如何用镁铝平尺测量工件的垂直度与直线度测量系统评估方法

【一】、如何用刀口形（圆柱形）角尺测量工件的垂直度
被测工件的垂直度误差测量是与其精度的直角尺进行比较进行的。使用刀口形角尺的工作边与被测工件工作面相接触时，因接触只为一条线，所以大多数的比较测量采用光隙法来判断其垂直度误差。测量时，慢慢的将角尺靠在被测件的被测部位上，避免角尺的任何部位与被测件碰撞。镁铝平尺与被测位置靠好后，观察角尺与被测表面之间的光隙大小和出现光隙的部位。根据光隙的大小和出现光隙的部位来鉴别其垂直度误差的数值。
在观察时，会出现四种可能情况：无光，中间部位有很少的光，上端有光，下端有光。第壹种情况说明被测面不仅直线度好，而且与基面垂直；第贰种情况说明垂直度好，但被测面得平直度不好；后两种情况说明有垂直度误差。
检验工件外角时，使角尺的内侧测量面也被测工件测量面接触，使其短边与工件贴合，其长边处光隙与标准光隙相比较测差值即为垂直度误差值。检验工件内角时，使角尺的外侧测量面与被测件测量面接触，并使角尺短边工作面与工件表面贴合，以其长边光隙的大小与标准光隙相比较，其差值即为其垂直度误差值。
【二】、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。