【摘要】：球棒是由兩個直徑完全相同的超精密球體和連接兩球體的一段低熱膨脹系數(shù)剛性桿組成。其標(biāo)定值為兩端部球體之間的球心距,是校準(zhǔn)三坐標(biāo)測量機等各類測量儀器長度測量示值誤差的最佳一維標(biāo)準(zhǔn)器,也是激光跟蹤儀、激光掃描器、多相機內(nèi)外標(biāo)定等大尺寸計量儀器的空間示值誤差標(biāo)定常用的標(biāo)準(zhǔn)器。標(biāo)準(zhǔn)球棒已經(jīng)成為各類測量系統(tǒng)中不可或缺的校準(zhǔn)工具之一,但是國內(nèi)目前還沒有專門用于球棒標(biāo)定的測量儀器。因此研制用于球棒球心距測量的長度標(biāo)定儀器已成為一個急待解決的問題。本文基于激光干涉測量原理,采用一種球棒球心距的三角間接測量方法,研制新型球棒長度標(biāo)定儀器。設(shè)計能實現(xiàn)激光軸線、測量軸線及運動軸線完全重合的總體結(jié)構(gòu)方案,消除阿貝誤差影響。運用機械設(shè)計軟件Solidworks完成整機的三維機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,其中包括測量器件選型及固定機構(gòu)設(shè)計、氣浮導(dǎo)軌設(shè)計、微調(diào)平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計、三點運動座設(shè)計及減振調(diào)平底座設(shè)計五個部分。對影響球棒長度標(biāo)定儀器測量結(jié)果的幾個主要誤差源進行分析,并采取有效的誤差消除和誤差補償手段減少主要誤差源的影響。評定長度標(biāo)定儀器的測量不確定度,對影響測量結(jié)果的所有因素進行不確定性分析,計算每個因素的測量不確定度,得到該長度標(biāo)定儀器的擴展不確定度約為1.724μm。參考“磁力表座工作原理”研制新型球棒。設(shè)計新型桿頭結(jié)構(gòu),使其能保證每次吸附標(biāo)準(zhǔn)球時擁有同樣的精度,選用復(fù)合碳纖維作為桿身,降低桿身受熱膨脹,完成新型球棒設(shè)計。采用材料力學(xué)的相關(guān)知識對新型球棒在固定后受到重力產(chǎn)生長度變形的模型進行分析,得到其在使用過程的受力變形量數(shù)量級在10 m之間,滿足球棒的使用要求。完成長度標(biāo)定儀器裝校。為了方便測量數(shù)據(jù)計算,設(shè)計一個基于windows系統(tǒng)的計算球棒標(biāo)定值的計算程序。對滑架移動過程的水平方向和豎直方向直線度誤差進行測量實驗,通過均值最小二乘法去線性化擬合得到水平和豎直方向的最大直線偏差分別為3.27μm和3.16μm,平均偏差分別為2.724μm和2.571μm,可以得到長度標(biāo)定儀器設(shè)計的運動系統(tǒng)滿足測量運行要求。對五組待標(biāo)定球棒的球心距進行測量,分別得到650mm、700mm、750mm、800mm、850mm五組球棒的標(biāo)定值,并通過與德國DAkks校準(zhǔn)證書作對比,兩標(biāo)定值相差0.2μm,對比系數(shù)值小于1,表明該長度標(biāo)定儀器標(biāo)定球棒的測量不確定度在所評定的測量不確定度范圍內(nèi)。兩個實驗結(jié)果說明長度標(biāo)定儀器達(dá)到設(shè)計預(yù)期要求。
【圖文】：

廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文用[6]。而在我國，三坐標(biāo)測量機的標(biāo)定還使用著傳統(tǒng)的量塊、步進行長度示值誤差校準(zhǔn)[7]。球棒或球板對 CMM 的校準(zhǔn)未被列入，其中一個原因就是還不能完全實現(xiàn)球棒的高精度量值溯源[8-9]。由兩個直徑完全相同的超精密球體和連接兩球體的一段低熱膨。其標(biāo)定值為兩球體之間的球心距，是校準(zhǔn)三坐標(biāo)測量機等各類示值誤差的最佳一維標(biāo)準(zhǔn)器，球棒實物如圖 1-1 所示[6,10]。球棒的體的圓度和其通用尺寸的限制。它的兩個球體的球心距離是絕對個球的中心距的線的長度是由空間中兩個無限小的中心點之間的與量塊最大的不同是，球棒標(biāo)準(zhǔn)器完全沒有余弦或?qū)R誤差，這三坐標(biāo)測量機、激光跟蹤儀、激光掃描器、多相機內(nèi)外標(biāo)定等方

棒的測量儀器研究現(xiàn)狀美國人 J.B.Bryan 于 1982 年發(fā)明之后就主要用于坐標(biāo)測量機的們對球棒使用已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是在標(biāo)定球棒的測量儀器開階段。這是因為，在亞微米級的測量精度要求下，環(huán)境變化、會帶來很大的誤差，這就需要非常嚴(yán)格的測量環(huán)境；其次，，球是困擾其發(fā)展的一個難點，需要尋找一種測量方法實現(xiàn)儀器本對測量，這樣才能更好、更迅速完成對球棒的標(biāo)定。球棒標(biāo)定是通過大型的高精密三坐標(biāo)測量機配合一定的測量方國 國 家 標(biāo) 準(zhǔn) 與 技 術(shù) 研 究 院 （ National institute of Stand,NIST）設(shè)計并制作的 M48 坐標(biāo)測量機如圖 1-2 所示，采用二距，標(biāo)定范圍可以包括所有的球棒尺寸，測量不確定度為U(.2 (L 單位為：m)[14]。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH711

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王銳;黃亮;;校準(zhǔn)測量不確定度報告常見問題及示例[J];計量技術(shù);2017年06期

2 張樹敏;趙艷華;張麗紅;周春梅;;對測量結(jié)果不確定度的分析[J];承鋼技術(shù);2004年Z1期

3 王蓉;;測量不確定度及其評定[J];南鋼科技與管理;2005年04期

4 王穎;;測量不確定度內(nèi)涵淺析[J];西鐵科技;2001年03期

5 吳穎;周宏林;黃新;周江;;“魚骨圖”在洛氏硬度實驗測量不確定度評定上的運用[J];機械工程師;2019年12期

6 ;2019版《測量不確定度的要求》發(fā)布[J];質(zhì)量與認(rèn)證;2019年05期

7 任富華;孫凱;;測量不確定度在工程實驗室檢測數(shù)據(jù)中的控制與應(yīng)用[J];工程建設(shè)與設(shè)計;2019年20期

8 崔妍;許傳鵬;齊欣;徐文英;閆平平;田卓;王煜;;原料乳中菌落總數(shù)的測量不確定度評定[J];乳業(yè)科學(xué)與技術(shù);2019年05期

9 黃劍;池國興;;電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定土壤中鎘的測量不確定度的評估[J];江西化工;2018年02期

10 王麗華;陳一華;;頻率表校準(zhǔn)裝置測量不確定度分析[J];計量與測試技術(shù);2016年11期

相關(guān)會議論文 前10條

1 劉敬坤;王敏;;矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量不確定度分析[A];2015年全國微波毫米波會議論文集[C];2015年

2 楊振華;;檢驗醫(yī)學(xué)和測量不確定度[A];中華醫(yī)學(xué)會第八次全國檢驗醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議暨中華醫(yī)學(xué)會檢驗分會成立30周年慶典大會資料匯編[C];2009年

3 王景陽;;測量不確定度評定中幾個容易混淆的問題[A];中華醫(yī)學(xué)會第八次全國檢驗醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議暨中華醫(yī)學(xué)會檢驗分會成立30周年慶典大會資料匯編[C];2009年

4 馮登超;;測量不確定度在多元數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用[A];2009安捷倫科技節(jié)論文集[C];2009年

