專利名稱：基于標準尺的大尺寸高精度測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及基于標準尺的大尺寸高精度測量裝置。
背景技術：
隨著科學技術的飛速發展，對大尺寸構件的幾何量測量精度提出了越來越高的要求。由于大尺寸構件體積大，熱容量大，一般須在加工現場測量，多數為間接測量，所以測量條件較差，誤差傳遞復雜，難以獲得較高精度。測量環境的溫度場因測量器具和被測件的溫度敏感性對尺寸測量的精度產生影響，對于大尺寸這一影響尤其突出。要解決這個問題，一般有兩種措施一是將被測工件溫度嚴格控制在標準狀態；二是對溫度誤差進行修正。由于第一種方法需要高精度的環境條件，經濟代價較高，很難在加工現場實現。采用溫度誤差修正的方法簡便易行，而且經濟，已被廣泛采用。目前采用的修正方法是由零件材料的膨脹系數，實際溫度與標準溫度偏差和零件尺寸，計算熱變形誤差，對尺寸進行修正。可滿足小·尺寸和低測量精度的測量要求，而不能滿足大尺寸高精度的測量要求。這種修正方法需要準確測量加工現場的溫度。如何有效的消除溫度變化對大尺寸測量的影響，進而提高大尺寸構件的尺寸測量精度具有非常重要的意義。發明內容本發明是提供面向現場應用的基于標準尺的大尺寸高精度測量裝置，目的是能夠在加工現場對大構件尺寸進行測量，對溫度變化所引起的尺寸變化進行精確修正，從而實現大尺寸的高精度測量。本發明解決技術問題所采用的技術方案是采用兩種膨脹系數不同的材料制成兩把標準尺，把它們一端固定在一起，另一端可自由膨脹，在標準溫度下對它們進行尺寸標定。把兩個標準尺安裝在測量裝置中，利用測量裝置中的測量頭測量兩標準尺膨脹后的尺寸差，并依此對標準尺長度進行精確的修正。基于該長度和測量頭的小尺寸精密測量，實現了大尺寸的高精度測量。誤差修正的方法設兩把標準尺的膨脹系數分別為\和α2(αι< α2)，在標準溫度下標定它們的尺寸分別為I1和12。在溫度t時測量這兩標準尺的尺寸差為Λ 1，被測構件的尺寸為Ιο。設被測構件的膨脹系數為α3，則被測構件在標準溫度下的尺寸I為
AlI = I0+ Ca1- α3) —-Γ
α2(2 — ccI η兩標準尺的尺寸差Λ I與溫度t有關，當Al被測知，被測構件在標準溫度下的尺寸便可知。因此，無需測量加工現場的溫度，便可測得被測構件在標準溫度下的尺寸。本發明提出的基于標準尺的大尺寸高精度測量裝置，能夠在加工現場實現測量，對溫度變化所引起的尺寸變化進行修正。該檢測裝置重量輕、裝調方便。并且，檢測裝置的測量范圍大，測量精度高。測量裝置成本低，相應的檢測費用也相應較低。
圖1是本發明基于標準尺的大尺寸高精度測量裝置示意圖。[0014]圖2是測量裝置測量示意圖[0015]具體實施方式
[0016]
以下結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步的說明。[0017]如附圖1所示，1-固定測頭，2-螺帽，3-彈簧，4-固定套管，5-固定量桿，6-固定支 撐，7-標準尺(小膨脹系數)，8-標準尺(大膨脹系數)，9_活動測頭，10-測量尺，11-移動 支撐，12-測量零位，13-測量頭，14-加載螺母，15-彈簧座，16-彈簧，17-鎖緊裝置，18-移 動套筒[0018]固定測頭I通過螺帽2安裝在固定套管4上，另一端安裝在固定支撐6的內孔中， 固定量桿5與固定測頭I安裝在一起，通過彈簧3使固定測頭I和固定量桿5與一端固定 的標準尺7、8可靠接觸。固定支撐6固聯在固定套管4上。