90°测量筒

图1所示的90°测量筒,可以测量直角尺的内侧面和外侧面。测量时是用幻光光隙来检验被加工部位的,经刮研后使被加工直角尺与量筒之间光隙均匀一致,用这种方法加工的直角尺精度可达1～2级。最后计量时,采用图2所示方法。把被测直角尺和量筒放在一平板上,用手按住安装着千分表的V形块,并在量筒圆柱上左右摆动,一个高度测出一个数值。这样,在角尺的立边上测出各点     

两种简便精确检测垂直度误差的方法

垂直度是线或面对基准平面或基准轴线构成 90°角的状态。在工厂中垂直度误差的检测一般都转换成平行度误差的检测,但要加上一个直角座作为测量基准。在实际测量中标准直角座一般为直角尺或标准方箱。然而在某些测量精度要求较高的情况下则需要检测这些作为测量基准的检测元件的误差,在没有特殊测量仪器时,如何去检测这些元件的垂直度误差呢 ?笔者根据实践经验总结出两种简便精确的检测直角尺和方箱等检测元件垂直度误差的方法。 　　(1)用三尺互检法检测直角尺的垂直度误差 (见图 1)　　设直角尺 1、 2、 3、的两边均为理想直线,且其在…     

一种大型高精度垂直度检查仪

长期以来,对直角尺的标准传递工作,特别是尺寸大于400毫米的直角尺,以及垂直度要求较高的精密测量工作,一直是采用光隙法测量,这种方法精度较低而且费力,往往得不到精确的测量数据,只能给出合格或不合格的定性结论。去年,在长城机床厂和天津纺织机械厂的协助下,我所试制成功了一种大型高精度垂直度检     

游标万能角度尺的结构缺陷与改进措施

用游标万能角度尺测量零件时,由于其直尺的刃口较厚,用透光法检测零件时产生的测量误差较大,很难保证测量精度。为了解决这个问题,把直尺的刃口变薄,形成刀口状,这样直尺的刃口会与直角尺或扇形板摩擦而降低了直尺的寿命,再在扇形板和直角尺上开槽,使直尺的刃口正好放入槽子里。经改进后,测量零件角度时,大大减少了测量误差,提高了测量精度和检测效率,同时也给检测者带来很大方便。     

如何提高相关面不垂直度测量精度

测量的精度,不仅对工程和工业产品质量起着监督和保证作用,而且往往还是工程成败,产品质量优劣的一项决定因素。当前,大力探讨新的检测原理,总结和推广既符合国家“形位公差”标准定义,又简便易行的检测方法;为对国家标准定义加深理解,使其测试手段、测量方法和数据计算符合国家形位公差标准要求,并获得接近真值的被测零件尺寸。下面就谈谈具体检测方法: 1.方箱与直角尺互检法: 将直角尺短工作面固定在方箱一工作面上,并调整直角尺窄工作面(横     

直角尺的自身互检方法

直角尺长期使用后,会磨损和变形。为保证直角尺的使用精度,就必须进行检测和修复。对直角尺的检定最好在恒温条件下用精密测角仪进行。但是,对不具备这种测角仪的工厂或生产现场,可应用本文介绍的几种检测直角尺垂直度的简易方法。一、与圆柱直角尺比较测量法1、光隙法如图1所示,在一级精平板上,用圆柱     

万能显微镜上直角的测量

万能显微镜、大型工具显微镜和小型工具显微镜的托架及其工作台的移动准确性,是测量准确的重要因素之一。在苏联国家所颁部的检定规程６－４８ 号中,规定了这种检定需使用高精度的直角尺;此种直角尺在１００公厘的长度上,线值的偏差不得超过２．５公微。但ГОСТ３７４９－４７所规定的零级精度１００×６３直角尺其许可误差为±３公微;１６０×１００的许可误差为±４公微。因此,对此种测量显微镜的检定,需要更高级的直角尺,这样形成了计量检定了作中的很大困难。本文所介绍的新的检定方法,有效而经济地解决了这个问题。而且也可用以来检定高精度的直角。特译出介绍。     

