[发明专利]具有对于取向误差的自动补偿和/或警报的计量设备

说明书

一种具有对于取向误差的自动补偿和/或警报的计量设备。所述设备可以包括处理器、探针部分以及至少一个方向传感器。所述探针提供表示被测设备的特性的原始测量结果的输出，所述方向传感器提供表示所述计量设备相对于所述被测设备的取向的传感器输出。所述处理器响应于所述传感器输出而将校正因子应用于所述原始测量结果以建立补偿后的测量结果，从而补偿所述计量设备与所述被测设备的未对准。另外或替选地，所述处理器提供指示所述未对准的存在和/或程度的警报。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年2月18日提交的序列号为62/631,939的美国临时申请的申请日的权益，该美国临时申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及计量设备，尤其涉及一种具有对于取向误差的自动补偿和/或警报的计量设备。

背景技术

已知各种计量设备用于以非常高的精确度进行测量。通常，这样的设备包括响应于测量的特性而移动的一个或多个探针。探针可以是例如柱塞、杠杆臂、触点等。例如，便携式手持指示器可以用于准确地测量小距离和/或小角度(例如，以在加工零件的检验过程中检查公差的变化)并且通过在模拟或数字显示器或刻度盘上指示该测量来将小距离和/或小角度放大以使它们更明显以便由用户查看。指示器的类型包括例如柱塞指示器和杠杆臂指示器。在柱塞指示器中，探针被配置为通过从指示器本体缩回或延伸而垂直于被测设备移动的柱塞。在杠杆臂指示器中，探针被配置为绕着枢转点以弧形摆动的杠杆臂。

与计量设备的使用相关联的一个挑战涉及计量设备相对于被测设备上的待测量的表面的正确取向。对于一些计量设备，探针的接触角必须平行于或垂直于正被测量的表面，以便使测量真正准确。换言之，探针移动的路径必须与正被测量的向量一致。探针移动的路径和正被测量的向量的未对准导致不准确的测量。计量设备的俯仰、偏航和/或滚转均可造成取向误差，该取向误差影响由计量设备产生的测量结果的精确度。

例如，具有不平行于被测设备的杠杆臂的杠杆臂指示器有效地增大了探针的行程，因为其现在通过使用三角形的较长成员即斜边增加探针的行程，而在该三角形中，所希望的向量是直角边中的一者。为了获得准确的测量，计量设备上所示的测量结果必须乘以杠杆臂相对于正被测量的表面的角度的余弦。因此，测量误差被称为“余弦误差”。

余弦误差可以例如参照图1来理解，图1是杠杆臂指示器100的一个示例的侧视图，杠杆臂指示器100包括刻度盘102和探针104，探针104被定位成与待测量的表面106成角度θ。如果刻度盘102上的值示出0.200mm，并且探针104处于33°的角度θ，则刻度盘102上的读数由于余弦误差而不准确。为了在该示例中获得精确测量，刻度盘102上的读数必须乘以33°(在本示例中为角度θ)的余弦，该余弦为0.83867。得到的校正后的测量结果是0.16773mm，这与刻度盘102上的0.200mm的读数显著不同。

使这个问题加剧的是，设置和识别计量设备相对于待测量的表面的取向并不总是简单的事情，尤其是在计量设备在狭小的空间中使用的情况下。即使当已知计量设备未对准时，识别未对准的程度也可能是困难的。这使得即使当已知存在取向误差时，也很难补偿取向误差。

附图说明

图1示出了具有余弦误差的计量设备。

图2示出了符合本公开的计量设备的一个示例。

图3是示出符合本公开的计量设备的示例的部件的框图。

图4示出了符合本公开的计量设备的另一个示例，该示例示出了相对于被测设备的复合取向误差。

图5是示出在符合本公开的计量设备的示例中的用于提供传感器输出的电路的一个示例的电路图。

图6示出了符合本公开的计量设备的显示部分的一个示例。

图7是示出符合本公开的方法的示例的流程图。