小膨脹系數標準尺7安裝在大 膨脹系數標準尺8的內孔中，標準尺8的一端安裝在移動支撐11的內孔中，移動支撐11可 以隨標準尺8的膨脹在固定套管4中移動。測量頭13通過移動支撐11與標準尺8固定連 接，隨標準尺8的膨脹而一起移動。活動測頭9 一端安裝在標準尺8的內孔中，另一端安裝 在移動套筒18的內孔中，移動套筒18可在固定套管4上移動。測量尺10安裝在活動測頭 9上，測量尺10上設有測量零位12，當活動測頭9與測量尺10 —起移動時，通過測量頭13 可讀出活動測頭9移動的距離。彈簧座15安裝在固定套管4的槽中，加載螺母14與固定 套管4螺紋連接，通過彈簧15施加所需的測量力。鎖緊裝置17安裝在移動套筒18上，鎖 緊活動套筒18與活動測頭9。當松開鎖緊裝置17時，可調節活動測頭9的移動范圍。固定 測頭1、固定量桿5、標準尺7、活動測頭9由同一種小膨脹系數材料制成。[0019]圖1所示的11和12為標準溫度下標準尺7、8的尺寸，I為固定量桿5與固定測 頭1、標準尺7和活動測頭9可靠接觸時固定測頭I和活動測頭9之間的尺寸。[0020]如圖2所示的是測量裝置現場測量構件尺寸。松開鎖緊裝置17，使固定量桿5與 固定測頭1、標準尺7和活動測頭9可靠接觸，測量頭測出標準尺7、8的膨脹后的尺寸差， 并依此對I進行精確的修正。移動活動測頭9，使固定測頭I和活動測頭9與被測構件接 觸，鎖緊鎖緊裝置17，旋動加載螺母14，通過彈簧座15和彈簧16施加測量所需的測量力， 測得被測構件尺寸U。根據被測構件的膨脹系數，可確定被測構件在標準溫度下的尺寸。[0021]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的實施范圍。如果不脫離本 發明的精神和范圍，對本發明進行修改或者等同替換的，均應涵蓋在本發明的權利要求的 保護范圍當中。
權利要求1.基于標準尺的大尺寸高精度測量裝置，采用兩種熱膨脹系數相差較大的材料制成兩標準尺，兩標準尺套裝在一起，其中兩標準尺的一端固定，另一端可自由膨脹，在標準溫度下對兩標準尺的長度進行標定，固定測頭和固定量桿連接，與兩標準尺的固定端可靠接觸，測量頭與大膨脹系數標準尺膨脹端固定連接，活動測頭與測量尺固定連接，其特征是溫度變化時測量頭可測得兩標準尺的尺寸差，依此對測量尺寸進行精確的修正，基于標準尺的標定長度和測量頭的小尺寸精密測量，實現大尺寸的高精度測量。
2.根據權利要求1所述的基于標準尺的大尺寸高精度測量裝置，其特征為固定測頭、活動測頭、固定量桿和小膨脹系數標準尺由同一種材料制成。
專利摘要本實用新型涉及基于標準尺的大尺寸高精度測量裝置，采用兩種膨脹系數相差較大的材料制成標準尺，這兩標準尺一端固定，另一端可自由膨脹，在標準溫度下對它們進行尺寸標定。把兩個標準尺安裝在測量裝置中，由于它們的膨脹系數不同，溫度變化時，測量裝置中讀數頭可測量兩標準尺膨脹后的尺寸差。根據標準尺的尺寸差值，對測量尺寸進行修正，從而提高了尺寸的測量精度。基于標準尺的大尺寸高精度測量裝置，能夠在加工現場實現測量，無需測量現場溫度，便可對溫度變化所引起的尺寸變化進行修正。該檢測裝置重量輕、裝調方便。并且，檢測裝置的測量范圍大，測量精度高。
文檔編號G01B5/02GK202836431SQ20112045055
公開日2013年3月27日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者劉紅旗, 張敬彩, 李秀明 申請人:中機生產力促進中心