LT5333B

LT5333B - Calibration device for hubs

Info

Publication number: LT5333B
Application number: LT2004058A
Authority: LT
Inventors: Vytautas Giniotis; Petras PETROŠKEVIČIUS; Jonas Skeivalas
Original assignee: Vilniaus Gedimino technikos universitetas
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2006-04-25
Also published as: LT2004058A

Abstract

The invention relates to measuring instruments and can be used for calibration of bars position of hubs. A device comprises a base, vertical adjustable calibration staff is disposed on which, a reference measure, a frame body, on which is disposed measuring device - digital photo chamber and a block for processing of results, a reference measure is made as a standard rod, which is disposed on a base parallel to a measuring rod, a hub and a standard rod are on the same level with a digital chamber, a photographic image is transferred to computer, in a screen of which is formed measuring scale with bisector, a calibration staff and a standard rod can with a bisector reciprocate along an image, whereas calibration result is identified by difference of a scale reading between bar positions of calibration staff and standard rod.

Description

1. Technikos sritis, kuriai skiriamas išradimas.1. Technical field to which the invention relates.

Išradimas priklauso matavimo technikos ir technologijų sričiai. Konkrečiau, išradimas priklauso geodezinių prietaisų - nivelyrų matuoklių tikslumo parametrų metrologiniam kalibravimui. Žinomi matavimo įrenginiai, skirti geodezinių prietaisų skalių tikslumo kontrolei - universalūs matavimo mikroskopai, dviejų ir trijų koordinačių matavimo prietaisai ir specializuoti kalibravimo įrenginiai.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to measuring techniques and technology. More particularly, the invention relates to the metrological calibration of accuracy parameters of geodetic instruments - level meters. Known measuring devices for controlling the accuracy of geodetic instrument scales include universal measuring microscopes, two- and three-coordinate measuring instruments and specialized calibration devices.

Siūlomas įrenginys gali būti skiriamas ir prie kitų skalių matavimo ir kalibravimo įrenginių, tokių, kaip linijinių ir apskritiminių skalių kalibravimo komparatoriai bei specialūs stendai linijinių bei kampų skalių ir keitiklių tikslumo matavimams. Artimiausiu siūlomo įrenginio analogu yra niveliavimo matuoklių kalibravimo įrenginys.The proposed device may also be used with other scale measuring and calibration devices, such as linear and circular scale calibration comparators, and dedicated stands for linear and angular scale and transducer precision measurements. The closest analogue of the proposed device is the leveling gauge calibrator.

2. Technikos lygis.2. State of the art.

Pirmasis sėkmingas vienos dimensijos matuoklio skaitmeninio vaizdo apdorojimas įvyko 1990 m., kai firma Leica išleido nivelyrą NA2000. Vietoj stebėtojo akies ten buvo panaudota detektoriaus diodų matrica. Prietaiso objektyvas yra nukreipiamas į matuoklę paprastai, stačiakampio skerspjūvio 3 - 4 m ilgio plokščią strypą, kurio paviršiuje yra sužymėtos padalos. Vizualiems matavimams skirtos matuoklės turi kas 10 mm sužymėtus juodus - šviesius brūkšnius, pagal kuriuos nivelyro prietaisu yra atliekami rodmenų atskaitymai ir tokiu būdu yra nustatomas žemės reljefo, įrenginių pastatymo aukštis, jo skirtumai ir tt. Skaitmeninis nivelyras veikia pusiau automatizuotu būdu, nes pats prietaisas nivelyras yra tik nukreipiamas į matuoklę, o tikslus rodmenų atskaitymas vyksta automatiškai. Skaitmeninio nivelyro matuoklė skiriasi nuo paprasto optinio nivelyro matuoklės tuo, kad ant jos paviršiaus yra sužymėta tamsių - šviesių brūkšnių seka, kintanti pagal tam tikrą gamintojo pasirinktą kodą. Nivelyras turi fotoelementų matricą, į kurią yra projektuojamas matuoklės vaizdas, o prietaiso mikroprocesorius atlieka reikiamus skaičiavimus, nustatant ne tik matuoklės pastatymo lygį (aukštį), bet ir atstumo iki matuoklės nustatymą. Skaitmeninis nivelyras atitinka CCD (perkeliamo krūvio, skaitmeninių fotokamerų) veikimo principus.The first successful one-dimensional digital image processing took place in 1990, when Leica released the NA2000 level. Instead of the observer's eye, a detector diode array was used there. The lens of the device is pointed at the meter, usually a flat rod of rectangular cross-section of 3 to 4 m in length, with markings on the surface. The gauges for visual measurements have black-to-light dashes every 10 mm, which are used to level readings on a leveling device to determine the height of the ground, the height of the equipment, its differences, etc. Digital leveling works in a semi-automated way, as the leveling device itself is only directed to the meter and the exact reading is automatically deducted. The digital level gauge differs from a simple optical level gauge in that it has on its surface a series of dark-light dashes that vary according to a particular code chosen by the manufacturer. The level includes a photocell matrix into which the image of the meter is projected, and the microprocessor of the device performs the necessary calculations to determine not only the level (height) of the meter, but also the distance to the meter. Digital level complies with CCD (Portable Charging, Digital Camera).

