_e)；当前伸缩式敲击锤机构的伸长量为

当k₁＝0时，求解

二元二次方程，得到两个交点坐标，以位于第Ⅲ象限内的交点为当前被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄工位点e，其坐标为(x_e，y_e)；当前伸缩式敲击锤机构的伸长量为

s4、

如图3所示，α＞β且被检指针式压力表3位于第Ⅲ象限内，因此数码相机8拍摄面逆时针自转角度θ；

其余象限的被检指针式压力表3对应的数码相机8拍摄工位点e的坐标、数码相机自转角度θ和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量的具体计算过程与上述过程类似；

需要说明的是，校准主要用以确定测量器具的示值误差，因此步骤五计算完被检指针式压力表的最大示值误差和最大回程误差后即完成被检指针式压力表的校准。

需要说明的是，通过设置相机定位机构测量被检指针式压力表3的安装角度，随后就能确定环形轨道4上的数码相机8移动到何点时拍摄面可以正对被检指针式压力表3，以保证数码相机8拍摄的表盘图像的准确性，从而就能提高计算机读取图像内指针指示值的精度；此外，通过设置相机定位机构还能减少被检指针式压力表3安装时的角度限制，降低被检指针式压力表3的安装操作难度，有利于被检指针式压力表3的快速安装；

通过在环形轨道4上设置移动数码相机组件，工作时，使数码相机8 沿着环形轨道4移动至各个被检指针式压力表3对应的拍摄工作位，以实现多个被检指针式压力表3表盘图像的批量采集，从而实现被检指针式压力表3的批量校准，无需人手动控制且比人工拍摄效率高、精度高，使用效果好；

通过设置相机自转座控制数码相机8自转，在其到达各个被检指针式压力表3对应的拍摄工作位后，根据被检指针式压力表3实际的表盘角度进行数码相机8拍摄面角度的调整，使数码相机8拍摄面正对被检指针式压力表3表盘进行拍摄，从而实现多个被检指针式压力表3表盘图像的批量采集；

通过设置数码相机8自动读取被检指针式压力表3表盘图像，并通过数据采集处理模块读取被检指针式压力表3表盘上的示值，相比于人工度数更加准确，且极大地降低了人员的劳动强度，经济实用；

通过将伸缩式敲击锤机构设置在移动数码相机组件上，其随数码相机的移动而移动，使多个被检指针式压力表3只需配套一个伸缩式敲击锤机构即可，减少了设备整体的占地面积，减低了设备的制造成本，经济实用；

本发明方法步骤简单，只需预先确定好各个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量，后续即可全自动完成被检指针式压力表的校准，对被检压力表安装时的角度容错率极高，极大地降低了人员的劳动强度，且测量结果相比于人工度数更加准确。

本实施例中，所述转动控制机构包括固定套设在竖向转轴6上且卡接在加压台1上表面的限位环9、设置在竖向转轴6底部且与加压台1下表面接触的从动齿轮10、与从动齿轮10相啮合的主动齿轮11、以及用于控制主动齿轮11转动的激光转动控制电机12，所述激光转动控制电机12 通过L型安装板13与加压台1底部固定连接。

需要说明的是，通过设置L型安装板13使加压台1及安装在其上的相机定位机构能够整体移动，而不受安装地点的限制。

本实施例中，所述相机自转座包括沿环形轨道4行走的行走轮组14、设置在行走轮组14上的底部基座15、设置在底部基座15上的环形底座 16、设置在环形底座16内的自转控制电机17、设置在自转控制电机17 旋转轴上的水平相机安装板18，水平相机安装板18底部固定设置有插设在环形底座16上的稳定滑块19，环形底座16上表面开设有供稳定滑块 19滑动的环形滑槽，数码相机8和水平相机安装板18通过螺栓可拆卸连接；数码相机8的拍摄面位于自转控制电机17转轴的正上方。

本实施例中，所述自转控制电机17转轴的轴线与环形轨道4的圆形行进轨迹线相交。

本实施例中，所述行走轮组14包括主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮均嵌设在环形轨道4的轨道槽内，防止数码相机8脱离轨道。

本实施例中，所述底部基座15的安装高度可调，其高度可根据被检指针式压力表3的型号进行调整，使数码相机8拍摄面的轴线与被检指针式压力表3表盘的轴线位于同一水平面上。

本实施例中，所述伸缩式敲击锤机构包括设置在水平相机安装板18 上且向加压台1中心方向伸缩的电动伸缩杆20、设置在电动伸缩杆20伸缩端的锤体驱动机构、以及受所述锤体驱动机构驱动的敲击锤；

