[发明专利]基于标准尺的大尺寸高精度测量的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及基于标准尺的大尺寸高精度测量的方法和装置。 

背景技术

随着科学技术的飞速发展，对大尺寸构件的几何量测量精度提出了越来越高的要求。由于大尺寸构件体积大，热容量大，一般须在加工现场测量，多数为间接测量，所以测量条件较差，误差传递复杂，难以获得较高精度。测量环境的温度场因测量器具和被测件的温度敏感性对尺寸测量的精度产生影响，对于大尺寸这一影响尤其突出。要解决这个问题，一般有两种措施：一是将被测工件温度严格控制在标准状态；二是对温度误差进行修正。由于第一种方法需要高精度的环境条件，经济代价较高，很难在加工现场实现。采用温度误差修正的方法简便易行，而且经济，已被广泛采用。目前采用的修正方法是由零件材料的膨胀系数，实际温度与标准温度偏差和零件尺寸，计算热变形误差，对尺寸进行修正。可满足小尺寸和低测量精度的测量要求，而不能满足大尺寸高精度的测量要求。这种修正方法需要准确测量加工现场的温度。 

如何有效的消除温度变化对大尺寸测量的影响，进而提高大尺寸构件的尺寸测量精度具有非常重要的意义。 

发明内容

本发明是提供面向现场应用的基于标准尺的大尺寸、高精度的测量方法和装置，目的是能够在加工现场对大构件尺寸进行测量，对温度变化所引起的尺寸变化进行精确修正，从而实现大尺寸的高精度测量。 

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：采用两种膨胀系数不同(一大、一小)的材料制成两把标准尺，把它们一端固定在一起，另一端可自由膨胀，在标准温度下对它们进行尺寸标定。把两个标准尺安装在测量装置中，利用测量装置中的测量头测量两标准尺膨胀后的尺寸差，并依此对标准尺长度进行精确的修正。基于该长度和测量头的小尺寸精密测量，实现了大尺寸的高精度测量。 

误差修正的方法：设两把标准尺的膨胀系数分别为α₁和α₂(α₁＜α₂)，在标准温度下标定它们的尺寸分别为l₁和l₂。在温度t时测量这两标准尺的尺寸差为Δl，被测构件的尺寸为l₀。设被测构件的膨胀系数为α₃，则被测构件在标准温度下的尺寸l为 

l=l0+(α1-α3)Δlα2l2-α1l1]]>

两标准尺的尺寸差Δl与温度t有关，当Δl被测知，被测构件在标准温度下的尺寸便可知。 因此，无需测量加工现场的温度，便可测得被测构件在标准温度下的尺寸。 

本发明提出的基于标准尺的大尺寸高精度的测量装置和方法，能够在加工现场实现测量，对温度变化所引起的尺寸变化进行修正。该检测装置重量轻、装调方便。并且，检测装置的测量范围大，测量精度高。测量装置成本低，相应的检测费用也相应较低。 

附图说明

图1是本发明基于标准尺的大尺寸高精度的测量装置示意图。 

图2是测量装置测量示意图 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。 

如附图1所示，1-固定测头，2-螺帽，3-弹簧，4-固定套管，5-固定量杆，6-固定支撑，7-标准尺(小膨胀系数)，8-标准尺(大膨胀系数)，9-活动测头，10-测量尺，11-移动支撑，12-测量零位，13-测量头，14-加载螺母，15-弹簧座，16-弹簧，17-锁紧装置，18-移动套筒