Vienos dimensijos skaitmeninio vaizdo apdorojimo principas. CCD sensorius (sensorių matrica) atpažįsta koduotas padalas, esančias matuoklėje ir jas panaudoja sudaryti signalo vaizdą, kad skaitmeninis nivelyras jį galėtų analizuoti koreliacijos būdu. Analitinės procedūros metu yra apskaičiuojami tiek matuoklės rodmenys, tiek ir atstumas iki matuojamojo taško. Tokiu principu veikia daugelis nivelyrų, kaip NA2002, NA 3003 ir kt. NA2002 ir NA3003 skaitmeniniai nivelyrai turi tokias pačias optines ir mechanines dalis, kaip ir įprastiniai nivelyrai. Jie turi sukryžiuotą Wild juostinį kompensatorių, o jo optinė sistema yra perimta iš optinių nivelyrų. Tokiu būdu, skaitmeniniai nivelyrai taip pat gali būti naudojami, kaip ir įprastiniai nivelyrai.One-dimensional principle of digital image processing. The CCD sensor (sensor array) recognizes the encoded scales contained in the meter and uses them to form a signal image for digital level analysis by correlation. During the analytical procedure, both the meter reading and the distance to the measuring point are calculated. This is the principle used by many levels, such as NA2002, NA 3003 and others. The NA2002 and NA3003 digital levelers have the same optical and mechanical parts as conventional levelers. They have a cross-banded Wild Band Compensator and its optical system is taken over by optical levelers. In this way, digital levelers can also be used just like conventional levelers.

Elektroninio niveliavimo metu, brūkšninio kodo vaizdas per šviesos pluošto daliklį praeina į detektoriaus diodų matricą. Šviesos daliklis skiria šviesos srautą patenkantį į optinę sistemą į infraraudonos ir matomosios šviesos dalis. Infraraudonoji dalis yra atspindima į detektorių, o matomoji šviesa praeina nepakitusi per daliklio kubą. Tai nesumažina šviesos kiekio, tenkančio stebėtojui, o taip pat duoda pakankamai šviesos į detektoriaus matricą kurios maksimalus jautrumas yra infraraudonojoje spektro dalyje. Linijos detektorius yra apie 65 mm ilgio ir susideda iš 256 šviesai jautrių fotodiodų (pikselių), esančių kas 25 pm vienas nuo kito. Fotodiodų apertūra taip pat yra 25pm.During electronic leveling, the barcode image passes through the light beam divider to the detector diode array. The light divider separates the light flux entering the optical system into the infrared and visible light parts. The infrared portion is reflected to the detector and the visible light passes unchanged through the divider cube. This does not reduce the amount of light received by the observer, nor does it give enough light to the detector array with maximum sensitivity in the infrared spectrum. The line detector is approximately 65 mm long and consists of 256 photosensitive photodiodes (pixels) spaced every 25 pm. The aperture of the photodiode is also 25pm.

Optinė sistema turi 2° kampo apertūrą Esant praktiškai mažiausiam fokusavimo atstumui 1,8 m, prietaise yra projektuojamas 61 mm ilgio niveliavimo matuoklės vaizdas. Esant maksimaliam 100 m atstumui, vaizdas apima 3,5 m matuoklės ilgį. Židinio atstumo keitiklis nustato fokusavimo lęšio padėtį ir tokiu būdu duoda apytikrio atstumo informaciją koreliacijai apskaičiuoti. Elektroninis padėties detektorius valdo kompensatoriaus poslinkį matavimo metu. Atskaitymo elektronika padidina vaizdo signalą ir paverčia jį į skaitmeninę formą pateikdama 256 pikselių 8 bitų signalu, perteikiant jį 256 tamsiomis juostomis. Matavimo signalas tampa tinkamas perduoti į mikroprocesorių. Apytikris atstumas iki matuoklės yra apskaičiuojamas pagal fokusavimo lęšio padėtį, kuris juda apie 14 mm fokusavimo diapazone, kuris atitinka nuo 1,80 m iki 100 m atstumą Šis atstumas nustatomas kOptical system has an aperture of 2 ° With a practical focal length of 1.8 m, the device projects a 61 mm long leveling gauge image. At a maximum distance of 100 m, the image covers a length of 3.5 m. The focal length transducer determines the position of the focusing lens and thus provides approximate distance information to calculate the correlation. The electronic position detector controls the offset of the compensator during measurement. The deduction electronics magnify the video signal and convert it to digital form by rendering a 256-pixel 8-bit signal, conveying it into 256 dark bands. The measurement signal becomes suitable for transmission to the microprocessor. The approximate distance to the meter is calculated from the position of the focusing lens, which moves about 14 mm in a focusing range corresponding to a distance of 1.80 m to 100 m.

pagal formulę: d, = —, kur df - fokusavimo atstumas, k - optinė konstanta, s fokusavimo lęšio padėtis.by the formula: d, = -, where df is the focusing distance, k is the optical constant, s is the position of the focusing lens.

Išanalizuoti matavimo duomenys yra įrašomi į dviejų eilučių skaičių ekraną. Skaitmeniniai duomenys ir komandos yra įvedamos per klaviatūrą esančią prie prietaiso okuliaro arba per interfeisą. Matavimui pradėti yra skirtas matavimo mygtukas, esantis šalia fokusavimo rankenėlės. Visi matavimai gali būti išsaugomi atminties modulyje arba perduodami į kompiuterį.The analyzed measurement data is recorded on a two-line numeric display. The digital data and commands are entered via the keypad attached to the eyepiece of the device or via the interface. The measurement button is located next to the focus knob to start the measurement. All measurements can be saved to a memory module or transferred to a computer.

Skaitmeninio niveliavimo seka. Matavimai susideda iš tokių etapų: nusitaikymas ir fokusavimas: skaitmeninio matavimo pradžia; grubioji koreliacija; tikslioji koreliacija.Numerical leveling sequence. Measurements consist of the following steps: Targeting and Focusing: Beginning of Digital Measurement; coarse correlation; exact correlation.

Skaitmeninio niveliavimo pirmasis etapas yra toks pat, kaip ir įprastinio niveliavimo metu, t. y., stebėtojas nusitaiko ir fokusuoja prietaisą į matuoklę. Palietus matavimo mygtuką prietaisas nustato fokusavimo lęšio padėtį ir valdo kompensatorių. Signalo intensyvumas yra panaudojamas nustatyti laiką reikalingą kiekvieno pikselio (vaizdo elemento, taškelio) pakankamam prisisotinimui, po to vyksta brūkšninio kodo vaizdo analizė ir išsaugojimas. Po to seka grubi koreliacija. Šiuo atveju, atstumas, gautas pagal fokusavimo lęšio padėtį, yra panaudotas, kaip pradinė reikšmė apytikriam taikinio aukščiui ir vaizdo masteliui nustatyti.The first stage of digital leveling is the same as that of conventional leveling, i. that is, the observer positions and focuses the device on the meter. By tapping the metering button, the device locates the focusing lens and controls the compensator. The signal intensity is used to determine the time required for each pixel (pixel, pixel) to saturate sufficiently, followed by bar code image analysis and storage. This is followed by a rough correlation. In this case, the distance obtained from the position of the focusing lens is used as a starting value to determine the approximate height and zoom of the target.

Šis procesas trunka apie sekundę.This process takes about a second.

Ketvirtame etape seka tikslioji koreliacija. Padėtį ir mastelį nustatyti yra panaudojama aštuonių bitų koreliacija. Kompiuteris įvertina tikslią padėtį ir brūkšninio kodo mastelį linijiniame detektoriuje (matricoje) bei panaudoja kalibravimo konstantas nustatyti tikslų rodmenį ir atstumą iki matuoklės. Tiksliajai koreliacijai reikalingas laikas priklauso nuo matuojamojo atstumo bei nuo matavimo signalo kokybės, tačiau jis niekada neviršija vienos sekundės.The fourth step is followed by exact correlation. An eight-bit correlation is used for positioning and scaling. The computer evaluates the exact position and barcode scaling in the linear detector (matrix) and uses calibration constants to determine the exact reading and distance to the meter. The time needed for accurate correlation depends on the distance traveled and the quality of the measurement signal, but never exceeds one second.

Kai šie matavimo etapai yra atlikti, matavimai yra toliau apdorojami, parodomi ekrane ir įrašomi pagal pasirinktą darbo režimą ir programą. Matavimo tikslumas priklauso tiek nuo skaitmeninio nivelyro prietaiso konstrukcijos, tiek ir nuo kodinės matuoklės brūkšnių padėties tikslumo, turinčio tiesioginę įtaką matavimo paklaidai. Matuoklių paklaidų nustatymas ir jų reikšmių kompensavimas apdorojant matavimus arba matavimo metu turi tiesioginę reikšmę didinant geodezinių matavimų tikslumą.Once these measurement steps have been completed, the measurements are further processed, displayed and recorded according to the selected operating mode and program. The accuracy of the measurement depends both on the design of the digital leveling device and on the accuracy of the dash positions of the meter, which directly affects the measurement error. The determination of gauge errors and the compensation of their values during or during measurement have a direct bearing on increasing the accuracy of geodetic measurements.

