测微仪测头的动态性能研究

摘要

扫描式电感测微仪测头因其测量精度高、量程大、安装使用方便,而在CNC齿轮测量中心、触针式轮廓仪、圆度仪、圆柱度仪及几何形位误差测量中心等精密量仪上广泛使用.然而,以往人们对电感测微仪的研究仅限于其静态性能,随着其应用领域的扩大及测量效率的提高,测微仪测头由以往测量静态或准静态信号扩展到测量动态信号,这就对测头的动态响应性能提出了要求.测微仪测头在测量工件时属于接触式测量,它存在的主要问题是当接触式测头快速扫描工件时,被测信号的迅速变化可能会使测头脱离工件,这样测头的输出信号就不能正确反映被测信号的真实情况.因此,找出测头的测量临界脱离频率、分析影响临界频率的因素,并以此来改善测头的动态响应性能是研究接触式测头动态测量特性的关键内容,对于提高其测量效率和测量精度具有很强的实际意义.该文以平行簧片式测微仪测头的结构为例,建立了测头在动态扫描测量时的数学模型.并对其动态响应性能进行了深入地理论分析.同时,研制出了测头动态性能测试试验台,对测头的动态特性进行了系统的实验测试,并对测量结果进行分析处理,绘制出实际的响应曲线,且与理论分析结果一致.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题研究的背景

1.2国内外发展现状

1.2.1测头概述

1.2.2动态测量的发展现状

1.3课题的来源及意义

1.4本文的主要工作

2动态测量过程中测头运动的模型分析

2.1电感测头的工作原理

2.2测头系统的模型化

2.3测头的模型分析及计算

2.3.1系统运动分析

2.3.2测头临界脱离频率的确定

2.3.3测头临界频率的影响因素分析

2.4测头测量过程的共振

2.4.1无阻尼下测头共振的分析

2.4.2有阻尼下测头共振的分析

3测头动态性能测试系统试验台的研制

3.1总体方案设计

3.2试验台结构设计

3.2.1机械部分设计

3.2.2电机及其调速控制部分设计

3.2.3采样和数据处理设备

3.3实验操作流程

3.3.1测头初始点的调整

3.3.2实验参数的设定

3.3.3实验过程

4测头动态性能实验及结果讨论

4.1测头系统基本参数的测定

4.1.1测头固有频率的测量

4.1.2测头质量的测量

4.1.3测头刚度的测量

4.2测头临界频率的验证与分析

4.3测头动态性能的影响因素实验分析

4.3.1预压量对测头动态性能的影响

4.3.2刚度对测头动态性能的影响

4.3.3质量对测头动态性能的影响

4.3.4阻尼对测头动态性能的影响

4.3.5被测信号振幅对测头动态性能的影响

4.4测量过程中的共振

4.5改善测头动态性能的措施

5结论

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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学位论文独创性声明

参考文献

附录测头输出信号与脱离信号测量数据(mm)