[發明專利]基于電容傳感器的圓柱度誤差測量方法及測量裝置

無效

• 申請號: 201110095707.1
• 申請日: 2011-04-18
• 公開（公告）號: CN102252600A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 馬風雷;徐眾飛
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: G01B7/28
• 分類號: G01B7/28
• 代理公司: 長春市四環專利事務所 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發明涉及一種圓柱度誤差的測量方法，特別涉及一種基于電容傳感器的圓柱度誤差的測量方法及測量裝置。

背景技術

檢測就是確定被測對象的量值而進行的測量，它是工業生產、國防建設、科學研究以及日常生活中的各個領域不可或缺的一項重要工作，檢測質量的好壞不僅影響到企業的經濟效益、人民生活水平質量的高低，甚至于能決定一個國家在全球工業環境中的地位。檢測的目的主要是獲得被測對象的有用表征定量信息，為整個生產控制過程和工藝設計過程提供可靠依據，例如對象的性能及狀態等。

目前的圓柱度的測量方法綜述：

圓柱度誤差是指實際被測圓柱面對于其理想圓柱面的變動量，誤差評定的前提是其理想圓柱面位置的確定，理想圓柱面的選取應滿足最小條件，即使實際被測要素相對理想要素的最大變動量為最小。圓柱度誤差的測量方法大體上分為兩大類：1.理想要素比較原則，應用圓度儀或者是萬能坐標測量機，使儀器的軸線與被測零件的軸線同軸，記錄下回轉一周過程中測量截面上所測點的半徑差，此種方法符合圓柱度誤差的定義，是一種比較理想的測量方法；2.特征參數近似法，使用V型塊平板，坐標指示器等儀器，這種方法的精度和測量效率較低，而且存在測量力的影響，是一種近似的測量方法。

20世紀50年代，國外就出現了三坐標測量機，該設備應用范圍廣，可以作用于軸類零件、箱體、平面等復雜零件，能檢測位置、距離、尺寸、角度、形狀誤差和位置誤差等，功能齊全，歷來有萬能測量機之稱。三坐標測量機不斷自我發展與完善，在歐美等發達地區廣泛應用和推廣，據1992年全世界三坐標測量機的統計資料，歐美等發達國家擁有全世界三坐標測試儀總數的85％，為歐美機械行業的質量保證提供了有力的技術支持。

目前，數字圖像技術在幾何測量上的應用技術在國外已經成熟，德國Mahr、英國Tayler-Hobson、美國的OGP等公司均已生產出帶有CCD測量頭的非接觸儀器，產品系列化不斷升級，很好的滿足了檢測技術的需求。這種方法結合了光學成像技術和計算機圖像處理技術，使測量的精度達到了較高的水準，測量時已被測對象作為檢測和傳遞信息的手段或是載體，測量頭實際上就是一個CCD攝像機，圖像處理的目的是從圖像中提取有用的信號，分析并且得到期望的被側幾何參數。

國內的第一臺計算機控制的圓柱度測量儀是由北京機電研究院研制的，可用最小二乘法等評定圓柱度誤差；新型五坐標回轉體測量儀由大連理工大學開發成功，能測量圓度、錐度、圓柱度以及組合體類的回轉零件內外型面的輪廓誤差；東北大學機械工程學院自主開發研制“XWY-1”型行位誤差測量儀，于1993年12月通過國家技術監督局鑒定。

光電塞規是一種新型的孔徑專用檢測儀器，主要由塞規測頭、光電傳感器和數字顯示裝置組成，對光電測長儀的合理應用是它的成功之處，相對于傳統的塞規大大提高了測量的精度、使用的效率和其它功能，可以準確測出試件的圓度、錐度、圓柱度，還可以測孔的喇叭口、孔內局部凹凸、塌邊、腰鼓度等。還有一種新型的應用光纖傳感器的觀點塞規，是使用反射式調制型光纖傳感器，該傳感器由接收光纖和發射光纖組成，利用接收光纖和被測物體相對位置變化時，接收光纖接收回來的光強也隨之變化的原理來獲得物體的位移量。美國Edmond公司和日本TOSOK公司的精密氣動量儀，國內思科博生產的數字氣動量儀，其分辨率都達到了0.1μm。數字式氣動量儀可以實現絕對值的顯示，測量結果可直接打印或者是存入計算機內，可編程并可實現自動化。

目前CCD測量技術在國內的研究還不太完整；光電塞規對于操作環境的要求較高，適用于測量室等環境下；氣動量儀需要一個穩定的氣源，這些都限制了在工廠等環境下對大規模的零件生產進行快速準確的測量。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于電容傳感器的圓柱度誤差的測量方法。

本發明的另一目的是提供一種實現上述測量方法所用的測量裝置。

本發明之方法是：

先將兩個標準的不同直徑的圓柱體放入到電容式傳感器中，測量電路中的電容式傳感器從兩個標準的不同直徑的圓柱體上獲得檢測的電容數值，測得的二個電容數值C_min和C_max，被測圓柱型工件圓柱度公差所對應的電容數值的范圍C是：C_min≤C≤C_max；