Matuoklių kalibravimas. Visos kodinių brūkšnių matuoklės gali būti kalibruojamos tradiciniais interferometriniais komparatoriais. Paprastai pakanka išmatuoti 2.025mm pločio atskirus elementus (brūkšnius) pasirinktu žingsniu. Skalės kalibravimui po jos pagaminimo yra naudojamas vertikalus matuoklių komparatorius. Kodinių matuoklių atstumai tarp brūkšnių visada yra kodinių žingsnių sandauga iš 2,025 mm.Calibration of meters. All bar code meters can be calibrated using traditional interferometric comparators. It is usually sufficient to measure 2.025mm wide individual elements (dashes) in a selected step. A vertical meter comparator is used to calibrate the scale after its production. The dash spacing of code meters is always the product of code steps of 2.025 mm.

Horizontaliais komparatoriais yra tiriama matuoklių atsparumas šiluminiam plėtimuisi. Matuoklės yra kalibruojamos esant 0; 10; 20; 30 ir 40 °C temperatūrai.Horizontal comparators are used to test the resistance of meters to thermal expansion. The gauges are calibrated at 0; 10; 20; 30 and 40 ° C.

Analogas - matuoklių kalibravimo komparatorius (MKK) dalinai pakartoja matavimo operacijas, atliekamas niveliavimo metu. MKK susideda iš slankiklio, prie kurio yra tvirtinama ir reguliuojama kalibruojamoji matuoklė, lazerinio interferometro (etaloninio mato) su atspindinčiąja prizme, nejudomai pritvirtinta CCD (skaitmeninė) fotokamera, nukreipta į ties ja žingsniais perstatomus matuoklės brūkšnius, prie slankiklio pritvirtinto atspindinčios prizmės, į kurią yra nukreiptas lazerinio interferometro spindulys, pavara, skirtaAnalog - Gauge Calibration Comparator (MCC) partially repeats measurement operations performed during leveling. The MCC consists of a slider to which a calibrated meter is attached and adjustable, a laser interferometer (reference instrument) with a reflective prism, a fixed (CCD) digital camera pointing at it, and a reflective prism attached to the slider. directed laser interferometer beam, gear for

100 matuoklės su veidrodėliu perslinkimui išilgai matuoklės ašies, rezultatų saugojimo ir apdorojimo bloko.100 gauges with mirror for shifting along gauge axis, results storage and processing unit.

Toks įrenginys yra aprašytas leidinyje: Geodesy and Surveying in the future. Proceedings, Ed. Mikael Lilje, March 15-17, Gavle, Sweden, 1999, pp. 216-217; 225-247.Such a device is described in Geodesy and Surveying in the future. Proceedings, Ed. Mikael Lilje, March 15-17, Gavle, Sweden, 1999, p. 216-217; 225-247.

Artimiausias įrenginys (siūlomo įrenginio analogas) - vertikalus matuokliųClosest Device (Analog of Proposed Device) - Vertical Gauges

105 komparatorius, sukurtas ir naudojamas Suomijos Geodezijos institute (SGI) ir aprašytas tame pačiame leidinyje:105 comparators designed and used by the Finnish Geodesy Institute (SGI) and described in the same publication:

Mikko Takalo. On behaviuor of invar rods with aluminium frame used in Third Levelling of Finland”, p. 229-238, o taip pat Suomijos Geodezijos Instituto ataskaitoje:Mikko Takalo. On Behaviour of Invar Rods with Aluminum Frame Used in Third Leveling of Finland ”, p. 229-238, as well as in the report of the Finnish Geodesy Institute:

110 Takalo M., 1997, Automated calibration of precise levelling rods in Finland. Rep. Finnish Geodetic Institute, 97:3. Helsinki 1997.110 Takalo M., 1997, Automated calibration of precise leveling rods in Finland. Rep. Finnish Geodetic Institute, 97: 3. Helsinki 1997.

SGI komparatorius susideda iš šių pagrindinių dalių: pagrindo, kalibruojamosios matuoklės, lazerinio interferometro (LI) su reflektoriumi, vertikalaus rėmo (VR), pakėlimo sistemos su žingsnine pavara ir CCD (skaitmeninės fotokameros, SF).The SGI comparator consists of the following basic parts: base, calibration meter, laser interferometer (LI) with reflector, vertical frame (VR), stepping system and CCD (digital cameras, SF).

115 Kalibravimas atliekamas matavimo žingsniu perstumiant VR su pritvirtinta kalibruojama matuokle ties SF išilgai jos ašies. Kiekviename žingsnyje su SF yra fiksuojamos matuoklės skalės brūkšnių briaunos, o tų briaunų padėtis bei atstumai tarp atskirų brūkšnių yra išmatuojami lazeriniu interferometru, kaip etaloniniu matu. Rezultatai apdorojami, įvertinus kalibravimo paklaidas.115 Calibration is performed by moving the VR in step with its calibrated gauge attached to SF along its axis. Each step with the SF has dashed dash edges on the gauge scale, and the position of those dashes and the distance between individual dashes are measured by a laser interferometer as a reference measure. The results are processed after evaluation of the calibration errors.

