一种多面棱体工作角偏差的快速测量装置

摘要

本发明涉及一种多面棱体工作角度偏差的快速测量装置，包括环形激光、工作台面、旋转驱动、被测多面棱体、零位指示器、电脑；工作台面水平设置，工作台面下方设置旋转驱动，工作台面上方通过工装固定连接有被测多面棱体，环形激光设置于工作台面和被测多面棱体之间，被测多面棱体旁侧设置零位指示器，且被测多面棱体的安装高度与零位指示器的出射激光适配。其结构简单，测量快速准确，整个测量过程耗时不到一分钟，全自动化。

说明书

技术领域

本发明涉及一种多面棱体工作角偏差的快速测量装置，属于几何量计量技术领域。

背景技术

多面棱体是把外圆柱面制成多个具有反光性能的工作面，以各工作面法线所组成的夹角作为工作角的面角度计量器具。多面棱体与自准直仪配套使用，用于角度量的量传和溯源，应用广泛，使用方便。

正多面棱体的技术要求和检定方法按照JJG 283-97执行。按照JJG2057-90平面角计量器具检定系统和JJG 283-97正多面棱体检定规程，正多面棱体分为二等、三等、四等，二等为最高等级，工作角偏差小于等于±1"，工作角测量不确定度小于等于0.2"。

目前，多面棱体工作角偏差使用更高准确度的多齿分度台进行测量，有“排列互比法”、“多位置直接测量法”。对最高等级的二等棱体，以0级多齿分度台和最大误差不大于0.2"的自准直仪按“排列互比法”测量。这种以多齿分度台为上级标准器具，配以自准直仪测量多面棱体工作角偏差的方法，准确、可靠，但有其明显的缺点。

测量过程中，需要在各个测量位置手动操作多齿分度台，并读取自准直仪的数，尤其是“排列互比法”需要测n×n个数，其中n为多面棱体的面数，对于熟练的检定员也需要两天时间。过长的测量时间，不仅给检定员的工作带来很大负担，同时增加了测量过程中的不确定因素，不确定因素包括多齿分度台的操作、自准直仪的读数漂移、环境影响，使得测量结果中含有一定的系统误差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术中的上述不足和需求，本发明提出一种多面棱体工作角度偏差的快速测量装置，其结构简单，测量快速准确，整个测量过程耗时不到一分钟，全自动化。

(二)技术方案

一种多面棱体工作角度偏差的快速测量装置，包括环形激光、工作台面、旋转驱动、被测多面棱体、零位指示器、电脑；工作台面水平设置，工作台面下方设置旋转驱动，工作台面上方通过工装固定连接有被测多面棱体，环形激光设置于工作台面和被测多面棱体之间，被测多面棱体旁侧设置零位指示器，且被测多面棱体的安装高度与零位指示器的出射激光适配；环形激光和零位指示器分别与电脑相连。

所述适配指的是：被测多面棱体在旋转驱动的带动下随工作台面一起转动，其棱体上各工作面依次与零位指示器的出射激光垂直，以产生触发信号。

所述触发信号发送至电脑后，电脑采集此时环形激光的角度值。

安装时，所述被测多面棱体起始测量位置对准工作台面的0°位置。

所述电脑中设置所述被测多面棱体工作角偏差测量专用软件。

被测多面棱体连续旋转一周即完成棱体所有工作面工作角的测量。

被测多面棱体旋转若干圈，每圈均生成棱体所有工作面工作角的测量值，对若干所述测量值取平均值，以提高测量准确度。

一种多面棱体工作角偏差的快速测量方法，包括以下步骤：

S1.将工作台面调节至水平，使被测多面棱体在360°范围内垂直方向偏差为±10"；

S2.按下旋转驱动的开关，使其带动工作台面和被测多面棱体一起以一定速度旋转；

S3.调节零位指示器的激光强度及工作台面的旋转速度，以得到稳定的零位指示器输出信号；

S4.打开所述专用软件，输入测量信息，按下所述专用软件的开始按键，开始测量；

S5.测量结束后，所述专用软件直接输出测量结果；

S6.保存测量结果的数据文件。

(三)有益效果

本发明的一种多面棱体工作角偏差的快速测量装置，其结构简单，测量快速准确，整个测量过程耗时不到一分钟，全自动化。

附图说明

图1本发明的一种多面棱体工作角偏差快速测量装置示意图。

图中，1-环形激光；2-工作台面；3-旋转驱动；4-被测多面棱体；5-零位指示器；6-电脑。

具体实施方式

本发明的一种多面棱体工作角度偏差的快速测量装置，包括环形激光1、工作台面2、旋转驱动3、被测多面棱体4、零位指示器5、电脑6；工作台面2水平设置，工作台面2下方设置旋转驱动3，工作台面2上方通过工装固定连接有被测多面棱体4，环形激光1设置于工作台面2和被测多面棱体4之间，被测多面棱体4旁侧设置零位指示器5，且被测多面棱体4的安装高度与零位指示器5的出射激光适配；环形激光1和零位指示器5分别与电脑6相连。

所述适配指的是：被测多面棱体4在旋转驱动3的带动下随工作台面2一起转动，其棱体上各工作面依次与零位指示器5的出射激光垂直，以产生触发信号。

所述触发信号发送至电脑6后，电脑6采集此时环形激光1的角度值。

安装时，所述被测多面棱体4的起始测量位置对准工作台面2的0°位置。

所述电脑6中设置所述被测多面棱体4工作角偏差测量专用软件。

被测多面棱体4连续旋转一周即完成棱体所有工作面工作角的测量。

被测多面棱体4旋转若干圈，每圈均生成棱体所有工作面工作角的测量值，对若干所述测量值取平均值，以提高测量准确度。

一种多面棱体工作角偏差的快速测量方法，包括以下步骤：

S1.将工作台面2调节至水平，使被测多面棱体4在360°范围内垂直方向偏差为±10"；

S2.按下旋转驱动3的开关，使其带动工作台面2和被测多面棱体4一起以一定速度旋转；

S3.调节零位指示器5的激光强度及工作台面2的旋转速度，以得到稳定的零位指示器5输出信号；

S4.打开所述专用软件，输入测量信息，按下所述专用软件的开始按键，开始测量；

S5.测量结束后，所述专用软件直接输出测量结果；

S6.保存测量结果的数据文件。

基于本发明的所述快速测量装置及其快速测量方法，以工作角偏差不确定度U＝0.1"(k＝2)的8面棱体作为试验样本，将本装置的测角能力与某研究院的测角能力进行一对一能力比对实验，双方测量不确定度均为U＝0.1"(k＝2)。测量结果见下表1。

表1一种多面棱体工作角偏差的快速测量试验数据对比表

基于表1可见，所有En值均不大于1，此次测量审核的结果是满意的，且证明了本快速测量装置具备U＝0.1"(k＝2)的测角能力。