一种带补偿的标准器的制作方法

本发明涉及一种带补偿的标准器，属于几何量领域。

背景技术：

1、随着国家工业化的不断发展，包括激光跟踪仪、经纬仪、扫描测量相机、关节臂在内的大尺寸计量设备逐渐投入到各个行业的企事业单位日常生产过程中。在相关各类大尺寸测量设备的生产应用过程中，需要在现场或者实验室环境下对进行校准，大多数情况下现场使用的要求较高，因此就需要能够满足现场使用需求的相应的校准用标准器或校准装置实现校准，以对设备的测量能力提供有效保证。

2、目前常用的大尺寸测量设备静态校准用主要通过一下两种方式实现：

3、第一种方法是通过将一定单位长度的杆件或型材作为整个校准用标准器的主体装置，分别在杆件或型材的两侧安装同一类型的靶标安装座，靶标安装座的类型包括固定式球形靶座或换装吸附式靶座，通过三坐标测量机对两侧靶标安装座之间的距离位置关系进行标定，通过标准值对大尺寸测量设备实现校准；这种实现方法受处在中间的杆件或型材所采用的材料限制，采用受温度影响较高的材质的杆件或型材，标称值在温度变化较大的现场环境与实际测量值相差很大，即便采用如碳纤维铟钢的线涨系数低的材料，在温差较大的环境条件下，实际测量值仍需要进行一定补偿，因此这类校准用标准器通常应用于实验室校准，不适宜在温变较大的现场进行校准工作，同时被测目标较为单一，往往单件标准器只适用于单一类别的仪器实现校准。

4、第一种方法是通过建立一个水平方向的轨道装置，通过在轨道顶面安装标准运行导轨，通过设备调试将其调整为一个直线度较高的水平运行导轨装置，再辅以光栅或干涉仪作为标准器，配合温度传感器采集温度数据进行补偿，实现标准器的校准；这种实现方法需要搭建固定的轨道装置，对现场空间有较大要求，当设备较大时需要通过安装多个传感器实现补偿，控制要求更高，难以实现便携式的现场校准工作，只能将部分被校设备反向移动至校准设备处，对某些无法移动位置的设备无法实现校准工作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种带补偿的标准器，优选采用铟钢作为基底材质，配置有温度补偿系统，能够实时显示标准器温度补偿后的长度值；配置有一维补偿运动系统，能够通过一维位移能够实现温变下标准器长度值的恒定；通过输入不同的材料参数以及标称值参数，结合一维补偿运动系统，模拟不同材料材质一维标准器在不同温度条件下的长度值变化，适用于要求被测物与标准器相同材质的测量场合校准使用。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、本发明的一种带补偿的标准器，包括：基础支撑体、位移调整台、测量靶座体；

4、所述基础支撑体包括：尺身、支脚钉、显示与补偿模块、水平仪、输入模块、光栅尺、插头、锁紧母、走线槽、电机安装台、基础台安装座；

5、所述位移调整台包括：电机、联轴器、第一支撑座、丝母、滚珠丝杠、第二支撑座、上层滑台、底部基础台、读数头、读数头安装座；

6、所述测量靶座体于所述尺身的左右两侧各安装一个，包括：被测目标球、靶标固定座、摄影靶标、双向调整座、销钉、吸附靶座、靶座安装块；

7、所述尺身作为本发明装置的基础结构，优选采用铟钢材质加工而成，所述尺身的底部安装有所述支脚钉以及所述锁紧母；所述支脚钉优选采用三点支撑，所述支脚钉以及所述锁紧母实现调平功能；所述尺身的侧面中间位置安装有所述显示与补偿模块以及所述输入模块；所述显示与补偿模块能够实时显示长度值并实现温度补偿；所述输入模块用于输入不同参数，模拟其他不同长度材质标尺长度状态；所述显示与补偿模块以及所述输入模块的内部线缆通过所述走线槽连接至靠近左侧的所述插头，实现外界供电并实现数据转换；所述尺身的顶面右侧的一端布置有安装螺纹销孔用于安装右侧的所述测量靶座体；所述尺身的顶面的中间部分布置有所述水平仪，通过所述支脚钉实现调平；所述尺身的顶面的左侧部分加工有所述基础台安装座以及所述电机安装台，所述基础台安装座用于安装所述底部基础台，所述电机安装台用于安装所述电机；所述基础台安装座的侧面安装有所述光栅尺，用于测量所述测量靶座体的移动位移；

