一种校准激光测径仪的方法
【专利摘要】本发明提供一种校准激光测径仪的方法，其采用了成套检具，所述成套检具包括激光测径仪、标准检具、V型架和工作平台，其中激光测径仪固定在工作平台上，将V型架竖直安装在在激光测径仪的测量区域内，标准检具呈标准圆柱状置于开有间隙的V型架上，标准检具的圆柱面作为工作面，标准检具的放置方向为水平方向并与激光测径仪发出的片状扫描平行光束垂直，扫描平行光束通过V型架上的间隙照射到标准检具时，被截断的平行光束顶部和底部的距离将被激光测径仪光电收集端识别，从而得到标准检具的直径，然后根据每个校准点测得的平均值判断激光测径仪是否合格。采用本发明提供的校准方法，可以有效的对4050G型激光测径仪进行线性误差和复现性误差的周期校准，校准准确率高。
【专利说明】一种校准激光测径仪的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种校准激光测径仪的方法，属于测量、计量【技术领域】。
【背景技术】
[0002]美国ZMIKE公司生产的4050G型激光测径仪，测量精度高，测量速度快，不仅可单次或者连续测量，也可满足不同的测量领域。与传统的接触式外形几何尺寸测量相比，4050G型激光测径仪采用激光非接触测量原理，激光发生装置产生的激光，照射在马达驱动的高速旋转棱镜上，通过发射透镜组在测试区间中形成标准片状扫描平行光束，测试区间中的被测物体遮住光束形成的阴影，会在激光测径仪光电收集端形成信号的阶跃，阶跃宽度及位置决定了被测物体的直径及在测量区间位置参数。该激光测径仪的测量范围为(0.25?50) mm复现性误差为±0.25 μ m，线性误差为0.76 μ m,目前我国的计量领域没有用于该仪器复现性误差和线性误差技术指标周期校准的专用检具及校准方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种校准激光测径仪的方法，用于4050G型激光测径仪线性误差和复现性误差的周期校准。
[0004]通过下述方案实现的:一种校准激光测径仪的方法，采用以下具体步骤:
(1)成套检具的准备:成套检具包括激光测径仪、标准检具、开有间隙的V型架和工作平台，其中激光测径仪固定在工作平台上，将V型架竖直安装在激光测径仪的测量区域内，标准检具呈标准圆柱状置于开有间隙的V型架上，标准检具的圆柱面作为工作面，标准检具的放置方向为水平方向并与激光测径仪发出的扫描平行光束垂直；
(2)标准检具的准备:根据激光测径仪的测量范围，将标准检具设计成若干个不同的规格，每个规格作为一个校准点；
(3)开始第一个校准点的校准工作:选取第一个校准点的标准检具，在环境温度为19.5-20.5°C之间时接通激光测径仪的电源，通过按键和触摸显示屏的控制使激光测径仪
(I)发出扫描平行光束，扫描平行光束通过标准检具时，被截断的平行光束顶部和底部的距离将被激光测径仪光电收集端识别，从而得到标准检具的直径；将该校准点测量3次以上，取平均值作为该校准点的校准结果，该校准结果与标准检具标称值的差值不大于激光测径仪的线性误差时视为该校准点合格；
(4)重复步骤开始第二个至最后一个校准点的校准工作，即完成所有校准点的校准工作；
(5)判断激光测径仪是否合格:当所有校准点的误差分别小于激光测径仪的线性误差时，则视为激光测径仪处于合格状态。
[0005]所述圆柱状标准检具的粗糙度Ra值设计为0.012-0.02μπι，圆柱度设计为±0.0001mm。
[0006]所述圆柱状标准检具采用58%镍钢材料。
[0007]所述圆柱状标准检具的表面硬度为55-60HRC，线膨胀系数小于±0.3X 1(Γ6μ m。
[0008]所述圆柱状标准检具的加工工艺包括热处理调质、冰冷处理、线切割、数控平面磨、钳工外磨、外圆磨以及外圆精磨，在外圆精磨时需保证环境温度在19.5-20.5°C之间。
[0009]本发明的优点:通过采用本发明提供的校准方法，可以有效的对4050G型激光测径仪进行线性误差和复现性误差的周期校准，校准准确率高；本发明使用的标准检具，可以避免内在及外在环境因素所带来的影响测量精度的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为成套检具校准激光测径仪的工作示意图。
[0011]图2为扫描平行光束经过标准检具时的示意图。
【具体实施方式】
[0012]一种校准激光测径仪的方法，采用以下具体步骤:
(1)成套检具的准备:如图1所示，成套检具包括激光测径仪1、标准检具2、开有间隙的V型架3和工作平台4，其中激光测径仪I固定在工作平台4上，将开有间隙的V型架3竖直安装在在激光测径仪I的测量区域6内，标准检具2呈标准圆柱状置于开有间隙的V型架3上，标准检具2的圆柱面作为工作面，标准检具2的放置方向为水平方向并且与激光测径仪I发出的扫描平行光束5垂直；
