[发明专利]一种量块尺寸非接触检测装置及方法

说明书

本发明属于计量技术领域，公开了一种量块尺寸非接触检测装置及方法，包括：双显微成像系统、显微镜固定滑轨、潜望装置、样品定位平台、精密平动平台；双显微成像系统中均包括显微物镜；双显微成像系统分别安装于所述显微镜固定滑轨的左侧和右侧，并沿着显微镜固定滑轨滑动；样品定位平台固定在精密平动平台上，样品定位平台用于放置待测量块；潜望装置设置于显微物镜附近，用于将待测量块边界的像折转入显微成像系统。本方案无需测量双显微成像系统之间的距离，无须双显微成像系统放大倍数完全相同，只需保证待测量块两边界分别落入对应显微成像系统视野即可实现量块尺寸测量，适用于量块加工误差的高精度检验。

技术领域

本发明属于计量技术领域，涉及一种量块尺寸的装置及方法。

背景技术

量块一般利用耐磨材料制造，横截面为矩形，有一对相互平行测量面的实物量具。一般量块作为长度标准，传递尺寸量值或者检定测量器具的示值误差。由于量块尺寸要求较高，国标中要求使用比较测量法进行测量，通过比较标准块与待测量块之间的长度差来进行测量。而两者的长度差一般通过高分辨率长度比较仪进行测量。分辨仪一般分为机械式、光学以及电学比较仪。常见的测量分度值可达微米，亚微米量级。而接触式测量费时费力，各种影响精度测量因素较多。

采用非接触测量具有成本低，速度快的优点，常规测量方法通过精密平移导轨移动显微成像系统分别拍摄量块两侧边界，将图片中像素距离转换为量块的尺寸。但是量块尺寸测量往往需要同时兼顾大的长度测量与测量精度要求高的要求，传统测量受限于精密平移导轨移动误差导致量块测量精度不高。

发明内容

为解决传统量块测量精度不高的问题，提出的技术方案如下。

一种量块尺寸非接触检测装置，包括：左侧显微成像系统、右侧显微成像系统、显微镜固定滑轨、左侧潜望装置、右侧潜望装置、样品定位平台、精密平动平台；

所述的左侧显微成像系统、右侧显微成像系统中均包括显微物镜；

所述的左侧显微成像系统、右侧显微成像系统分别安装于所述显微镜固定滑轨的左侧和右侧，并沿着显微镜固定滑轨滑动；

样品定位平台固定在精密平动平台上，样品定位平台用于放置待测量块；

所述的左侧潜望装置设置于左侧显微成像系统的显微物镜附近，用于将待测量块左侧边界的像折转入左侧显微成像系统；

所述的右侧潜望装置设置于右侧显微成像系统的显微物镜附近，用于将待测量块右侧边界的像折转入右侧显微成像系统。

优选的：左侧显微成像系统以及右侧显微成像系统均由显微物镜和成像CCD组成。所述成像CCD用来接收待测两块左侧边界与右侧边界图像，其灰度级应大于256。

优选的：精密平动平台移动精度小于0.01mm。

优选的：所述样品定位平台包括量块放置平台与定位基准平面，定位基准平面与放置平台垂直。用来放置不同量块的平行性，样品定位平台安装在精密平动平台上，定位基准平面平行精密平台移动方向，待测量块置于样品定位平台之上，量块后侧面紧贴定位基准平面。

所述左侧潜望装置与右侧潜望装置均由两片平面反射镜构成。将量块左右两侧边界图像反射经两片平面反射镜组成的潜望装置转折进显微物镜中。可有效解决待测量块尺寸过小时左侧显微成像系统、右侧显微成像系统干涉而导致不能同时采集待测量块左侧和右侧边界的问题。也可通过调节两片平面反射镜之间的距离以适应不同尺寸的待测量块的边界图像采集。

所述左侧显微物镜固定滑块与右侧显微物镜固定滑块用于固定显微物并能保证两显微物镜在固定滑轨的滑槽内左右移动，用于调节两显微物镜之间距离保证在测量不同长度的量块时边界均能落入显微物镜视野。

所述显微物镜固定滑轨用于固定两显微物镜，其中央有一水平方向滑轨，显微镜滑块可在其上滑动调节两显微物镜之间距离。