镁铝平尺直线度测量系统评估方法与扭曲度检定

【一】、平尺直线度测量系统评估方法
镁铝合金平尺是一种具有平面的尺形量规，一般用于以着色法、指示表法检验平板、长导轨等的平面度，也常用于以光隙法检验工件棱边的直线度。平尺一般用花岗石制造，也有用铸铁或轴承钢制造的。
按照平尺校准规范技术要求，对平尺直线度的测量采用桥板测量法，该方法仅测量桥板两个支撑点的相对倾斜角度，然后用各支撑点的测量数据评价其直线度。由于该方法只使用了各支撑点的数据对整个测量面进行估算，无法对整个测量面的所有数据进行综合评定，从而导致测量误差的产生。对平尺直线度测量的通用方法为根据JJF1097—2003《平尺校准规范》中对平尺工作面直线度测量的技术要求，采用桥板测量法进行直线度的测量。将电子水平仪或自准直仪反射镜固定在桥板上，桥板按照设定的跨距在平尺工作面上尾相接地移动，从电子水平仪或自准直仪上读取仪器数据，然后按照直线度评定方法进行数据处理直线度测量结果。
根据实际需要，本文提出平尺直线度测量系统的技术方案，该系统可以实现对平尺工作面被测直线上所有点位的测量，测量结果，平尺校准数据的准确性，减小量值传递过程中的测量误差。
1平尺直线度评估方法的基本思路按平尺直线度的检测要求，提出该方法的实现步骤:
1)光电自准直仪光束校准。根据光电自准直仪和平尺平面，对光束进行校准，保持反射镜和光电自准直仪处于水平。
2)设定桥板跨距。根据不同尺寸的平尺，所需要采集点的数量也不同，并且需要跨距进行调整。
3)采样。移动跨距，采集不同位置上各点的直线度相对值。
4)拟合。对采样点基于较小二乘法进行实时直线拟合，根据多组数值进行直线度拟合。
5)求解。对拟合数据进行分析，并且评估其误差值。
2基于较小二乘法的直线度评估方法在现有的实际测量中，常用3种方法评估直线度，分别为两端点连线法、较小包容区域法和较小二乘法;由于两端点连线法较为简便而广泛应用于实际测量中，但是该方法测量的评估值误差较大。因此，考虑到测量中所需要的精度，本文中采用较小二乘法对直线度进行评估。
较小二乘法即为求出一个较接近的理想直线，要求与这条直线平行的两条直线接近真实值，并且能满足每个测量值到这个直线的距离较小，这时这条直线即为所求的较小二乘直线。在测量过程中，测量值的平方都大于零，所求的较小二乘直线要使各点的偏差均为较小，即为各点测量值到较小二乘直线的平方和较小，所以较小二乘直线要尽可能的靠近这些点的曲线。
该系统的要求:
1)与被测量平尺接触的位置需要平行度等精读要求。
2)实现评定要求和准确度要求。
3)采集数据的间隔点需要在规范中规定值的范围内。
4)实现上述方法的数据处理系统。
一般的，把整个系统分为机械系统、硬件系统和软件系统。
【二】、平尺扭曲度的检定
用三尺互研法新制和修理后的平尺易产生扭曲现象。为了梗好地镁铝合金平尺的加工质量和使用性能，对于工作面宽50mm以上的平尺应检定平尺工作面的扭曲度。检定方法：检定规程规定用合像水平仪横放在平尺上，其任意两个位置读数差不应超过规定数值的1/4.标准规定按平面度进行检测，其误差应不大于表规定的直线度值。其检测方法可自选。例如可用水平仪在平尺工作面上按四条封闭的轨迹检测出各点的读数，按平面度误差定义求出工作面平面度误差值。这两种方法都能控制平尺扭曲度误差，可按具体情况选用。
平尺局部误差的检验
平尺工作面直线度，通常是用水平仪或自准确直仪以节距法进行检定。这种方法是通过对平尺规定的截面上个别点进行检测，根据这些点的数据计算出整个长度的平尺直线度误差值。该法受到测点限制，不可能对平尺整个长度做完整的检定，仍有局部位置未检定。通常把平尺局部位置的误差称为局部误差。为了真实反映整个长度上平尺直线度误差状况，对平尺局部误差进行检验。
我国行业标准做出了平尺任意200mm上的直线度误差检验的规定。明确指出是用50mm或100mm的桥板，在任意200mm长度范围内按检定直线度的方法步骤进行检验。
使用平尺进行测量时应注意：
使用前，将平尺工作面和被测表面擦拭干净，不应有锈蚀，斑痕，鳞片，凹坑，裂缝以及其他缺陷，否则将会直接影响测量的准确度，甚至划伤平尺和被测工件的工作面。
使用平尺时，应按被测件的不同要求，选用不同准确度等级的平尺。