专利名称：基于电子水平仪的高差型阿贝误差实时补偿方法
技术领域：
本发明涉及一种测量精密零件长度的方法，尤其涉及一种利用电子水平仪实时补偿长度测量中的高差型阿贝误差的方法。
背景技术：
在设计测长仪器时，一般要求遵循阿贝原则将被测长度与基准长度串联布置；这样，所产生的测量误差最小。然而，若按照阿贝原则设计仪器，其外形尺寸是最大被测长度的三倍，结构十分庞大；因此，在实际生产中，多数大量程的测长仪器不得不违背这一原则而采用并联布置的方式；当并联呈高、低布置时，由此产生的测量误差称为高差型阿贝误差。
目前，对阿贝误差进行补偿的方法一般采用传统的光学补偿法。而光学补偿系统由许多反光镜、透镜、标尺以及分划板等多种精密光学零部件与精密机械配合组成，存在光路长、光能损失大、结构复杂及成本高等缺陷。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种测量精度高、成本低，基于电子水平仪的高差型阿贝误差实时补偿方法。
本发明的技术方案为将内部装有电子水平仪的移动台安装在固定有长度基准尺的床身上，使移动台在床身的导轨上移动，直至探测头探测到被测面位置；利用安装在移动台下方的长度读数头从长度基准尺上实时读取移动台的位移量LB，利用电子水平仪实时测出移动台在移动过程中所产生的倾转角度af，以探测头和长度基准尺之间的高度差H作为常数存入计算机；长度读数头和电子水平仪分别将上述采集到的数据LB和af实时传输给计算机；计算机通过计算软件并根据公式dL＝H·tg(af)计算出阿贝误差dL，然后以此为补偿值并根据公式LA＝LB+dL实时修正测量结果，最终输出移动台的实际移动距离LA。
与现有技术比较，本发明由于将现代传感技术与计算机有机的结合起来，实现了对阿贝误差的实时补偿，提高了测量准确性和测量效率，降低了成本；按照本方法设计制造的长度测量仪，结构简单、紧凑，测量精度高。
图1是本发明的工作原理示意图；图2是本发明的控制原理框图。
图中床身1 移动台2 探测头3 长度读数头4 长度基准尺5 电子水平仪6 计算机具体实施例方式下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明在图1～2中，内部装有电子水平仪6的移动台2安装在床身1上，床身1上固定有长度基准尺5，移动台2的上方固定安装用于测量工件的探测头3、下方固定安装用于从长度基准尺5上读取数据的长度读数头4。电子水平仪6通过串行接口和一个COM接口与计算机7连接，长度读数头4通过信号匹配器和另一个COM接口与计算机7连接。
测量原理为当移动台2在床身1的导轨上移动时，由于导轨不是理想状态的纯直线，其表面存在微小的高低起伏；因此，在移动过程中随着导轨表面的起伏，移动台2的运动轨迹是一条波动的曲线，而不是理想状态的直线，移动台2会产生一定的倾转角度af，从而导致探测头3的实际位移量LA与理想状态下的移动量LB相比多移动了一段长度dL，这就是阿贝误差。要保证测量结果的准确性，就必须对这一误差实时的进行补偿，具体步骤如下①使移动台2移动，直至探测头3探测到被测面位置；②利用长度读数头4从长度基准尺5上实时读取移动台2的位移量LB，并将其传输给计算机7；③利用电子水平仪6实时测出移动台2在移动过程中所产生的倾转角度af，并将其传输给计算机7；④以探测头3的轴线和长度基准尺5的轴线之间的高度差H作为常数，存入计算机7；⑤计算机7通过计算软件并根据上述采集到的数据，利用公式dL＝H·tg(af)计算出阿贝误差dL；⑥计算机7以dL为补偿值并根据公式LA＝LB+dL实时修正测量结果，最终输出移动台2的实际移动距离LA。
权利要求
1.一种基于电子水平仪的高差型阿贝误差实时补偿方法，其特征在于将内部装有电子水平仪(6)的移动台(2)安装在固定有长度基准尺(5)的床身(1)上，使移动台(2)在床身(1)的导轨上移动，直至探测头(3)探测到被测面位置；利用安装在移动台(2)下方的长度读数头(4)从长度基准尺(5)上实时读取移动台(2)的位移量LB，利用电子水平仪(6)实时测出移动台(2)在移动过程中所产生的倾转角度af，以探测头(3)和长度基准尺(5)之间的高度差H作为常数存入计算机；长度读数头(4)和电子水平仪(6)分别将上述采集到的数据LB和af实时传输给计算机(7)；计算机(7)通过计算软件并根据公式dL＝H·tg(af)计算出阿贝误差dL，然后以此为补偿值并根据公式LA＝LB+dL实时修正测量结果，最终输出移动台(2)的实际移动距离LA。
全文摘要
本发明公开了一种基于电子水平仪的高差型阿贝误差实时补偿方法，属于测量技术。旨在提供一种测量精度高、成本低的物体长度测量方法；技术方案为使移动台(2)在床身(1)上移动，利用长度读数头(4)从长度基准尺(5)上实时读取移动台(2)的位移量LB、利用电子水平仪(6)实时测出移动台(2)倾转角度af；将上述采集的数据实时传输给计算机(7)，以探测头(3)和长度基准尺(5)之间的高度差H作为常数存入计算机(7)，并通过计算软件和公式计算出阿贝误差dL，然后以此为补偿值实时修正测量结果，最终输出移动台(2)的实际移动距离LA。本发明测量结果准确、效率高，成本低，主要用于测量机床、仪器等设备的零部件。
文档编号G01B21/02GK1749690SQ200510003240
公开日2006年3月22日 申请日期2005年10月18日 优先权日2005年10月18日
发明者胡清 申请人:贵阳新天光电科技有限公司