5 楊建;;測量不確定度評定中相關(guān)性問題探討[A];江蘇省計量測試學(xué)術(shù)論文集(2011)[C];2011年

6 龔思維;沈澤敏;馮健;;電解—分光光度法測定銅的測量不確定度評定[A];制造業(yè)與未來中國——2002年中國機械工程學(xué)會年會論文集[C];2002年

7 李曉東;李曉玲;;測量不確定度的相關(guān)概念及評定方法的探討[A];全國材料理化測試與產(chǎn)品質(zhì)量控制學(xué)術(shù)研討會論文專輯（物理測試部分）[C];2002年

8 李延;;計量檢測中測量不確定度及計算方法舉例[A];第二十屆中國（天津）'2006IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

9 王良瑋;米秀瑞;;檢測實驗室測量不確定度的計算[A];’2001天津信息技術(shù)、電子、儀器儀表學(xué)術(shù)會議論文集[C];2001年

10 陳建偉;;統(tǒng)計核查在測量不確定度評定中的作用[A];’2001天津信息技術(shù)、電子、儀器儀表學(xué)術(shù)會議論文集[C];2001年

相關(guān)重要報紙文章 前5條

1 哈爾濱監(jiān)測臺 王琦 李瑞;測量不確定度在儀器驗收中的應(yīng)用[N];電子報;2014年

2 王婭莉;怎樣分析流量測量不確定度[N];中國質(zhì)量報;2004年

3 安嵐坡編輯;第二屆CIE測量不確定度專家研討會在德國舉行[N];消費日報;2006年

4 記者　許琦敏　通訊員　張華;零點一克撬動十噸[N];文匯報;2007年

5 鄭武;讓你的測試械檢驗更準(zhǔn)確更可靠[N];中國包裝報;2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張顯丕;水下爆炸壓力測量不確定度研究[D];中國艦船研究院;2014年

2 楊懿;泵測量不確定度及可靠性的試驗研究[D];重慶大學(xué);2010年

3 楊久東;基于模糊集合的GPS測量不確定度理論與方法研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

4 李紅莉;CMM尺寸測量不確定度模型與評定方法[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

5 王磊;中藥甘遂的質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)和評價體系研究[D];山東中醫(yī)藥大學(xué);2016年

6 程素斌;基準(zhǔn)流場的設(shè)計評估與測量不確定度分析[D];上海交通大學(xué);2014年

7 程慧琳;線損計算中非正常采集應(yīng)對方法和應(yīng)用研究[D];燕山大學(xué);2013年

8 習(xí)鋒;金屬鉭、鉍和鉬在沖擊加載下的聲速和狀態(tài)方程研究[D];中國工程物理研究院;2016年

9 賈立德;光學(xué)非球面坐標(biāo)測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

10 陳裕佳;石門揭煤突出危險性預(yù)測方法研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 黃坤;用于球棒球心距測量的長度標(biāo)定儀器設(shè)計與實驗分析[D];廣東工業(yè)大學(xué);2019年

2 李卿;力學(xué)計量中測量不確定度的應(yīng)用與研究[D];西安理工大學(xué);2019年

3 吳兆勇;三維激光雷達(dá)測量系統(tǒng)開發(fā)及其測量不確定度研究[D];上海交通大學(xué);2017年

4 王子喬;供熱過程流量及熱量測量研究[D];吉林大學(xué);2018年

5 董超;wMPS系統(tǒng)測量不確定度評價方法研究[D];天津大學(xué);2017年

6 姚淼;自動測試系統(tǒng)測量不確定度評定方法研究[D];鄭州大學(xué);2016年

7 卜兆杰;測量不確定度在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2013年

8 陳軍;測量不確定度在基礎(chǔ)實驗中的應(yīng)用研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

9 黃椺霖;虛擬儀器動態(tài)測量不確定度評估方法研究[D];上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué);2016年

10 趙春生;測量不確定度的理論與實踐研究[D];長春理工大學(xué);2007年

本文編號：2680718