一种用于三点法圆度误差分离技术的传感器安装角度选择方法
【专利摘要】本发明属于精密回转体高精度测量领域，特别涉及一种用于三点法圆度误差分离技术的传感器安装角度选择方法。本发明在三点法圆度误差分离技术的基础上，结合分离过程中权函数自身性质，不再以某一特定值为传感器安装角度选择目标，而是在满足一定误差容许区间的条件下，筛选符合预设条件的角度组合集合，进而比较得出传感器最优安装角度组合。与传统的角度选择方法相比，本发明有效地控制了由于传感器安装偏差所引起的权函数谐波抑制现象，在传感器安装角度轻微偏离预设角度时，仍能保障误差分离过程的精度。本发明无需繁杂数据后处理过程，角度选取周期较短，并且实施流程简单、推导过程简洁，利于计算机编程实现。
【专利说明】一种用于三点法圆度误差分离技术的传感器安装角度选择 方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于精密回转体高精度测量【技术领域】，特别涉及一种用于三点法圆度误差 分离技术的传感器安装角度选择方法，该方法可有效减小由传感器安装偏差所引起的权函 数谐波抑制现象，从而提高了误差分离精度。
【背景技术】
[0002] 由于三点法误差分离技术具备可在机测量的优势，其在工业现场得到广泛应用。 该方法需要三个位移传感器按一定夹角共面安装，而传感器安装角度的选择对误差分离的 精度影响比较大。传统方法中一般都是通过对权函数进行优化而得到传感器理想安装角 度，但这一过程中并未充分考虑传感器的实际安装偏差问题。由于误差分离中的权函数谐 波特性与传感器角度具有直接的相关性，即使传感器安装角度发生很小的变化也有可能导 致权函数发生显著的谐波抑制现象，进而影响圆度误差分离精度，甚至导致错误的误差分 离结果。
[0003] 因此，有必要对传感器安装角度的选择方法进行分析，提出新的安装角度选择思 路，确保在传感器安装角度存在一定范围偏差的情况下也能避免误差分离过程中发生谐波 抑制现象，保障误差分离精度。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服上述已有技术的缺点，提出一种新的传感器安装角度选择 的方法，使其有效地克服实际中由于传感器安装偏差所引起的圆度分离误差。
[0005] 为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
[0006] -种用于三点法圆度误差分离技术的传感器安装角度选择方法，包括下述步骤：
[0007] 步骤一、筛选出满足min{|H(?) |} > Vstd的角度组合集R2(a，￠);
[0008] 其中，a为传感器一、传感器二的安装夹角，P为传感器一、传感器三的安装夹 角，H(co)为三点法圆度误差分离过程中的权函数，V std为最小权函数参考值；
[0009]步骤二、对角度组合（泛,歹），若 A [泛-w，a+w]，
[万-w,歹+M]时，可使得任意角度组合（a，￠)都符合min{|H(?) |} > Vstd条件，则 (歹，及）为一组符合误差容许区间的角度组合，进而对角度组合集R2(a，￠)中的所有元素 进行筛选，得到角度组合集合/?2(瓦及）；
[0010] 其中，U为角度误差容许区间；
[0011] 步骤三、任选一组角度组合（瓦卢）ei?2(瓦万），计算所有符合 a e[a -u,a + u] > [/? - w，/? + w]条件的角度组合（a @ 〇 所对应 min{|H(?) |}的平均值 Ti ;
[0012] 步骤四、设置Ttjpt = Hiax(Ti)，找出与T_对应的集合/?2(瓦及)中的角度组合，即为 最优传感器安装角度（ct _，0 _)。
[0013] 上述步骤三中的角度组合Ui, Pi)所对应min{|H(?) |}的平均值凡按如下公 式计算：
[0014]
【权利要求】
1. 一种用于三点法圆度误差分离技术的传感器安装角度选择方法，其特征在于：包括 下述步骤： 步骤一、筛选出满足π?η{|Η(ω) |} > Vstd的角度组合集R2(a，β); 其中，a为传感器一（I)、传感器二（2)的安装夹角；β为传感器一（I)、传感器三（3) 的安装夹角；Η(ω)为三点法圆度误差分离过程中的权函数，Vstd为最小权函数参考值； 步骤二、对角度组合，若当<7￡[泛-《，歹+ ?]， 户e[歹-W.万+ W]时，可使得任意角度组合（α，β)都符合π?η{|Η(ω) |} > Vstd条件，则 (?,^)为一组符合误差容许区间的角度组合，进而对角度组合集R2(a，β)中的所有元素 进行筛选，得到角度组合集合及2(斤,及)； 其中，u为角度误差容许区间； 步骤三、任选一组角度组合灰,万）e/?2(瓦及），计算所有符合 a e[a-u,a + u] > [户-m，^ + w]条件的角度组合（a " β 〇所对应 π?η{|Η(ω) |}的平均值 Ti ; 步骤四、设置T_ = max (Ti)，找出与Τ_对应的集合if2(瓦为中的角度组合，即为最优 传感器安装角度β_)。
2. 如权利要求1所述的一种用于三点法圆度误差分离技术的传感器安装角度选择方 法，其特征在于：所述的步骤三中的角度组合Ui, ^i)所对应π?η{|Η(ω) |}的平均值凡 按如下公式计算：
其中，S为角度分析步距，i = 1，2. . . (2u/ δ )2。
3. 如权利要求1所述的一种用于三点法圆度误差分离技术的传感器安装角度选择方 法，其特征在于：所述的步骤一中的传感器夹角α、β的取值满足如下约束条件：
4. 如权利要求1所述的一种用于三点法圆度误差分离技术的传感器安装角度选择方 法，其特征在于：所述的步骤一中的最小权函数参考值V std取值不小于1 ;所述步骤二中的 角度误差容许区间u取值不小于0. Γ。
5. 如权利要求2所述的一种用于三点法圆度误差分离技术的传感器安装角度选择方 法，其特征在于：所述的角度分析步距δ取值不大于0.1°。
【文档编号】G01B21/00GK104374353SQ201410667811
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】章云, 邱海龙, 张大兴, 魏乔 申请人:西安电子科技大学