(2)标准检具2的准备:根据激光测径仪I的测量范围0.25-50mm，将标准检具2设计成10个不同的规格,每个规格作为一个校准点，每个规格的直径分别为5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm ；
(3)开始第一个校准点的校准工作:选取第一个校准点的标准检具2，标准检具直径为5_，在环境温度为19.5-20.5°C之间时接通激光测径仪I的电源，通过按键和触摸显示屏的控制使激光测径仪I发出扫描平行光束5，扫描平行光束5通过标准检具2时，被截断的平行光束顶部和底部的距离将被激光测径仪光电收集端识别，从而得到标准检具2的直径，如图2所示；将该校准点测量3次以上，取平均值作为该校准点的校准结果，该校准结果与标准检具标称值的差值不大于激光测径仪I的线性误差时视为该校准点合格；
(4)重复步骤3开始标准检具直径分别为10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm的校准工作，即完成所有校准点的校准工作；
(5)判断激光测径仪I是否合格:当所有校准点的误差分别小于激光测径仪I的线性误差时，则视为激光测径仪I处于合格状态。
[0013]所述圆柱状标准检具2的粗糙度Ra值设计为0.012-0.02 μ m，圆柱度设计为±0.0001mm。
[0014]所述圆柱状标准检具2采用58%镍钢材料。
[0015]所述圆柱状标准检具2的表面硬度为55-60HRC，线膨胀系数小于±0.3X 10_V m。
[0016]所述圆柱状标准检具2的加工工艺包括热处理调质、冰冷处理、线切割、精镗、数控平面磨、钳工外磨、外圆磨以及外圆精磨，在外圆精磨时需保证环境温度在19.5-20.50C之间。
【权利要求】
1.一种校准激光测径仪的方法，其特征在于采用以下具体步骤: (1)成套检具的准备:成套检具包括激光测径仪(1)、标准检具(2)、开有间隙的V型架(3)和工作平台(4)，其中激光测径仪(1)固定在工作平台(4)上，将V型架(3)竖直安装在在激光测径仪(1)的测量区域(6)内，标准检具(2)呈标准圆柱状置于开有间隙的V型架(3)上，标准检具(2)的圆柱面作为工作面，标准检具(2)的放置方向为水平方向并且与与激光测径仪(1)发出的扫描平行光束(5)垂直； (2)标准检具(2)的准备:根据激光测径仪(1)的测量范围，将标准检具(2)设计成若干个不同的规格，每个规格作为一个校准点； (3)开始第一个校准点的校准工作:选取第一个校准点的标准检具(2)，在环境温度为19.5-20.5°C之间时接通激光测径仪(1)的电源，通过按键和触摸显示屏的控制使激光测径仪(1)发出扫描平行光束(5 )，扫描平行光束(5 )通过标准检具(2 )时，被截断的平行光束顶部和底部的距离将被激光测径仪光电收集端识别，形成阶跃信号，阶跃宽度及位置决定了被测物体的直径，从而得到标准检具(2)的直径；将该校准点测量两次以上，取平均值作为该校准点的校准结果，该校准结果与标准检具标称值的差值不大于激光测径仪(1)的线性误差时视为该校准点合格； (4)重复步骤(3)开始第二个至最后一个校准点的校准工作，即完成所有校准点的校准工作； (5)判断激光测径仪(1)是否合格:当所有校准点的误差分别小于激光测径仪(1)的线性误差时，则视为激光测径仪(1)处于合格状态。
2.如权利要求1所述的一种校准激光测径仪的方法，其特征在于所述圆柱状标准检具(2)的粗糙度Ra值设计为0.012-0.02 μ m，圆柱度设计为±0.0001mm。
3.如权利要求1所述的一种校准激光测径仪的方法，其特征在于所述圆柱状标准检具(2)采用58%镍钢材料。
4.如权利要求1所述的一种校准激光测径仪的方法，其特征在于所述圆柱状标准检具(2)的表面硬度为55-60HRC，线膨胀系数小于±0.3X10_Vm。
5.如权利要求1所述的一种校准激光测径仪的方法，其特征在于所述圆柱状标准检具(2)的加工工艺包括热处理调质、冰冷处理、线切割、精镗、数控平面磨、钳工外磨、外圆磨以及外圆精磨，在外圆精磨时需保证环境温度在19.5-20.5°C之间。
【文档编号】G01B11/08GK104406533SQ201410704586
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】关月, 李明昌, 魏长山, 刘东梅, 陈娟 申请人:沈阳飞机工业（集团）有限公司