本发明涉及测量领域，特别涉及一种核燃料芯块测径方法。
背景技术：
芯块直径测量属于精密测量，通常采用高精度CCD测微计。CCD测微计分为发射器和接收器两部分，发射器包括LED光源和平行光透镜组，接收器包括远心光学系统和线阵CCD图像传感器。由发射器发出的平行光线，经过被测芯块部分遮挡后，进入接收器，成像在线阵CCD图像传感器上，CCD图像传感器上会接收到明暗图像，检测图像上明暗区域的边缘距离，即可得到芯块直径。发射器中平行光透镜组用于将LED发出的光线转换为平行光线，接收器中的远心光学系统只允许平行于主光轴的光线进入CCD图像传感器，以保证测量精度。
高精度CCD测微计的正确选择是保证芯块直径测量精度的关键。选用高精度CCD测微计需考虑的参数包括：测量范围，最小可检测物体，测量精度，重复性误差和采样速率。目前市面上常见的高精度CCD测微计测量精度在±2μm至±3μm，重复性误差在±1μm至±1.5μm。
重复性误差即在同一工作条件下对同一待测物体连续测量所获得的随机误差，重复性误差是测量设备理论上能达到的最高精度。现有的芯块测径方法仅达到测量精度，距离重复性误差还有一定距离。
技术实现要素：
本发明的目的在于突破用于芯块测量的设备的测量精度，基于测量系统重复性误差进行相对测量，提高测量精度使其逼近重复性误差。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种核燃料芯块测径方法，包括以下步骤：
S1，选择至少2个标定过的标准芯块，其标准直径互不相同；
测量所述标准芯块的直径，得到其测量直径；
以所述测量直径为自变量，以所述标准直径为因变量，拟合所述标准直径相对于所述测量直径的函数关系f；
S2，测量待测芯块，得到其初测直径；
S3，将所述待测芯块测量直径代入所述函数关系f，得到所述待测芯块的终测直径。
作为本发明的优选方案，选择3个所述标准芯块，第一标准芯块标准直径为a0，第二标准芯块标准直径为b0，第三标准芯块标准直径为c0，a0＜c0＜b0。
进一步的，所述步骤S1中，在区间[a0，c0]，所述函数关系为f1，在区间[c0，b0]，所述函数关系为f2。
进一步的，当仅选用第一标准芯块和第二标准芯块2个标准芯块时，在步骤S1中，在区间[a0，b0]，所述函数关系f为一次函数。
进一步的，当选用第一标准芯块、第二标准芯块和第三标准芯块3个标准芯块时，在步骤S1中，可在区间[a0，b0]拟合二次函数f。
进一步的，当选用3个以上标准芯块时，可整体或任意分段拟合一次、二次或更高次函数。
进一步的，所述步骤S2中，采用激光测径法测出所述初测直径A1。
进一步的，所述步骤S3中，首先判定所述初测直径A1所在区间及其适用函数关系，再代入所述函数关系得到所述终测直径Ar。
进一步的，测量过程中保持所述芯块空间位置不变，且不发生转动。
进一步的，步骤S3完成后，将所述芯块绕中心轴依次转动每完成一次转动，进行步骤S1～S3，共转动N-1次。
进一步的，在所述芯块的两个端点和中间点分别进行步骤S1～S3。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的芯块直径测量方法，以测量系统重复性误差为出发点，通过测量2个以上标准芯块的标准直径校准测量系统，进而采用相对测量的原理对待测芯块进行直径测量，达到了突破测量系统本身测量精度，实测精度逼近重复性误差的有益效果。采用3个以上的标准芯块分段构建拟合函数，进一步提高了本发明所述的芯块直径测量方法的测量精度。目前市面上常见的高精度CCD测微计测量精度在±2μm，应用本发明提供的芯块直径测量方法，实际测量精度可达±1μm。
附图说明：
图1为本发明所述的核燃料芯块测径方法原理图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种核燃料芯块测径方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1，选择2个经鉴定部门标定过的第一标准芯块和第二标准芯块，其标准直径分别为a0，b0，a0＜b0；
测量所述第一标准芯块和第二标准芯块的直径，得到所述测量直径分别为a1，b1；
以所述测量直径为自变量，以所述标准直径为因变量，拟合所述标准直径相对于所述测量直径的函数关系f；
S2，测量第一待测芯块，得到其初测直径为A1；
S3，将所述第一待测芯块测量直径A1代入所述函数关系f，得到所述第一待测芯块的终测直径Ar。
本实施例选用高精度CCD测微计，其测量范围为30mm，最小可检测长度为0.3mm，单次测量精度为±2μm，重复性误差为±0.15μm，采样速率为2.4kHz。
进一步的，所述第一标准芯块和第二标准芯块的直径达到测微计的最小可检测长度，满足测微计的测量范围。
进一步的，在步骤S1中，(b0-a0)>2μm，即大于测微计的测量精度。
进一步的，在步骤S1中，所述函数关系f为一次函数。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，提供一种芯块直径测量方法，采用3个以上的标准芯块，以采用3个标准芯块为例说明具体实施例内容，采用大于3个标准芯块的实施例内容实质与采用3个标准芯块的实施例一致。
一种核燃料芯块测径方法，包括以下步骤：
S1，选择3个经鉴定部门标定过的第一标准芯块、第二标准芯块和第三标准芯块，其标准直径分别为a0，b0，c0，a0＜c0<b0；
测量所述第一标准芯块、第二标准芯块和第三标准芯块的直径，得到所述测量直径分别为a1，b1，c1；
以所述测量直径为自变量，以所述标准直径为因变量，拟合所述标准直径相对于所述测量直径的函数关系f；
S2，测量第一待测芯块，得到其初测直径为A1；
S3，将所述第一待测芯块测量直径A1代入所述函数关系f，得到所述第一待测芯块的终测直径Ar。
可以选择的，所述步骤S1中，所述函数关系f为二次函数。
可以选择的，所述步骤S1中，所述函数关系f在[a0，c0]时，为一次函数f1，在[c0，b0]时为一次函数f2。
实施例3
实施3在实施例1、2的基础上提供了一种有效测量芯块直径的测量方法，
S1，选择至少2个标定过的标准芯块，其标准直径互不相同；
测量所述标准芯块的直径，得到其测量直径；
以所述测量直径为自变量，以所述标准直径为因变量，拟合所述标准直径相对于所述测量直径的函数关系f；
S2，测量待测芯块，得到其初测直径；
S3，将所述待测芯块测量直径代入所述函数关系f，得到所述待测芯块的终测直径。
进一步的，测量过程中保持所述芯块空间位置不变，且不发生转动。所述测量过程既包括对所述标准芯块进行测量，得到其测量直径，也包括对待测芯块进行测量，得到其初测直径。
进一步的，步骤S3完成后，将所述芯块绕中心轴转动120°，进行步骤S1～S3，再转动120°，进行步骤S1～S3。此项过程完成了对同一芯块同一截面不同角度的直径测量，转动角度可按需任意划分。
进一步的，在所述芯块的两个端点和中间点分别以间隔120°的方式进行步骤S1～S3。此项过程实现了对同一芯块不同截面不同角度的直径测量。