120 Įrenginys labai sudėtingas, brangus, jis yra labai didelių gabaritų, nes būtina matuoklę žingsniais pakelti į dar tokį pat, kaip jos ilgis, aukštį. Be to, komparatorius turi turėti žingsninę pavarą, kad matuoklės žymės atsidurtų SF fiksavimo (optiniame) židinyje. Kalibravimui - matavimams atlikti kiekvieno žingsnio metu, yra naudojamas taip pat labai brangus ir sudėtingas įrenginys - lazerinis interferometras. Visa tai daro komparatoriaus120 The unit is very complex, expensive and very bulky, as it is necessary to raise the gauge to the same height as its length. In addition, the comparator must have a step gear so that the meter markings are in the SF lock (optical) focal point. A very expensive and sophisticated device - a laser interferometer - is also used for calibration - the measurements at each step. All this makes the comparator

125 konstrukciją labai sudėtinga, brangia pagaminti, derinti, metrologiškai kalibruoti, tai ekonomiškai yra brangu ir reikalauja daug darbo ir aukštos kvalifikacijos specialistų.The 125 construction is very complicated, expensive to manufacture, tune, metrologically calibrate, it is costly and requires a lot of work and highly qualified specialists.

3. Išradimo esmė3. Gist of the Invention

Siūlomo išradimo esmė yra tai, kad matuoklės kalibravimui etaloniniu matu yra panaudojama etaloninė matuoklė ir skaitmeninė fotokamera (CCD), perstatoma į keletąThe essence of the present invention is that a reference meter and a digital camera (CCD) are used to calibrate the meter with a reference meter,

130 padėčių lygiagrečiai matuoklių ašims bei registruojanti abiejų matuoklių brūkšnių vaizdus ir jų tarpusavio padėtį, o kalibravimo rezultatai yra įvertinami pagal matavimus papildoma skale, esančia apdorojimo įrenginyje (pvz., kompiuterio ekrane), nustatant skaitinį skirtumą tarp matuojamosios ir etaloninės skalės brūkšnių padėčių.130 positions parallel to the meter axes and recording dash images of both gauges and their positions, and calibration results are evaluated by measurements on an additional scale on the processing unit (e.g., computer screen) to determine the numerical difference between dash positions of the measurement and reference scales.

Siūlomo išradimo esmę sudaro tai, kad matavimo įrenginys, turintis pagrin^^m^ kurio pritvirtinta ir vertikaliai reguliuojama kalibruojamoji matuoklė, judamą išilgai matuoklės ašies konstrukciją matuoklės brūkšnių padėties matavimo prietaisą - skaitmeninę fotokamerą ir rezultatų apdorojimo bloką skiriasi tuo, kad įrenginio pagrinde lygiagrečiai matuojamajai matuoklei yra pritvirtinta etaloninė matuoklė, ties abiem matuoklėmis su galimybe jų atžvilgiu slankioti yra pastatyta skaitmeninė fotokamera abiejų matuoklių vaizdo fotografavimui ir to vaizdo perdavimui į registravimo įrenginį (kompiuterį), o abiejų matuoklių vaizdo apdorojimo įtaisas turi papildomą skalę ir išilgai tos skalės bei matuoklių vaizdo slankiojančius bisektorius, skirtus atlikti atskaitymą tarp etaloninės ir matuojamosios matuoklės brūkšnių padėčių. Etaloninė matuoklė, kaip ir visi pamatiniai etalonai, yra atitinkamai kalibruojama aukštesnio lygio matais.The essence of the present invention consists in the fact that a measuring device having a basic and adjustable calibrating meter, movable along the axis of the meter, a dash position measuring device - a digital camera and a result processing unit - differs in that a reference meter is mounted, a digital camera is mounted on each of the two meters, with the ability to slide relative to each other, and the image processing device of both gauges has an additional scale and sliding bisectors of that scale and of the meters. for deduction between the dash positions of the reference and the gauge. The Reference Meter, like all reference standards, is appropriately calibrated to higher levels.