所述锤体驱动机构包括用于安装所述敲击锤的敞口安装壳21、设置在敞口安装壳21内壁上且用于吸附所述敲击锤轻敲被检指针式压力表3外壳的第一电磁铁22、以及设置在第一电磁铁22对侧且用于吸附所述敲击锤远离被检指针式压力表3的第二电磁铁23；所述敲击锤包括底部铰接在敞口安装壳21底部的金属杆体24和设置在金属杆体24顶端的锤头25。

本实施例中，所述电动伸缩杆20的轴线与数码相机8的拍摄面中心点的水平距离大于被检指针式压力表3表体的半径，使敲击锤和锤体驱动机构能够伸长至被检指针式压力表3侧面，从而轻敲被检指针式压力表3 侧壁。

本实施例中，所述电动伸缩杆20的轴线垂直于数码相机8的拍摄面所在平面，且电动伸缩杆20随数码相机8的转动同步转动，因此，当自转控制电机17控制数码相机8镜头分别正对多个被检指针式压力表3时，敲击锤与多个被检指针式压力表3之间的相对角度始终保持一致，仅敲击锤与每个被检指针式压力表3之间的间距可能不同，而不同的间距可通过电动伸缩杆20的伸缩调整，保证敲击锤的锤头25能够准确地敲击在被检指针式压力表3的表壳上。

本实施例中，所述金属杆体24通过铰接座26铰接在敞口安装壳21 内。

本实施例中，所述敞口安装壳21的高度不超过金属杆体24长度的一半，从而保证金属杆体24的摆动幅度能够使锤头25敲击在被检指针式压力表3的外壳上。

需要说明的是，实际使用时，金属杆体24初始依靠在第二电磁铁23 上，第一电磁铁22和第二电磁铁23均不通电；当电动伸缩杆20伸长至被检指针式压力表3附近时，第一电磁铁22通电将金属杆体24吸附在第一电磁铁22上，锤头25敲击压力表表壳，紧接着第一电磁铁22失电第二电磁铁23通电，将金属杆体24吸附在第二电磁铁23上，锤头25远离压力表表壳，完成一次被检指针式压力表3的自动轻敲。

本实施例中，两个所述激光测距器7的激光线的夹角为5°～10°。

需要说明的是，上述夹角的大小选取与被检指针式压力表3的表体宽度成正比，以保证两个所述激光测距器7的激光线均能打设至被检指针式压力表3表体背面，从而可以进行后续数码相机拍摄工位点坐标的计算。

本实施例中，所述相机控制模块包括控制电路板，所述控制电路板上集成有微控制器，电子标准表5和两个激光测距器7的输出端均与微控制器连接，数码相机8、电动伸缩杆20、第一电磁铁22、第二电磁铁23、行走轮组14、自转控制电机17和激光转动控制电机12均由微控制器进行控制。

本实施例中，所述数据采集处理模块包括计算机和插设在所述计算机的PCI插槽上的PCI图像采集卡，数码相机8通过数据总线与所述PCI图像采集卡连接。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种指针式压力表批量全自动校准方法，其使用的指针式压力表批量自动校准装置包括加压台(1)、N个设置在加压台(1)顶部的压力表安装柱(2)、设置在加压台(1)中心位置处且用于确定数码相机(8)拍摄工位的相机定位机构、套设在加压台(1)外周侧的环形轨道(4)、沿环形轨道(4)滑动且用于摄取被检指针式压力表(3)表盘图像的移动数码相机组件、跟随所述移动数码相机组件滑动且用于轻敲被检指针式压力表(3)外壳的伸缩式敲击锤机构；N个压力表安装柱(2)以加压台(1)竖直中心线为中心呈周向均匀布设；加压台(1)的竖直中心线与环形轨道(4)的轴线相重合；所述相机定位机构包括插设在加压台(1)中心位置处的竖向转轴(6)、用于控制竖向转轴(6)转动的转动控制机构、以及两个均呈水平固定在竖向转轴(6)上且用于测量被检指针式压力表(3)后壳与加压台(1)竖直中心线间距的激光测距器(7)，两个激光测距器(7)的激光线具有夹角且其均与加压台(1)的竖直中心线相交；两个激光测距器(7)的激光线和被检指针式压力表(3)的表体中心点均位于同一水平面上；竖向转轴(6)的轴线与加压台(1)竖直中心线相重合；所述移动数码相机组件包括数码相机(8)、与环形轨道(4)滑动配合且用于控制数码相机(8)拍摄面自转的相机自转座、与激光测距器(7)连接且用于控制所述相机自转座和数码相机(8)工作的相机控制模块；数码相机(8)上连接有用于实时采集数码相机(8)内图片数据的数据采集处理模块；其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、在指针式压力表批量自动校准装置上安装被检指针式压力表和电子标准表：在N个所述压力表安装柱(2)上安装一个电子标准表(5)和N-1个被检指针式压力表(3)，N为正整数且N≥4；

