坐标测量机的溯源方法

由于坐标测量机的通用性,不同的测量任务有不同的测量不确定度,长度测量不确定度可以作为坐标测量机溯源的近似方法,但面向任务的校准则是最终的解决方案。文中还介绍了中国计量科学研究院提出的目前条件下的坐标测量机溯源方案。     

坐标测量机面向任务的测量不确定度评定

基于产品几何技术规范,分析了坐标测量机面向任务的测量不确定度主要来源;重点讨论了量值特性指标测量复现性的定义与特点,并针对坐标测量机的测量任务,提出引起坐标测量复现性的主要因素,研究了进行复现性指标评价的实验方案,建立了复现性评定的数学模型;通过孔径测量实例分析,介绍了坐标测量机面向任务的测量不确定度评定方法。结果表明,孔径测量结果的合成标准不确定度为3.2 μm,其中测量复现性的不确定度分量高达2.5μm,在测量结果不确定度中所占比重最大。     

以坐标对测量机长度测量线示值误差不确定度的研究

坐标测量机的校准对坐标测量机的长度测量来说,具有非常重要的意义。笔者在这里简单的对校准坐标测量机长度测量示值误差不确定度的来源以及误差的估算方法进行介绍,同时通过实际的计算来得出校准的长度和扩展不确定度之间的关系式,以此来论证坐标对测量机长度测量线示值误差不确定度的研究。     

坐标测量机空间测量不确定度分析方法

论述了影响坐标测量机空间测量不确定度的２１个单项几何误差以及它们对空间测量不确定度的传递关系。依此可推出空间测量不确定度表达式Ｕ９５＝Ｋ１＋Ｌ／·Ｋ２。文后给出了分析实例。这对坐标测量机的研制工作有指导意义。     

坐标测量机不确定度评定标准样件

坐标测量技术可以分为3个部分：生产阶段、验收阶段和使用阶段。前两个阶段的技术已经比较成熟，第3阶段的测量方案优化和不确定度评估技术正在发展中一坐标测量机不确定度评定标准样件可以展示坐标测量机的不确定度受测量方案的影响，可以验证不同用户、不同方法的不确定度评定水平。本文就其发展背景、基本原理和验证情况进行介绍。     

坐标测量机示值误差校准结果的测量不确定度评定

坐标测量机广泛应用于复杂尺寸和形位的测量,其坐标测量机的示值误差直接影响测量的结果。坐标测量机的示值校准是提高测量链的准确度的主要方式,用大尺寸量块对坐标测量机的示值进行校准是目前的通行做法,本文对坐标测量机的示值校准结果的测量不确定度进行探讨。     

坐标测量机不确定度评定标准样件

坐标测量技术可以分为 3个部分 :生产阶段、验收阶段和使用阶段。前两个阶段的技术已经比较成熟 ,第 3阶段的测量方案优化和不确定度评估技术正在发展中。坐标测量机不确定度评定标准样件可以展示坐标测量机的不确定度受测量方案的影响 ,可以验证不同用户、不同方法的不确定度评定水平。本文就其发展背景、基本原理和验证情况进行介绍。     

最小二乘法评定平面度误差的不确定度评定

本文使用高精度坐标测量机获得原始测量数据后,首先建立了最小二乘法评定平面度误差的测量模型,接着对各输入量的标准不确定度及不确定度分量进行了分析,最后给出了最终测量结果。     

坐标测量机孔径测量的不确定度评定模型研究

以坐标测量机测量孔径为例,阐述测量过程中影响测量结果的不确定度来源,根据测量模型建立孔径测量的GUM法不确定度评定模型;利用对坐标测量机的测量系统量值特性指标分析的方法 ,给出基于量值特性分析法的各标准不确定度分量的评定模型。通过对汽车空调压缩机后缸体的孔径测量,比较两种方法评定的扩展不确定度。实例分析可以看出:对于坐标测量机复杂的非线性测量模型,GUM法在计算灵敏系数时,运算量较大且获得的是近似结果,因此其可操作性不强;量值特性分析法通过对测量系统整体的分析,基于大量的实验数据对测量结果进行测量不确定度评定,其流程和操作性更为便捷、有效。     

坐标测量机测量活塞斜槽角度及测量不确定度分析

本文介绍了坐标测量机测量活塞斜槽角度值的测量方法 ,并进行测量不确定度分析     

半光斑成像式多功能激光瞄准测头的研究

运用半光斑成像原理设计了一种用于三坐标测量机的多功能激光瞄准测头。详细介绍了测头的光学系统工作原理和设计思路,采用自适应控制方法实时调节激光光强使其可以适应不同光学特性表面的瞄准测量,并进行了多功能测头的重复性瞄准测量、灵敏度测量、倾角跟踪实验。实验结果表明,该测头重复性瞄准测量不确定度优于1 μm,测量灵敏度可达30 mV/μm,激光跟踪瞄准被测曲面倾角可达25°,能满足三坐标测量机的使用要求。该测头具有检测速度快、自动化程度高、瞄准精度高的特点,结合三坐标测量机或者其它测长仪器,能够实现对自由曲面进行快速精确瞄准及轮廓图像瞄准测量,具有广泛的应用前景和实用价值。     

便携式坐标测量系统在航空发动机关键部件检测中的应用

介绍了激光跟踪仪和关节臂坐标测量机在航空发动机关键部件检测中的应用,根据发动机部件的特点,对几类共性的检测问题提出了计量解决方案。     

Verification of Articulated Arm Coordinate Measuring Machines Accuracy Using LaserTracer System as Standard of Length

