姚興宇

(遼寧省計量科學研究院，遼寧沈陽110004)

0 引言

楔形塞尺又叫縫隙規(guī)、孔尺、間隙尺、斜度規(guī)等，一般為金屬制成，在其中斜的一面上有刻度，用來測量縫的寬度。測量的時候塞入縫隙內(nèi)，直至卡住不能再往里，此時顯示刻度為縫隙寬度。楔形塞尺是一種施工用現(xiàn)場測量工具，一般用于檢查門窗縫隙，測量地面的平整度、水平度等。楔形塞尺具有價格低，準確度高，市場保有量大等特點。作為一種計量器具，對其檢測歷來是個難題。

1 主流楔形塞尺的檢測方法及其不足

主流楔形塞尺的檢測方法有:卡尺測量法和萬工顯法。

1)卡尺測量法

該計量器具價格較低，檢測費用相應不高，目前很多單位為了節(jié)約檢測資金成本以及時間成本，往往采用卡尺對其進行檢測。但因楔形塞尺測量面是相互成交叉方向的斜面，卡尺兩測量面卻是相互平行的，因此從原理上來說卡尺測量爪是無法卡到楔形塞尺被測刻線上的，所以雖然用卡尺檢測楔形塞尺速度較快，但這種方法是錯誤的。

2)萬工顯法

該方法需要通過人眼瞄準楔形塞尺每條刻線中間位置處，通過計算兩中間位置連線來測量楔形塞尺測量面寬度。這種方法從原理上說是正確的，但因楔形塞尺刻線較密，需要檢測點數(shù)較多，效率低，檢測一把楔形塞尺需要很長的時間，檢測成本高，因此該方法目前很少被檢測單位采用。

2 基于影像測量方法的塞尺全自動檢測方案

目前非接觸測量儀器中，影像測量儀是自動化程度和準確度都非常高的儀器，正在被廣大檢測機構(gòu)接受作為其主要檢測工具。本文以TESA，VISIO300DCC型號的影像測量儀為例，探討基于影像測量方案的楔形塞尺自動化檢測過程實現(xiàn)的方式。

為了實現(xiàn)自動化檢測，必須首先在塞尺尺身上建立坐標系，首先粗建坐標系，二維坐標類測量儀器建立坐標系的方法很多，例如:兩條相交線法，一圓一直線法，兩個圓法等等。這里推薦用相交直線法，如圖2楔形塞尺建立坐標系示意圖，即以兩條相交直線的交點作為坐標系的原點，以其中一條直線作為X軸，繞該X軸逆時針旋轉(zhuǎn)90°作為Y軸。結(jié)合楔形塞尺粗建楔形塞尺坐標系的方法為:以其任意一邊斜邊，與該塞尺最大刻線處的刻線交點作為坐標原點，以楔形塞尺最大處的刻線作為X軸，建立好坐標系后，把影像儀模式改變成為DCC模式(全自動測量模式)，再次以同樣的方法精建坐標系，自動化的坐標系完成后，機器就能識別出該塞尺所在位置了。

圖2 楔形塞尺建立坐標系示意圖

測出楔形塞尺主要測量面的實際寬度，測量方法如下:因塞尺每條刻線都有一定寬度，為了測量出塞尺刻線處塞尺的實際寬度，并且保證測量準確度，就要求測出塞尺刻線中心處的寬度。具體做法如下，每條刻線處放大后均近似矩形處理，自動測量兩條長邊，利用該兩條長邊構(gòu)造出刻線中心線，利用中心線和塞尺兩條斜邊構(gòu)造出兩點，求出兩點距離即為刻線處楔形塞尺的寬度。在機器自動運行前，影像測量儀的參數(shù)必須設(shè)置正確，這直接影像測準確度。例如:棱的選擇上，一定選好直線的搜索方向是由明到暗，還是由暗到明，這里推薦由暗到明。在棱的選擇上，要選擇優(yōu)勢棱，濾波器數(shù)值定在6左右，根據(jù)大量實驗，通過以上設(shè)置既可以保證每條線的采樣點足夠充分，又可以防止因塞尺本身臟點或塞尺刻線粗糙導致的刻線采樣點讀取錯誤，而引入粗大誤差。經(jīng)過多次試驗，該程序只需在塞尺上粗建坐標系，就可以全自動測出該塞尺任意測量面處的寬度，提高了測量速度，增加了測量的穩(wěn)定性。因市面上常見的楔形塞尺最高精度為0.05 mm，一般影像儀的最大允許誤差一般在2～3 μm左右，基于影像的測量方法對于檢測楔形塞尺測量的不確定度可以控制在6 μm之內(nèi)，可以滿足開展工作的需要。

3 結(jié)束語

通過大量實驗數(shù)據(jù)得出了表1的結(jié)論。

表1 塞尺全自動檢測各項數(shù)據(jù)分析(測五條刻線為例)

從表1中可以看出影像測量儀法在同時考慮測量時長和準確度時，優(yōu)于卡尺測量法和萬工顯法。因此基于影像測量方法的塞尺全自動檢測方法省時、可行，應該得到推廣。

［1］王曉飛，裘祖榮，楊聰，等.基于影像測量儀的試驗篩自動測量方法［J］.數(shù)據(jù)采集與處理，2013，28(2):257-260.

［2］黃玉珠，賈曉杰，何勝利，等.內(nèi)外直角檢測尺、楔形塞尺校準裝置的研制［J］.計量技術(shù)，2012(4):59-61.

［3］謝樹冰.影像測量儀尺寸測量示值誤差的不確定度分析［J］.工業(yè)計量，2012，22(1):39-40.