实用化圆度测量软件

　　测量软件开发是测量仪器微机化的重要内容之一。应用于圆度仪的测量软件必须要求计算结果精确,使用灵活方便。在对一台Taly-rond73型圆度仪进行微机化改造过程中,我们成功地开发出了基于Windows操作系统的圆度测量应用软件。Windows操作系统提供了丰富的与设备无关的图形操作,应用程序具有灵活的界面,方便地画出各种图形;而且Win-dows操作系统下的应用程序共享系统资源可以很容易地进行数据交换。

　　一、软件的功能特点

　　基于Talyrond型圆度仪改造中开发出的圆度测量软件以Windows3.1中文版或更高版本为操作系统,使用Visual Basic3.0For Win-dows程序设计语言为开发工具,软件功能如下:

　　(1)数据采集,根据工件表面的情况自动调整数据采集板量程,完成自适应性数据采集;数据采样过程中,如果由于外界干扰等因素引起奇异采样点,在图形跟踪显示的同时,计算机喇叭发生口都口都的报警声音。

　　(2)圆度评定,软件完成包括最小二乘圆(LSC)、最小外接圆(MCC)、最大内切圆(MIC)和最小区域圆(MZC)在内的四种圆度误差评定,显示评定圆图形、特征点及评定结果。

　　(3)谐波分析,采用快速傅立叶变换算法求得工件轮廓的各次谐波信息。(4)结果输出,计算结果以图形、数据或者图文混合形式屏显,需要时可由打印机输出。(5)在线帮助,使用过程中软件可以随时提供有关当前操作的帮助信息。软件采用流行的下拉菜单方式,全中文显示,界面友好;具有可移植性和可扩充性,可以很方便地被移植到其它类型圆度仪上使用,也可在现有软件基础上扩充其它形位误差测量模块,以适应多功能型圆度仪上使用。

　　二、数据采样设计

　　在数据采样程序中,先由仪器主轴上的脉动开关发出的启动脉冲,触发A/D转换,采集第一个数据,再转换到编程定时触发方式,由数据采集板上的定时计数器控制采样间隔,实现定时采样。按如下方法计算定时器计数初始设置值:

　　主轴旋转周期为T(s),采样数据点数为N, A/D时钟频率f(Hz),则采样周期:Tc=T/N(s),计数器初始计数值n=Tc×f,将n分解为n=C1×C2,分别置入数据采集板的计数器1和计数器2。数据采样程序流程如图1。

　　数据采集板分辨力为12位时,其转换精度为:Ac=(0.015%读数值±1LSB),LSB即为A/D转换分辨力,其值大小与A/D转换量程有关。例如:测量工件放大倍率为×10000,A/D输入±5V时,±1LSB相当于±6.2nm。在该程序中采用量程自动切换技术提高A/D分辨力。

　　三、圆度误差计算方法

　　圆度误差评定准则,即对应于最小区域圆的四点交叉准则和对应于内外切接圆的锐(直)角三角形准则,是评定圆度误差的充要条件[4]。以最小区域圆计算为例,按图2所示计算步骤如下: