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求教方格法計算原理
老師在88樓說,(直線度檢測時)“X軸是測點序號,同時這里的X軸也是測量基準,這個測量基準在使用水平儀測量時應該是絕對或相對自然水平線,在使用自準直儀測量時應該就是儀器的主光軸。”X軸是測點序號,我的看法和老師相同,我的異議是:
①X軸僅僅是受檢點排列順序的一根線,不是測量基準,更不是自然水平線和儀器的主光軸,每個受檢點的測量基準是其相鄰的前一個受檢點。因為在測量中水平儀0位正確與否完全不影響測量結果,雖然讀數是a,并不能證明被測表面與水平面傾斜了a。讀數a是受檢點比前面的點高了a格,至于是否在水平面的垂直方向高了a格是不肯定的。
②正因為每個受檢點測量基準是前一個受檢點,所以才有“Y軸應該是儀器讀數的累積值”。如果如老師所說都是以水平面或者同一條光束為測量基準,受檢點的測得值還需要累積嗎?
③小角度測量原理的確是平直度間接測量法中一個常用的原理,可是一定要清楚我們現在是在進行平直度誤差測量,被測參數不是角度誤差值,而是線性誤差值。人們使用橋板和水平儀組合的新的測量系統就是為了把小角度測量儀(水平儀、自準直儀等)的角度分度值變成線性分度值。用新組成的測量系統測量的正是平直度的線性值,而不是在測量角度,我們不能再陷在小角度測量中思考問題了。
④老師推薦的GB/TT11336-2004《直線度誤差檢測》標準的圖32,這個圖形對于理解測量原理及基本知識方面的確是非常有益的。圖中正是說明了測量基準是變化的,測量基準不是評定基準,在布點和測量階段只考慮測量數據如何獲得,評定基準需要到評定階段去考慮。我將在下一個帖子中舉例說明。GT/T11336-2004圖32中有7個受檢點,我們假設各受檢點讀數(格)分別是0、+1、+1、+1.5、-1、-0.5、+1,橋板跨距200mm,水平儀分度值0.01mm/m,按我的理解則測量系統分度值就是2μm。
由圖32可看出起始點為0點,高度Z0=0μm;1點的測量基準是0點,讀數a1=1格,乘以分度值2μm后,表示1點比0點高2μm,即1點高度Z1=0+2μm=+2μm;2點的測量基準是1點,讀數a2=1格,則表示2點比1點高2μm,即2點高度Z2=0+2μm+2μm=4μm;依此類推3點高度Z3=7μm;4點高度Z4=5μm;5點高度Z5=4μm;6點高度Z6=0+2μm+2μm+3μm+(-2μm)+(-1μm)+2μm=6μm。則數列A:0、+2、+4、+7、+5、+4、+6就是統一到同一個測量基準(0點)后得到的測量數據(單位μm)。完成了測量基準的統一才可以進入下一步評定階段。從測量基準的統一過程中也可以看出,測量基準是某個“點”,而不是某條“線”。
評定時,如果顧客和技術標準規定兩端點連線為評定基準,則令0點與6點等高。即0+0X=6+6X,解此一元一次方程得X=-1,乘以受檢點序號于是有數列B:0、-1、-2、-3、-4、-5、-6。數列A加數列B得數列C:0、+1、+2、+4、+1、-1、0。由此可知直線度誤差f=4-(-1)=5μm。
如果規定最小包容區直線為評定基準,由數列A可知Z3=+7是最高點,Z0=0是最低點且在Z3左邊,Z3右邊的次低點是Z5=+4。令0點與5點等高則0+0X=4+5X,解此一元一次方程得X=-0.8,于是可得數列D:0、-0.8、-1.6、-2.4、-3.2、-4、-4.8。數列A加數列D得數列E:0、+1.2、+2.4、+4.6、+1.8、0、+1.2。從數列E看出符合GB/T11336-2004的4.1.2.1規定的兩個最低點夾一個最高點的最小包容區判別法,因此直線度誤差f=4.6-0=4.6μm。
如果用GB/T11336-2004推薦的作圖法,規定以兩端點連線為評定基準時,在圖32中連接0點和6點,連線上方和下方的點到連線的高度(以Z方向高度計算,不可以垂直于連線的距離,其原因我完全贊同老師關于X和Z軸的放大比嚴重失調的說法)均取絕對值最大者,相加后可得到f=5μm。如果規定以最小包容區直線為評定基準,則作曲線的外包絡線,即連接0點和5點,6點和3點;3點和0點,這個外包絡線在Z軸方向的最大寬度就是直線度誤差f=4.6μm。
無論是解析法還是作圖法,都說明了測量基準是變化的,每個受檢點的測量基準都是前一個相鄰的受檢點,在進入評定階段前需要用累積法統一到同一個測量基準上去。作圖法中,畫出某個受檢點的位置時因為是以前一個點為測量基準,所以就是在前一點的位置基礎上加上該點的讀數。數據處理過程也說明了布點和測量階段并不考慮評定基準的問題。評定基準的選擇是進入評定階段后的工作,評定基準的選擇必須按顧客或者技術標準的規定。測量者的確有選擇測量基準的權利,但對評定基準的選擇權,測量者只能在顧客或者技術標準無規定時。
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