直角尺垂直度误差的自检法

铸铁直角尺是一种基准量具,在机械行业的各部门被广泛应用,其寿命几乎可以认为是无限的,一般不需要以新换旧,磨损后刮研修复即可继续使用。而修理的前提是测量,若能准确掌握误差的分布情况,修理并不困难。再就是使用中的直角尺也需要做定期检验。目前大多数单位采用的测量方法,是在精密平板上,以高精度圆柱直角尺为基准,按光隙法作比较测量。本文则介绍不采用客观基准的自检法,精度较高且又简便易行。     

误差放大直角检测尺

机床水平工作面与垂直工作面的直角检测,是机床检测重要项目之一。一般是采用直角尺和寒尺配合测量,也有采用量棒和量表检查。这些方法都很难测出直角偏差的具体角度值,而且由于使用的量具本身的精度不高和在具体测量时有很多影响因素,所以测量的直角误差都较大。现介绍一种“误差放大直角检测尺”(如图1所示),这种测量尺本身制造精度比普通直角尺低,制造简便,检测精度高,数值准确,不易引起生产者与检验者的争议。 1-尺体;2-下滑销;3-下滑销止紧螺钉;4-上滑销止紧螺钉;5-上滑销;6-直角检测尺;7-机床台夹角;(?)-上、下滑销长度;L-上、下滑销中心距;C-尺体宽在测量时,将两个同样的直角尺分别按图1所示,放置机床工作台面上,在尺体紧靠机床工作面时,将上、下滑销头部紧密接触到工作台面,并拧紧     

不垂直度简易测量工具

对零部件工作面相互位置不垂直度的测量,通常用精密直角尺或方水平仪来检查。但由于使用方水平仪必须先校正水平,而且读数误差值大;使用直角尺又受到测量范围的限制,不能精确反映偏差值。因此不能满足较高精度零件的加工及测量。我厂在制造Ⅰ型磨削夹具的附件——精密虎钳和滑块座时,遇到了由于工件硬度高(HRC 56)而无法用铲刮修正;由于相互位置的不垂直度要求高,     

激光跟踪仪测角误差补偿

由于激光跟踪仪的角度测量精度直接影响仪器的测量精度,本文提出了用自准直仪结合多面棱体对跟踪仪金属圆光栅测角误差进行离散标定的方法。研究了基于谐波分析的误差补偿方法,取金属柱面圆光栅测角误差中幅值较大且相位基本不变的谐波分量建立了补偿模型,避免了最小二乘法不收敛的问题。分析了标定测角误差的不确定度,结果显示：水平测角精度补偿前后分别为1.60"和0.90",俯仰测角精度补偿前后分别为4.89"和0.91",精度分别提高了44%和81%,从角秒级提高到了亚角秒级。结果表明,提出的方法可为激光跟踪仪水平和俯仰轴系提供测角误差补偿,对类似测角系统的误差补偿也有参考价值。     

基于三角基函数分解的高精度介损角测量方法

为精确测量介损角,克服数字化测量时存在的非同步采样、基波频率波动、谐波变化等因素影响,提出并建立基于三角基函数分解的介损角测量模型,将电力谐波各参数作为未知量,基于最小二乘原理对采样数据进行最速下降迭代求解,准确提取基波电压、电流相位,进而得出介损角,排除直流和谐波分量干扰。从理论上证明该算法的收敛性,针对基波频率波动、介损角真值改变、谐波含量变化、白噪声影响等影响进行仿真实验,结果表明该测量方法使用极少采样点与较低采样率,即可获得较高的测量准确度,测量速度快。设计的基于数据采集卡与虚拟仪器技术的高压电容型设备绝缘在线监测系统,验证了该方法的可行性与有效性。     

High accurate squareness measurement squareness method for ultra-precision machine based on error separation

Traditional measurement methods of squareness for ultra-precision motion stage have many limitations, especially the errors caused by the inaccuracy of standard specimens. On the basis of error separation, this paper presents a novel method to measure squareness with an optical square brick. The angles between the guideways and the four lines of brick section are measured based on the fact that sum of interior angle of a quadrilateral is 2π, and the squareness is obtained. A squareness measurement experiment was performed on a profilometer with a modified optical square brick. Experimental results show that the squareness accuracy between X and Y axes is not influenced by the accuracy of brick, and the measurement repeatability reaches 0.22 arcsec. Finally, a verification experiment to the proposed method was carried out with a high accurate standard specimen, and the error between the two methods is 1.06 arcsec. According to the error results and simulation analysis of the measurement system, the measurement error based on error separation is 0.06 arcsec. The proposed method is able to achieve a very high accurate squareness measurement with auxiliary components of normal accuracy, and can be applied to measure the accuracy class of sub-arcsec squareness.     

激光自混合干涉角度测量参数优化及旋转方向判别

对反射旋转体引起聚焦激光自混合干涉信号位相与旋转角度的非线性关系进行了研究,提出了一个实验参数的优化方法来降低该非线性效应引起的非线性角度测量误差。重新评估了自混合干涉角度测量在测量范围扩大后的物理近似条件,从理论上分析了实验参数给角度测量带来的误差影响并进行了模拟仿真,提出了利用该非线性关系判别反射体旋转方向的方法。最后,进行了激光自混合干涉角度测量实验并给出若干个实验参数条件下分别得到的角度测量结果。实验结果表明,实验参数优化后,角度测量误差大幅减少;在最优情况下,比未优化方法的测量精度提升了一个数量级,可达10-5 rad,证明了提出的实验参数优化方法和反射体旋转方向判别方法的有效性。实验结果还显示,使用提出的方法在提高测量范围的同时仍能进行高精度的角度测量,从而进一步拓宽了基于反射体旋转引起的激光自混合干涉效应的应用范围。     

手提盘煤仪的动态俯仰角获取方法

手提盘煤仪盘点过程中俯仰角测量的准确性对盘点结果有重要影响,针对倾角仪在动态情况下,由于受到加速度影响使得测量俯仰角误差增大的缺陷,提出了一种利用盘煤仪测量的地面点云解算俯仰角的方法。本方法利用盘煤仪在俯仰变化情况下,激光扫描仪获得的水平地面点云在激光扫描仪局部坐标系中的形状特征,对每条激光扫描线中的地面点云进行最小二乘法直线拟合,将拟合直线的斜率进行反正切变换来获得动态情况下盘煤仪的俯仰角,并利用该俯仰角进行体积计算。实验结果表明,在静态情况下本文方法测量精度可达0.011°;在动态条件下,克服了倾角仪受加速度影响而测量误差大的缺陷;在实际体积盘点过程中,利用本文方法进行煤堆盘点,平均体积测量误差为0.8%。数据表明,本文方法相对倾角仪能更适合手提式盘煤仪动态条件下俯仰角测量,测量准确性优于倾角仪。     

基于误差传播理论的PnP问题姿态精度分析

提出了一种在辨识一组典型特征点误差关系的基础上,建立间接测量值与直接测量值之间的最有利函数关系,并根据误差传播理论综合其他特征点的误差影响,最终获得完整的方位、俯仰和倾斜角误差数学模型的PnP问题误差分步分析新方法。以P4P问题研究为例,推导得到了单目视觉测量中相关参数和变量的误差函数解析式,揭示了影响姿态测量精度的误差规律。经P4P姿态解算仿真,验证了误差数学模型的正确性,以及基于误差传播理论的误差分步方法的有效性。分析误差数学模型可以看出:在单目视觉测量参数确定的条件下,方位角测量误差与方位角值无关,与相机高度和合作标志尺寸的比值成正比,在较大范围内俯仰和倾斜角变化对方位角测量误差影响小;俯仰/倾斜角的测量误差与俯仰/倾斜角值有关,与相机高度和合作标志尺寸比值的平方成正比;方位角测量误差小于俯仰/倾斜角测量误差。给出的分析方法和误差解析数学模型对单目视觉测量系统设计有指导作用。     