步骤二、初始化指针式压力表批量自动校准装置：

步骤201、在激光测距器(7)的激光线所在水平面上，以竖向转轴(6)中心点为原点o建立平面直角坐标系xoy，以正西为x轴正方向，以正北为y轴正方向；

步骤202、控制竖向转轴(6)转动，使两个激光测距器(7)的激光线的夹角的角平分线与电子标准表(5)旁侧的任一个被检指针式压力表(3)的竖直中心线相交，并通过竖向转轴(6)转动角度确定当前被检指针式压力表(3)在平面直角坐标系xoy中的象限；

步骤203、控制数码相机(8)自转，使数码相机(8)拍摄面的中轴线与竖向转轴(6)的轴线相交，并确认当前数码相机(8)的拍摄面中心点g在平面直角坐标系xoy中的坐标，并获取线段og的长度；

步骤三、确定各个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量：

步骤301、根据两个激光测距器(7)的测量长度及两个激光测距器(7)发射的激光线分别与x轴的锐角夹角，计算打射在当前被检指针式压力表(3)后壳上的激光点a的坐标和激光点b的坐标，并计算激光点a和激光点b所在直线y₁的直线方程；

步骤302、计算在平面直角坐标系xoy上与直线y₁相垂直的，且过当前被检指针式压力表(3)表体中心点f的直线y₂的直线方程；

步骤303、以原点o为圆心并以线段og的长度为半径r建立圆O₁，计算圆O₁与直线y₂的交点坐标，并以当前被测指针式压力表(3)所在象限内的交点为当前被测指针式压力表(3)对应的数码相机(8)拍摄面的拍摄工位点e；当前数码相机(8)拍摄面的拍摄工位点e和当前被检指针式压力表(3)中心点f的距离即为当前被检指针式压力表(3)对应的伸缩式敲击锤机构的伸长量；

步骤304、根据公式θ＝|α-β|，计算当前数码相机(8)拍摄工位点e处的数码相机(8)拍摄面的自转角度θ；其中，α为当前数码相机(8)拍摄工位点e和当前被检指针式压力表(3)中心点f的连线与x轴之间的锐角夹角，β为当前数码相机(8)拍摄面的拍摄工位点e和原点o的连线与x轴之间的锐角夹角；

步骤305、当当前被检指针式压力表(3)位于第Ⅰ象限或第Ⅲ象限，且α＞β时，数码相机(8)拍摄面逆时针自转角度θ；

当当前被检指针式压力表(3)位于第Ⅰ象限或第Ⅲ象限，且α＜β时，数码相机(8)拍摄面顺时针自转角度θ；

当当前被检指针式压力表(3)位于第Ⅱ象限或第Ⅳ象限，且α＞β时，数码相机(8)拍摄面顺时针自转角度θ；

当当前被检指针式压力表(3)位于第Ⅱ象限或第Ⅳ象限，且α＜β时，数码相机(8)拍摄面逆时针自转角度θ；

当θ＝0时，数码相机(8)拍摄面不自转；

步骤306、控制竖向转轴(6)转动角度

使两个激光测距器(7)发射的激光线均打射在下一个被检指针式压力表(3)的后壳上；

步骤308、循环N-2次步骤301至步骤306，完成N-1个被检指针式压力表对应的数码相机拍摄工位点坐标、数码相机自转角度和自转方向、以及伸缩式敲击锤机构的伸长量的确定；

步骤四、各个被检指针式压力表零位误差的获取：

步骤401、在加压台(1)不加压，即被检指针式压力表(3)内腔与大气相通时，控制数码相机(8)拍摄面的中心点由点g移动至步骤303中的被检指针式压力表(3)对应的数码相机(8)拍摄工位点e处；

步骤402、控制数码相机(8)拍摄面自转当前被检指针式压力表(3)对应的数码相机(8)拍摄面的自转角度θ；

步骤403、控制数码相机(8)拍摄当前被检指针式压力表(3)表盘，并将表盘图像传输至数据采集处理模块进行指针式压力表的读数，计算零位误差，完成一个被检指针式压力表(3)零位误差的获取；

步骤404、控制数码相机(8)拍摄面自转回初始角度；

步骤405、控制数码相机(8)拍摄面的中心点移动至下一个被检指针式压力表(3)对应的数码相机(8)拍摄工位点e处；

步骤406、循环N-2次步骤402至步骤405，直至N-1个被检指针式压力表(3)的零位误差均获取完毕；

步骤五、各个被检指针式压力表示值误差的获取：

步骤501、控制加压台(1)加压，直至电子标准表(5)的压力值达到第一个压力检定值，控制数码相机(8)拍摄面的中心点移动至步骤303中被检指针式压力表(3)对应的数码相机(8)拍摄工位点e处；