3.1. Išradimo esmę atskleidžiantys duomenys3.1. Disclosure of the Invention

Pareikštas išradimas yra skirtas niveliavimo matuoklių kalibravimui. Niveliavimo tikslumas labai priklauso nuo tam naudojamų matuoklių tikslumo, t.y., brūkšnią esančių matuoklės paviršiuje žymėjimo tikslumo ir jų tarpusavio padėties tikslumo. Kalibravimo metu tie parametrai ir turi būti nustatyti, kad matuoklė būtų atitinkamose tikslumo ribose arba nustatytos paklaidos tarp brūkšnių padėties galėtų būti įvertintos nustatnt galutinį niveliavimo rezultatą. Techninis rezultatas, kuris gali būti gautas įdiegus išradimą matuoklių kalibravimui greta kalibruojamosios panaudojant etaloninę matuoklę ir skaitmeninę kamerą perstatomą į keletą padėčių išilgai matuoklių ašies bei fotografuojant abiejų matuoklių brūkšnių vaizdus, o kalibravimo rezultatai yra įvertinant papildoma skale, yra tai, kad tokiu įrenginiu galima kalibruoti matuokles, nedarant didelių eigų, dvigubai viršijančių matuoklės gabaritus, nereikalingi žingsniniai matuoklės perstūmimai, o vietoj brangaus ir sudėtingo lazerinio interferometro su reflektoriumi yra naudojama papildoma skalė, naudojama registravimo bloke išmatuoti matuoklių brūkšnių tarpusavio padėties skirtumą. Siūlomo techninio sprendimo dėka matavimo įrenginys tampa paprastesnės konstrukcijos. Skaitmeninė kamera gali būti perkeliama ir be pavaros - rankiniu būdu. Papildoma skalė gali būti nedidelio ilgio, nes yra skirta tik išmatuoti mažus skirtumus tarp matuoklių brūkšnių - jų centrų arba briaunų. Visa tai supaprastina konstrukciją ir daro ją žymiai kompaktiškesne. Skaitmeninių fotokamerų skiriamoji geba siekia 5-6 milijonus pikselių regėjimo lauke, be to, kiekvieno pikselio apšviestumo lygis skaitmeniniu būdu gali būti įvertintas nuo 0 iki 256 skaitinėmis reikšmėmis. Taigi, fotometrinis vaizdas kompiuterio ekrane gali būti analizuojamas, saugojamas, perduodamas ir vertinamas mikrometriniais dydžiais, turint omenyje, kad skaitmeninių niveliavimo prietaisų matuoklių ilgis yra apie 3 m, jų leistinos brūkšnių paklaidos sudaro 20 -50 pm, o paprastųjų vizualiai atskaitomų matuoklių ilgis siekia 4 m, o paklaidų vertės - apie 50 pm. Kalibravimo rezultatas, kaip ir rezultatas matuojant niveliavimo įrenginiu, gali būti įvertinamas apskaičiuojant KM ir EM tarpusavio koreliacijos funkcijas, įvertinant matuoklių vaizdus skaitinėmis vertėmis ir nustatant jų tarpusavio padėties koordinačių vertes.The present invention relates to the calibration of leveling meters. The accuracy of leveling is highly dependent on the accuracy of the gauges used for this purpose, i.e. the accuracy of marking the dash on the gauge surface and the position of the gaps between them. During calibration, these parameters must be set so that the meter is within the appropriate accuracy limits, or the errors between the dash positions can be evaluated to determine the final leveling result. The technical result, which can be obtained by implementing the invention for calibrating meters in addition to a calibrator using a reference meter and a digital camera moving several positions along the axis of the meters and taking dashed images of both gauges, without stepping twice the gauge of the gauge, stepless gauge displacements are not required, and an expensive scale is used instead of the expensive and complex reflector laser interferometer used to measure the difference between the gauges in the recording unit. The proposed technical solution makes the measuring device simpler in design. The digital camera can also be moved manually without the need for power. The extra scale may be small in length, as it is only intended to measure small differences between the dashes of the gauges - their centers or edges. All this simplifies the construction and makes it considerably more compact. Digital cameras have a resolution of 5 to 6 million pixels in the field of vision, and the illumination level of each pixel can be digitally estimated from 0 to 256 numeric values. Thus, the photometric image on a computer screen can be analyzed, stored, transmitted and evaluated in micrometers, bearing in mind that digital leveling instruments have a length of about 3 m, have dash errors of 20 to 50 pm, and conventional visually retractable gauges of 4 m and error values around 50 pm. The result of the calibration, as well as the result of the leveling device, can be estimated by calculating the correlation functions of KM and EM, numerical values of the meter images and determination of their coordinates.

Šis matavimo įrenginys taip pat gali būti naudojamas ir kitų ilgio matų kalibravimui, tokių, kaip metalinės bei stiklo skalės, liniuotės, ruletės ir pan. Pasiekiamas techninis rezultatas - įrenginio konstrukcijos supaprastinimas ir atpiginimas, žymus gabaritų sumažinimas, informacijos gavimo, saugojimo ir perdavimo paprastumas.This measuring device can also be used to calibrate other measures of length, such as metal and glass scales, rulers, roulettes and so on. Achieved technical result - simplification and cost reduction of device design, significant size reduction, simplicity of information acquisition, storage and transmission.

4. Brėžinių figūrų aprašymas4. Description of the drawing figures

Kalibravimo įrenginys yra pavaizduotas brėžiniuose fig. 1, 2 ir 3. Fig. 1 yra parodytas bendras įrenginio vaizdas iš šono, o fig. 2 parodytas vaizdas pagal pjūvį A-A. Fig. 3 yra parodyti skaitmenine fotokamera nufotografuoti matuoklių vaizdai, skalė, bisektoriai ir matuoklės tikslumo kalibravimas pagal etaloninės matuoklės vaizdą.The calibration device is shown in the drawings in fig. 1, 2 and 3. FIG. 1 is a side elevational view of the device, and FIG. Figure 2 is a sectional view A-A. FIG. Figure 3 shows meter images, scale, bisectors, and calibration of meter accuracy from a digital camera image taken with a digital camera.