基于视觉正交迭代法改进的激光跟踪姿态测量

针对航空航天、汽车船舶以及机器人应用等领域对姿态精准测量的需求,研究了一种基于视觉加权加速正交迭代(WAOI)的激光跟踪姿态角测量方法。首先阐述了测量系统组成、建立了数学测量模型,并分析了系统的主要误差源;其次在正交迭代(OI)的基础上,通过物方重投影误差设置参考点权重系数,引入常系数矩阵整合迭代过程中的冗余计算,提出了一种WAOI算法,并通过实验验证了算法的性能;最后搭建实验平台,利用精密二维转台对基于WAOI的姿态角测量进行精度评定。结果表明,在-20°～20°角度范围内,3～15 m测量范围内,方位角精度可达0.11°,俯仰角精度可达0.26°。相较比例正交投影迭代变化(POSIT),方位角和俯仰角测角精度均提升75%以上。本文提出的WAOI算法有效提升了激光跟踪姿态测量系统的精度。     

方波磁光调制测量在航天器对接中的应用

为了精确测量航天器对接过程中最终逼近段航天器间的滚转角,设计了基于方波磁光调制的滚转角测量系统。利用法拉第磁致旋光效应并结合马吕斯定律,建立了方波磁光调制后输出信号的模型;通过分析输出信号的特点,推导了输出信号与滚转角之间的关系方程;利用滚转角变化过程中输出信号的增减性组合去除了方程的增根,最终得到了基于方波磁光调制的滚转角测量模型。仿真结果表明:文中提出的方法理论测量精度高,可测量-90～90°间的滚转角,优于传统方法。此外,利用方波信号调制具有数据采集简单、信号处理难度低等优势,是实现高精度大范围测量航天器间滚转角的一种新方案。     

多读数头混合布局测角误差抑制方法

在不增大码盘尺寸的前提下,对测角传感器读数头的布局展开研究,以研制小型化高精度的测角传感器。本文基于测角误差的谐波分析结果,详细推导和分析了多读数头布局对角度测量误差的抑制原理。通过对几种典型多读数头布局方式进行深入研究,提出一种采用奇数头和偶数头相结合的读数头混合布局方式,以消除更多更高阶次误差,提高测角传感器的精度。实验结果表明,当采用三个、四个和六个读数头均匀布局形式时,测角传感器的测角精度分别为15.44″、9.72″和8.96″;当采用六个读数头优化布局的方式时,测角精度可达到7.7″。上述结果说明多读数头优化布局可有效抑制测角误差,提高测量精度。     

用经纬仪测量大尺寸三维导轨垂直度的方法

基于经纬仪将运动直线引出来的原理,提出了一种测量大尺寸三维导轨垂直度的新方法。首先在水平直线移动的Y导轨的动基座上安装经纬仪并观察静止靶标水平角的微小变化,采用最小二乘法拟合出了经纬仪视准轴分别与运动X导轨和Y导轨平行时的水平角,继而测量了X-Y导轨间的垂直度误差。然后将经纬仪固定在地基上,通过观测水平移动导轨上靶标的竖直角的微小变化,采用最小二乘法拟合了X、Y导轨的水平度误差;通过观测与Z导轨固定的靶标水平角的微小变化,采用最小二乘法拟合了Z导轨的二维铅垂度误差,利用X,Y导轨的水平度和Z导轨的铅垂度换算出了Z-X间,Z-Y间导轨的垂直度误差。最终实现了三维导轨X-Y之间、Y-Z之间、X-Z之间的垂直度的检测,并对测量的垂直度误差进行了精度分析。在研制的月球软着陆系统垂直度的调试中进行了应用,证明了该方法能够满足测量的精度要求。