步骤502、控制数码相机(8)拍摄面自转当前被检指针式压力表(3)对应的数码相机(8)拍摄面自转角度θ；

步骤503、控制数码相机(8)拍摄当前被检指针式压力表(3)表盘，并将表盘图像传输至数据采集处理模块进行指针式压力表的读数，完成一个被检指针式压力表(3)在第一个压力检定值下轻敲前的示值测量；

步骤504、控制伸缩式敲击锤机构伸长当前数码相机(8)拍摄工位点e与当前被检指针式压力表(3)中心点f之间距离长度，使敲击锤轻敲被检指针式压力表(3)外壳；

步骤505、控制数码相机(8)拍摄当前被检指针式压力表(3)表盘，并将表盘图像传输至数据采集处理模块进行指针式压力表的读数，完成一个被检指针式压力表(3)在第一个压力检定值下轻敲后的示值测量；

步骤506、控制数码相机(8)拍摄面自转回初始角度；

步骤507、控制数码相机(8)拍摄面的中心点移动至下一个被检指针式压力表(3)对应的数码相机(8)拍摄工位点e处；

步骤508、循环N-2次步骤502至步骤507，直至N-1个被检指针式压力表(3)在第一个压力检定值下轻敲前与轻敲后的示值均测量完毕；

步骤509、控制加压台(1)加压，直至电子标准表(5)的压力值达到下一个压力检定值，控制数码相机(8)拍摄面的中心点移动至步骤303中被检指针式压力表(3)对应的数码相机(8)拍摄工位点e处；

步骤510、循环N-1次步骤502至步骤507，直至N-1个被检指针式压力表(3)在当前压力检定值下轻敲前与轻敲后的示值均测量完毕；

步骤511、循环步骤509至步骤510，直至N-1个被检指针式压力表(3)在其量程范围内的多个依次递增的压力检定值下，轻敲前与轻敲后的示值均测量完毕；

步骤512、控制加压台(1)逐级减压，测量N-1个被检指针式压力表(3)在其量程范围内的多个依次递减的压力检定值下，轻敲前与轻敲后的示值；

步骤513、计算N-1个被检指针式压力表(3)各自的最大示值误差、最大回程误差和轻敲位移。

2.根据权利要求1所述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：所述转动控制机构包括固定套设在竖向转轴(6)上且卡接在加压台(1)上表面的限位环(9)、设置在竖向转轴(6)底部且与加压台(1)下表面接触的从动齿轮(10)、与从动齿轮(10)相啮合的主动齿轮(11)、以及用于控制主动齿轮(11)转动的激光转动控制电机(12)，所述激光转动控制电机(12)通过L型安装板(13)与加压台(1)底部固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：所述相机自转座包括沿环形轨道(4)行走的行走轮组(14)、设置在行走轮组(14)上的底部基座(15)、设置在底部基座(15)上的环形底座(16)、设置在环形底座(16)内的自转控制电机(17)、设置在自转控制电机(17)旋转轴上的水平相机安装板(18)，水平相机安装板(18)底部固定设置有插设在环形底座(16)上的稳定滑块(19)，环形底座(16)上表面开设有供稳定滑块(19)滑动的环形滑槽，数码相机(8)和水平相机安装板(18)通过螺栓可拆卸连接；数码相机(8)的拍摄面位于自转控制电机(17)转轴的正上方。

4.根据权利要求3所述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：所述伸缩式敲击锤机构包括设置在水平相机安装板(18)上且向加压台(1)中心方向伸缩的电动伸缩杆(20)、设置在电动伸缩杆(20)伸缩端的锤体驱动机构、以及受所述锤体驱动机构驱动的敲击锤；

所述锤体驱动机构包括用于安装所述敲击锤的敞口安装壳(21)、设置在敞口安装壳(21)内壁上且用于吸附所述敲击锤轻敲被检指针式压力表(3)外壳的第一电磁铁(22)、以及设置在第一电磁铁(22)对侧且用于吸附所述敲击锤远离被检指针式压力表(3)的第二电磁铁(23)；所述敲击锤包括底部铰接在敞口安装壳(21)底部的金属杆体(24)和设置在金属杆体(24)顶端的锤头(25)。

5.根据权利要求1所述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：两个所述激光测距器(7)的激光线的夹角为5°～10°。

6.根据权利要求4所述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：所述相机控制模块包括控制电路板，所述控制电路板上集成有微控制器，电子标准表(5)和两个激光测距器(7)的输出端均与微控制器连接，数码相机(8)、电动伸缩杆(20)、第一电磁铁(22)、第二电磁铁(23)、行走轮组(14)、自转控制电机(17)和激光转动控制电机(12)均由微控制器进行控制。

7.根据权利要求1所述的一种指针式压力表批量全自动校准方法，其特征在于：所述数据采集处理模块包括计算机和插设在所述计算机的PCI插槽上的PCI图像采集卡，数码相机(8)通过数据总线与所述PCI图像采集卡连接。

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