This article describes a novel approach to verification of articulated arm coordinate measuring machines (AA CMMs) based on ISO 10360-2 standard. The approach utilizes the LaserTracer (LT) system as standard of length and automation of calibration procedure using an industrial robot. In this method, the robot is programmed to repeatedly move the AA CMM. The retroreflector is integrated with the stylus of AA CMM. Location of the retroreflector is constantly tracked by LaserTracer and, in select positions, the measurements of distance are performed by both the AA CMM and LT system. The verification of AA CMM accuracy is carried out through the comparison of the two measurement values. The developed procedure is recommended mainly for checking AA CMMs with large measuring volume, where the application of common artefacts is usually insufficient, or time-consuming, due to the fact that measurements have to be performed for several subspaces in the AA CMM measuring volume.     

光电定心测头

本文介绍一种坐标测量机上使用的、用于多孔板孔心坐标测量的光电非接触式测量头。该测量头使用简便、测量迅速，其测量不确定度小于０．０１ｍｍ。     

测量与信息技术

测量是获取信息的重要手段。科学研究、生产、高科技发展都离不开测量。测量技术发展的重要特点是它与信息技术的融合,这是提高测量精度、在线和动态测量、复杂参数和复杂环境下测量、智能测量的需要。这一融合贯彻始终,它包括信号调制与解调、采样与重构、信号融合、数据压缩、滤波、信号变换、时间序列分析、谱分析、数据拟合与建模、模式识别、神经网络、仿真与虚拟、误差分离、误差补偿、冗余技术、决策与智能技术等,它们互相支持。章通过三坐标测量机误差补偿、圆度和轴系误差测量,以及大型工程的柔性坐标测量系统,介绍其在提高测量精度、优化、自标定、丢失信息自恢复、系统重组等方面的作用及其关键技术。     

Automatic sampling for CMM inspection planning of free-form surfaces

Coordinate measuring machines (CMMs) are used to examine the conformity of the produced parts with the designer's intent. The inspection of free-form surfaces is a difficult process due to their complexity and irregularity. Many tasks are performed to ensure a reliable and efficient inspection using CMMs. Sampling is an essential and vital step in inspection planning. Efficient and reliable approaches to determine the locations of the points to be sampled from free-form surfaces using the CMM were developed. Four heuristic algorithms for sampling based on the NURBS features of free-form surfaces are presented. The sampling criteria are equiparametric, surface patch size and the surface patch mean curvature. An algorithm for automatic selection of sampling algorithms performs complexity checks on NURBS surfaces, including the surface curvature changes and surface patch size changes, and selects the suitable sampling algorithm. Extensive simulations were performed using the developed methodologies to evaluate their performance using free-form surfaces with different degrees of complexity and compared with the uniform sampling pattern. The CMM measurement errors and manufacturing form errors have been simulated in these studies. The developed algorithms provide a useful tool in selecting the effective sampling plans for the tactile CMM inspection planning of free-form surfaces.     

高测速双频激光干涉仪及其性能检测

新型驱动电机和高速传动器件的发展使得数控机床和三坐标测量机等的运行速度已经达到1000mm/s，而目前商用外差干涉仪的测量速度不能完全满足这一要求。为此，研制了一种基于5MHz频差双频激光器的高测速干涉仪，理论上的最高测量速度可达1580mm／s。通过实验对测量速度和计数频率进行了检测，结果证明，这种干涉仪可以达到的最高测量速度为980mm／s，外触发计数频率达11kHz。     

端基直线法测量直流增益和直流偏移的不确定度

介绍了用端基直线法评价线性测量系统直流增益和直流偏移指标时,测量结果的不确定度,包含了测量结果的不确定度分析和评价过程.讨论了影响评价结果不确定度的几个主要误差来源,包括信号源误差、被校系统测量误差、被校系统量化误差的影响等等,给出了端基直流增益和直流偏移测量结果的不确定度.在一个实际评价例子上,给出了直流增益和直流偏移指标不确定度分析和评价结果;不确定度验证表明了该过程的正确性和切实可行性.该过程及结论可应用在对于计量标准进行直流增益和直流偏移指标的不确定度分析上.     

直流偏移的测量不确定度

介绍了用4参数正弦波最小二乘拟合法评价线性测量系统直流偏移指标时,测量不确定度分析和评价过程．通过使用国军标GJB 3756-1999“测量不确定度的表述及评定”中推荐的方法,讨论了影响评价结果不确定度的几个主要误差来源,包括信号源误差、采集序列的谐波失真、采集序列的噪声及非谐波失真、采集序列中信号周期的抖动、软件拟合运算误差的影响等,给出了直流偏移的测量不确定度及减小直流偏移指标评价不确定度的主要措施．在一个实际评价例子上,给出了直流偏移指标不确定度评价结果,表明该过程的正确性和切实可行性．该过程及结论可应用在对于计量标准进行直流偏移指标的不确定度分析上,也可用于估计直流偏移指标本身的不确定度．     

计数法测量采集速率的不确定度评价

介绍了用标准周期计数法评价线性测量系统采集速率时，测量结果的不确定度分析和评价过程；讨论了影响评价结果不确定度的几个主要来源；给出了减小采集速率评价不确定度的主要措施，通过一组实例，给出了采集速率不确定度分析和评价结果，该过程及结论可应用在对于计量标准进行相应指标的不确定度分析上，也可用于估计采集速率指标本身的不确定度。