对直线度检测的“多测头消差法”数据处理的探讨

　　国家技术监督局发布的国家标准“直线度、平面度误差检测”(GB11336～11337—89)中,直线度测量的“反向消差法”、“移位消差法”和“多测头消差法”,是误差分离技术的具体应用,在一定条件下具有提高测量准确度的实际意义。

　　本人在学习和使用三种测试方法中,对其中“多测头消差法”的数据处理,认为还有一种较为简便的处理方法,写出来供同行参考。

　　为了分析问题时有个对照,现将“标准”中的测量方法及数据处理摘录于后:……

　　5.5.3:多测头消差法

　　通过两个测头同时测量,经数据处理消除测量基线本身的直线度误差,求出被测零件直线度误差的方法,见图43。

　　该方法适用于高精度的直线度误差测量。

　　测量步骤:

　　1.将被测零件分为n段,两测头相距为一个跨距L的两个指示器装在可作直线移动的工作台或刀架上,零件放置在工作台底座的固定支撑上;并调整被测直线,使其两端点示值大致相等：

　　2.沿被测直线移动指示器,逐点顺序测量,同时分别记录A、B两指示器上的示值:

　　3.求出各测点的坐标值:

　　式中:Z0′=0

　　4.按第6章的方法对Zi进行数据处理,求出直线度误差值。……

　　以上是“标准”中所述测量和数据处理的方法。

　　由图43可知,假设带动A、B两指示器(或被测件)移动的工作台或刀架的移动轨迹是一条直线度误差为零的理想直线,并在起始测量位置上将表A的指示值调整为零,即hA0=0;表B指示值可以为零,也可以是其他任意数值,则被测件上各测点的坐标值应当是:

　　当然,工作台或刀架的移动轨迹不可能是一条不存在误差的理想直线,因而对A、B两指示器的读数必然产生影响。但请注意,这种影响对hBi和hAi-1同时起作用。即A、B两指示器同时被升高或降低一个同一量(这里忽略产生偏转的可能性。事实上,两表消差法无法消除偏转的影响,是以假设移动中没有偏转为前提的),因此不影响两表的示值差值(hBi-hAi-1),从而对被测件坐标值的计算公式不发生影响。这也是“多测头消差法”的实质所在。

　　如果需要,本文所述数据处理的方法同样可以求出工作台或刀架移动轨迹(即测量基线)的坐标值δi,公式如下:

　　被测件,工作台或刀架移动轨迹的坐标值计算出来后,再按“国标”第6章的方法进行数据处理,求出直线度误差值。读者可详读该“标准”

　　被测件直线度误差f件=0.07-0=0.07(mm)

　　测量基线直线度误差f基=0-(-0.05)=0.05(mm)。

　　结束语: