光栅测长机热误差修正温度测量系统研制

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1、第36卷第11期合肥工业大学学报(自然科学版)Vo1．36NO．112013年11月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYNOV．2013Doi：10．3969／j．issn．1003—5060．2013．11．005光栅测长机热误差修正温度测量系统研制孙向荣，吴志凌，曾正(1．贵州民族大学计算机与信息工程学院，贵州贵阳550025；2．贵阳新天光电科技有限公司，贵州贵阳550018)摘要：文章利用石英温度传感器设计制作了一套多路温度测量仪，满足了光栅测长机的测温需求，使光栅测长机的

2、测量精度获得提高，并将手动目视测量改为自动测量。由于从温度采集到显示的整个过程都采用数字量传输，避免了信号检测及传递过程中因电源波动、寄生热电偶、传感器自热带来的误差，使系统具有较高的精度及较强的抗干扰能力。实验和检定结果表明温度测量系统的测量不确定度不大于±0．1℃，满足使用要求。关键词：光栅测长机；热误差；石英温度传感器；测量系统；精度中图分类号：TP274．5文献标志码：A文章编号：1003—5060(2013l11—1300-04Developmentoftemperaturemeasurementsyste

3、mforthermalerrorcorrectionofgratinglengthmeasuringmachineSUNXiang-rong，WUZhi—ling，ZENGZheng(1_CollegeofComputerandInformationEngineering，GuizhouMinzuUniversity，Guiyang550025，China；2．GuiyangXintianPhotoe—leetrieTechnologyCo．，Ltd．Guiyang550018，China)Abstract：Amul

4、ti—channe1temperaturemeasuringinstrumentisdesignedandproducedusingquartztemperaturesensors．Itmeetsthetemperaturemeasurementneedofgratinglengthmeasuringmachinewithhighermeasurementaccuracyandchangesthemanualvisualmeasurementtoautomaticmeasure—ment．Fortheuseofdig

5、italvaluesinthewholeprocessfromthetemperaturedatacollectiontodis—play，theerrorsformedinthesignaldetectionandtransferprocessowingtopowerfluctuations，para—siticthermocouplesandself-heatingeffectofsensorareavoidedsuccessfully，whichmakesthesystemhavehighaccuracyand

6、strongcapacityofresistingdisturbance．Theexperimentandthetestresultsshowthattheuncertaintyofmeasurementofthetemperaturemeasurementsystemisnotmorethan±0．1℃。whichsatisfiestherequirementofutilization．Keywords：gratinglengthmeasuringmachine；thermalerror；quartztempera

7、turesensor；measure—mentsystem；accurac。Y微小差别所引起热膨胀产生的误差L1]，将直接影0引目响到仪器测量精度。因此，在测量时需用测温仪光栅测长机是利用固定光栅和移动光栅所产测出环境、光栅测长机、被测量器具的温差，然后生的莫尔条纹来测量长度的一种大型精密仪器，根据温差计算出热误差，从而获得测量的修正值。具有测量范围宽(0~20m)、测量精度高((0．5+光栅测长机需采用至少3路温度传感器以同时测L／200)m)的特点。由于在宽范围高精度下测量环境、光栅测长机、被测量器具温度，并且要

8、求量，环境温度、仪器温度与被测量器具温度之间的测量温度的不准确度小于±0．1℃，分辨率优于收稿日期：2013—03—01；修回日期：2013—04—30基金项目：贵州省自然科学基金资助项目(2008—2501)；贵州省教育厅自然科学基金资助项目(2008-047)作者简介：孙向荣(1956一)，男，贵州毕节人，贵州民族大学副教授．第l1期孙向荣