Fig. 1 parodytos dalys: 1 - pagrindas, 2 - kalibruojamoji matuoklė, 3 - etaloninė matuoklė, 4 - skaitmeninė fotokamera, 5 - padėklas, 6 - rėmas, 7 - kreipiančiosios, 8 apatinė atrama, 9 - viršutinė atrama, 10 - kompiuteris.FIG. 1 shows parts: 1 - base, 2 - calibration meter, 3 - reference meter, 4 - digital camera, 5 - tray, 6 - frame, 7 - guide, 8 lower support, 9 - upper support, 10 - computer.

Nufotografuotų matuoklių vaizdas kompiuterio ekrane yra parodytas Fig. 3. Matuoklės kalibravimas paaiškinamas fig. 3, kur parodytas vaizdas, gaunamas iš fotokameros 4, esančios kalibravimo įrenginyje. Fig. 3 yra parodyti dviejų matuoklių vaizdai: 1 - etaloninė matuoklė, 2 - kalibruojamoji matuoklė, be to, 3 - dviejų ir 4 - trijų linijų . optinės vizavimo žymės - bisektoriai, skirti rodmenų atskaitymui pagal matuoklių brūkšnių briaunas arba jų simetrijos ašis, 5 - rodmenų atskaitymo skalė.An image of the gauges taken on a computer screen is shown in FIG. 3. The calibration of the meter is explained in fig. 3, which shows an image obtained from the camera 4 in the calibration device. FIG. 3 shows two gauges: 1 for the reference gauge, 2 for the calibration gauge, and 3 for the two gauges and 4 for the three gauges. optical sighting markers - bisectors for reading off the readings on the dashed edges of the gauges or their axis of symmetry, 5 - reading offset scale.

5. Išradimo realizavimo aprašymas5. Description of the practice of the invention

5.1. Bendroji dalis5.1. General

Matuoklių kalibravimas yra paremtas EM ir KM fotografavimu viename kadre, tuo užtikrinant nekintamą jų tarpusavio padėtį. Po to kompiuteryje tie vaizdai gali būti sugretinami, orientuojami pagal kalibravimo skalę arba didinami. Matuoklių vaizdų tarpusavio padėtis kalibravimo procese nekeičiama. Kompiuteryje naudojama papildoma skalė ir bisektoriai, kurie gali judėti išilgai matuoklių vaizdo. Kalibravimo metu matuoklių vaizdas yra perstumiamas išilgai kalibravimo skalės. Užvedus optinę žymę ties brūkšnių briaunomis arba ties jų vidurine ašimi reikiamu kalibravimo žingsniu, yra registruojami tų brūkšnių padėties skirtumai pagal kalibravimo skalės rodmenis. Taip pasirinktu žingsniu yra kalibruojamas visas matuoklės ilgis nustatant kalibruojamosios matuoklės brūkšnių padėties skirtumą nuo etaloninės matuoklės brūkšnių padėties.The gauge calibration is based on EM and KM single frame shooting, ensuring constant positioning between them. These images can then be resized, calibrated or magnified on a computer. The positions of the gauge images are not changed during the calibration process. The computer uses an extra scale and bisectors that can move along the gauge image. During calibration, the gauge image is shifted along the calibration scale. By positioning the optical mark on the dashed edges or on their mid-axis at the required calibration step, the difference in position between those dashes is recorded against the calibration scale reading. The step thus selected is used to calibrate the entire length of the meter by determining the difference between the position of the dashes of the calibration meter and the position of the dashboard reference.

5.2. Įrenginio aprašymo duomenys.5.2. Device description data.

Ant bendro pamato 1 yra pritvirtintos kalibruojamoji matuoklė 2 ir etaloninė matuoklėA calibration gauge 2 and a reference gauge are mounted on the common foundation 1

205 3 (fig. 1 ir 2). Skaitmeninė fotokamera 4 yra padėta ant padėklo 5, kuris gali vertikaliai slankioti rėmu 6 ir horizontaliai - kreipiančiosiomis 7 į reikiamą aukštį ir atstumą. Abi matuoklės atramomis 8 ir 9 yra reguliuojamos taip, kad jų padėtis būtų vertikali ir lygiagreti viena kitai. Fotografuojamas matuoklių vaizdas yra perduodamas į kompiuterį 10. Kompiuteryje dar pagal reikalą tie vaizdai sugretinami, orientuojami pagal skalę arba dar gali205 3 (figs. 1 and 2). The digital camera 4 is placed on a tray 5, which can slide vertically with the frame 6 and horizontally with the guide 7 at the required height and distance. The two gauges on the supports 8 and 9 are adjustable so that their positions are vertical and parallel to each other. The gauge image captured is then transferred to a computer 10. The computer can also resize, scale, or otherwise

210 būti didinami dalimis. Vaizdų sugretinimas atliekamas tik pradžioje, ir jis daugiau kalibravimo proceso metu nėra keičiamas. Išlaikoma vienoda abiejų matuoklių tarpusavio padėtis.210 be incremented. Image alignment is performed only at the beginning and is not further modified during the calibration process. Maintain the same position between the two gauges.