8、所述电机安装在所述尺身的顶部的所述电机安装台上，所述电机的输出轴通过所述联轴器与所述滚珠丝杠相连接，所述滚珠丝杠的一侧固定于安装在所述电机安装台上的所述第一支撑座，所述滚珠丝杠的另一侧固定在所述底部基础台上的所述第二支撑座上；所述底部基础台通过精密配合安装于所述尺身的左侧的所述基础台安装座处，所述底部基础台的上方安装有所述上层滑台，所述底部基础台与所述上层滑台之间通过精密燕尾结构相连接实现精密一维运动；所述滚珠丝杠的所述丝母与所述上层滑台固定连接，用以带动所述上层滑台沿所述底部基础台的燕尾导轨方向运动；所述上层滑台的顶部布置有安装螺纹销孔，用于安装左侧的所述测量靶座体；所述上层滑台的侧面安装有所述读数头安装座，所述读数头安装座用于安装所述读数头，实现所述上层滑台运动过程中实时读取位移值；

9、所述靶座安装块作为所述测量靶座体的主要结构，优选采用铟钢材质，所述靶座安装块分别通过所述销钉安装在所述尺身的左侧的所述上层滑台以及所述尺身的右侧的顶面端部；所述靶座安装块上共布置有有被测目标球、吸附靶座和靶标固定座，其中所述被测目标球采用哑光材质，与所述吸附靶座通过同轴孔安装的形式保证中心同轴，保证用于扫描校准的被测目标球的球心距和用于跟踪仪校准的吸附靶座二者中心距一致；所述靶座安装块的顶部安装有一个所述靶标固定座用于安装所述双向调整座，通过安装在所述靶标固定座上的顶丝实现所述双向调整座在平面方向上的位置调整，实现左右两个所述双向调整座的顶部的所述摄影靶标的中心距微调，保证所述摄影靶标以及所述被测目标球的球心与所述吸附靶座的中心的距离保持一致。

10、有益效果：

11、1、本发明的一种带补偿的标准器的基础支撑体尺身采用线胀系数低的材质加工而成，能够有效降低温度带来的影响。

12、2、本发明的一种带补偿的标准器通过支脚钉实现调平功能，以光栅作为长度变化基准，通过显示与补偿模块实时显示长度值并实现温度补偿，通过输入模块输入不同参数模拟其他不同长度材质标尺长度状态。

13、3、本发明的一种带补偿的标准器的位移调整台采用精密滚珠丝杠结合高精度燕尾槽导轨的驱动形式，能够实现上层滑台沿尺身方向的精密一维运动，并通过光栅闭环反馈实现高精度的定位。

14、4、本发明的一种带补偿的标准器的测量靶座体安装有多种不同目标，并且通过机械安装调整的形式实现两侧测量靶座体各组目标的中心距相一致，有效扩大标准器的适用范围。

技术特征：

1.一种带补偿的标准器，其特征在于：包括：基础支撑体(3)、位移调整台(2)、测量靶座体(1)；

2.如权利要求1所述的一种带补偿的标准器，其特征在于：尺身(5)以及靶座安装块(15)采用线胀系数小的铟钢材质。

技术总结
本发明公开一种带补偿的标准器，属于几何量领域。本发明包括：基础支撑体、位移调整台以及测量靶座体；基础支撑体采用铟钢，位移调整台安装在基础支撑体的上方，实现上层滑台沿尺身方向的精密一维运动，并通过闭环反馈实现高精度定位，两个测量靶座体分别安装在基础支撑体以及位移调整台，通过机械安装调整实现两侧测量靶座体各组目标的中心距相一致。本发明采用线胀系数低的铟钢作为基底材质，结合温度补偿系统，实时显示温度补偿后的标准器长度值；通过位移调整台的一维运动补偿，实现温度变化下标准器长度值的恒定；模拟不同材质的一维标准器在不同温度下的长度值变化，用于某些要求被测物与标准器相同材质的测量场合的校准使用。

技术研发人员：乔磊,王鲁涛,孙安斌,高廷,王继虎,曹铁泽
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14