精密测量技术课件.ppt

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1、第五章角度与圆分度误差的测量第一节角度检测概述第二节角度测量第三节圆分度误差测量2021/9/51前已述及，在长度测量中有长度基准及其量值传递的问题。那么角度测量中是否也有角度基准与量值传递的问题呢？将被测角度与标准角度进行比较并确定被测角度的量值，这是角度测量。而标准角度则应事先用精度更高的角度标准检定过。这种逐级用高精度角度标准检定低精度角度标准的过程，就是角度量值的传递过程。第一节、角度测量概述2021/9/521、角度的单位：国际单位制：弧度(rad)→分析、计算非国际单位：度(°)、分(´)、秒(")→实际应用（加工、测试）换算：1°=60´,1´=60",1r

2、ad=180/π°≈57.296°角度自然基准：360°圆周（绝对准确，没有误差）一、角度的单位和自然基准2、角度的自然基准：整圆周上所有角分度的误差之和等于零圆周封闭原则：在圆分度测量中，利用圆周封闭原则，可以提高测量精度。2021/9/53二、角度的实物基准1、角度块规：形状：三角形（1个角度）长方形（4个角度）材料：与量块相同（稳定、耐磨）基准：工作面的夹角应用：测量零件角度，相对测量基准精度：0级±3"，1级±10"，2级±30"，能够以最高的精确度将360o等分的圆分度器件就可以做为角度实物基准。2021/9/542、多面棱体：精度：±0.5"～±1"形状：正棱

3、柱体面数：4、6、8、12、24、36、72基准：各工作面法线的夹角应用：测量圆分度误差（自准直仪）1---被测度盘；2---24面体；3---工作台；4---自准直仪；5---读数显微镜；6---底座2021/9/553、多齿分度盘：组成：上齿盘、下齿盘，直径、齿数、齿形相同齿数：360、720、1440精度：±0.1"（弹性变形实现误差平均效应）原理：下齿盘固定不动，上齿盘抬起脱离啮合后，即可绕其主轴旋转，再次啮合，即可根据转过的齿数多少进行精确分度．2021/9/564、圆光栅：组成：一对光栅盘：定光栅、动光栅.(直径、栅距相同)精度：±0.2"（误差平均效应）原理

4、：偏心叠合在一起，产生莫尔条纹；当光栅盘相对转动时，莫尔条纹同步移动。分辨力：±10"、±20"分类：径向光栅、切向光栅、环形光栅环形圆光栅2021/9/575、光电编码器：组成：光源：产生平行光码盘：光学玻璃，透光/不透光，同心圆环---码道光电元件：每个码道对应一个光电元件精度：优于分辨力的一半原理：平行光源→码盘→光电元件→电信号输出每个码道上：透光=1，不透光=0，多个码道：0101…---绝对码分辨力：与码盘的码道数有关：例：19位编码器，分辨力为:360°/219=2.47"2021/9/58编码数：2n2021/9/596、圆感应同步器：组成：转子(a)：激

5、励绕组，连续绕组定子(b)：感应绕组正弦绕组、余弦绕组精度：低于圆光栅原理：转盘相对定盘转动，在绕组中产生感应电势；经过电路处理，可获得转角信号。基准：360°，圆周封闭准则应用：抗干扰能力强，适于加工现场使用。N为极数，即转子连续绕组导体数；θ为转子转角2021/9/5107、高精度度盘在圆盘的某一圆周上刻有一系列的等分刻线以实现圆周等分的器件称为度盘。度盘的角间隔一般为1o,30´,20´,10´,5´和4´几种。用于角度及圆分度误差的静态测量。2021/9/511单一角度尺寸的测量直接测量1.测角仪2.工具显微镜3.自准直仪(相对测量）4.激光干涉小角度测量仪（相对

6、测量）间接测量坐标测量平台测量第二节、角度及角位移测量2021/9/512一、角度的直接测量1、测角仪：精密仪器，最小分辨率可达0.01"直接测量：测量0～360之间的任意角度构成：1－工作台：固定被测件4－自准直光管：对准目标5－读数装置：瞄准读数原理：先瞄准被测件的一个平面，读数α1转动工作台，再次瞄准另一个平面，读数α2，被测角度：角度基准：分度盘、圆光栅、码盘测量对象：角度块、多面棱体被瞄准平面具有较高的反射率2021/9/513右图所示为测角仪的结构示意图。测量时先用瞄准器5瞄淮被测件6上组成被测角的第一个几何要素(可能是点、线、面)(如图中ABC所示位置)，由

7、读数装置2读得读数1，然后使圆分度器件1、主轴3、工作台4及被测件6一起回转，直至瞄准器瞄准组成被测角的第二个几何要素(如图A’B’C’所示位置)，读得读数2。根据被测角的定义作简单的数据处理，便可得被测角度值。2021/9/514为了减小测角仪度盘安装轴心与其回转轴心不同心而产生的测量误差，仪器在度盘对径（相隔180o的两个位置上，设置两个读数显微镜，或者将两个位置上的度盘刻度形象合在一个目镜视场里。测量时，以这两个读数显微镜中读数的平均值作为实际的读数值，或者根据度盘相隔180o两个位置刻度影象的合象示值直接读出实际的