Etaloninės matuoklės 1 ir kalibruojamosios matuoklės 2 vaizdas (fig. 3) ekrane išlaikomas nekeičiant jų tarpusavio padėties. Virš vaizdo yra dviejų 3 ir trijų linijų 4The view of the reference gauge 1 and the calibration gauge 2 (Fig. 3) is maintained on the screen without changing their position. Above the image are two 3 and three lines 4

215 bisektoriai, skirti rodmenų atskaitymui pagal matuoklių brūkšnių briaunas arba jų simetrijos ašis. Bisektoriai ir matuoklių vaizdas gali būti judinamas lygiagrečiai rodmenų atskaitymo skalei 5. Numatyta galimybė pagal reikalą panaudoti dvi optines žymes 3 ir 4 palengvinant fiksuoti pradinę matavimo padėtį. Kalibravimo metu visas matuoklės vaizdas, o po to atskiromis dalimis yra perstumiamas po kalibravimo skale. Užvedus optinę žymę ties215 bisectors for subtracting readings along the dashed edges of the gauges or their axis of symmetry. The bisectors and the image of the gauges can be moved in parallel with the subtraction scale 5. It is possible to use two optical marks 3 and 4 as needed to facilitate the recording of the initial measuring position. During calibration, the entire gauge image, and then in individual portions, is shifted below the calibration scale. Hovering the optical tag at

220 brūkšnių briaunomis arba ties jų vidurine ašimi reikiamu kalibravimo žingsniu, yra registruojami tų brūkšnių padėties skirtumai pagal kalibravimo skalės rodmenis. Taip gali būti pereitas visas matuoklės ilgis. Kalibravimas vyksta matuojant brūkšnių tarpusavio padėčių skirtumą ir nekeičiant matuoklių vaizdo tarpusavio padėties. Tokiu būdu, yra išlaikoma nuolatinė ta pati matuoklių tarpusavio padėtis, o kalibravimas vyksta tik nustatantDifferences in the positions of the 220 dashes or their mid-axis at the required calibration step are recorded from the readings on the calibration scale. This can extend the full length of the meter. Calibration is done by measuring the difference between the dashes and without changing the position of the gauges. In this way, the same position between the meters is maintained, and calibration is performed only by setting

225 kalibruojamosios matuoklės brūkšnių padėties skirtumą nuo etaloninės. Matuoklių vaizdo apdorojimui ir rodmenų atskaitymui gali būti naudojamos žinomos grafinės programos, kaip PowerPoint, AutoCAD, CadKey ir kt.225 calibration meter dash position difference from reference. Known graphic applications such as PowerPoint, AutoCAD, CadKey, and others can be used to process meter readings and read off readings.

Analogiškas įrenginys taip pat gali būti naudojamas ir kitokių skalių tikslumo kalibravimui įskaitant apskritimines (kampų matavimo) skales bei rastrines skales,An analogue device may also be used to calibrate the accuracy of other scales, including circular (angular) and raster scales,

230 naudojamas matavimo keitiklių gamybai ir staklių bei prietaisų optinėse matavimo sistemose.230 is used in the manufacture of measuring transducers and in optical measuring systems for machine tools and instruments.

Išradimo apibrėžtisDefinition of the Invention

Claims

1. Leveling gauge calibrator consisting of a base on which 5 a vertically adjustable gauge (KM) is mounted, a reference measure, a stand on which a dash positioning device - a digital camera (SK) and a result processing unit are mounted that the reference meter uses a reference meter (EM), which is placed on the same base as the parallel meter, KM and EM are photographed in the same position by SK,

10 photographic images are transmitted to a result processing unit (computer), a bisector scale is formed on the screen, KM and EM images are able to slide along the meter image along with the bisector, and the calibration result is determined by the difference of the scale readings between KM and EM dashes the position, taking into account the errors of the reference meter and calibration;

15th

2. The leveling gauge calibrator of claim 1, wherein said gauge imaging device has an additional scale and an additional sliding bisector along said scale for performing a deduction between KM and EM dash positions;

3. The leveling gauge calibrator of claim 1, wherein the SK has the ability to move relative to both gauges during shooting;

20th

4. The leveling gauge calibrator of claim 1, wherein the KM and EM are photographed adjacent to each other at full length and in at least two to three parts overlapping each other at a given aperture angle.

5. The leveling gauge calibrator of claim 1, wherein the sliding bisector for measuring various code gauges is

25 adjustable by dash width of code gauges;

6. The leveling gauge calibrator of claim 1, wherein said calibration is performed using computer graphics means such as AUTOCAD;

7. The leveling gauge calibrator of claim 1, wherein the calibration result is estimated by computing the correlation functions of the KM and EM, numerically measuring the gauge images, and determining their coordinate coordinates.