專(zhuān)利名稱(chēng)：光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種長(zhǎng)度計(jì)量?jī)x器，尤其涉及一種用于測(cè) 量大型零件或量具尺寸的精密計(jì)量?jī)x器。
背景技術(shù)：
目前，測(cè)量大長(zhǎng)度的精密計(jì)量?jī)x器主要有光學(xué)測(cè)長(zhǎng)機(jī)和激光測(cè)長(zhǎng)機(jī)兩種類(lèi)型。光學(xué)測(cè)長(zhǎng)機(jī)由于要采用愛(ài)賓斯坦(Eppenstein)光學(xué)原 理來(lái)補(bǔ)償測(cè)量中產(chǎn)生的阿貝誤差，其成像系統(tǒng)光路長(zhǎng)、光能損失大，因此 存在光學(xué)元件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等缺陷，而且其測(cè)量長(zhǎng)度一般不宜超 過(guò)三米；激光測(cè)長(zhǎng)機(jī)雖然不存在阿貝誤差，測(cè)量精度也高，但激光測(cè)長(zhǎng)機(jī) 在使用過(guò)程中，必須對(duì)環(huán)境溫度、氣流擾動(dòng)等條件嚴(yán)格加以控制才能復(fù)現(xiàn) 原有精度，而且價(jià)格昂貴，因此只有在精度要求極高的情況下才選用。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實(shí)用新型旨在提供一 種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量范圍大、成本低的光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案它包括床身、固 定在床身上的尾架、以及安裝在床身上并可在其上移動(dòng)的測(cè)量頭架；鋼帶 光柵固定在床身上，測(cè)量頭架上裝有可沿測(cè)量方向移動(dòng)的測(cè)量軸，固定在 測(cè)量頭架內(nèi)的電子水平儀和光柵讀數(shù)頭分別與計(jì)算機(jī)連接。貼附在床身上的溫度傳感器與計(jì)算機(jī)連接。本實(shí)用新型由于將現(xiàn)代傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了光 柵數(shù)字顯示和對(duì)阿貝誤差的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，提高了測(cè)量準(zhǔn)確性，簡(jiǎn)化了儀器結(jié) 構(gòu)；同時(shí)，由于鋼帶光柵材料的熱膨脹系數(shù)與大多數(shù)被測(cè)件材料的熱膨脹系數(shù)十分接近，因此可以克服環(huán)境溫度的影響，在很大程度上避免了激光 測(cè)長(zhǎng)機(jī)使用環(huán)境要求苛刻的缺陷。與光學(xué)測(cè)長(zhǎng)機(jī)比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1) 由于省略了復(fù)雜的光學(xué)成像系統(tǒng)，因此結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；2) 由于以數(shù)字顯示替代目視讀數(shù)，因此使用十分方便；3) 由于不存在光能損失的缺陷，而且鋼帶光柵可以制作得很長(zhǎng)，因此 測(cè)量范圍較大；4) 由于以功能軟件替代原來(lái)的人工光學(xué)校準(zhǔn)，因此在修理后校準(zhǔn)比較 方便；5) 在數(shù)據(jù)采集后，原來(lái)需由人工進(jìn)行的復(fù)雜計(jì)算工作現(xiàn)在由數(shù)據(jù)處理 軟件來(lái)自動(dòng)完成，因此提高了測(cè)量效率，而且完全避免了人為的錯(cuò)誤。與激光測(cè)長(zhǎng)機(jī)比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1) 價(jià)格比較便宜；2) 對(duì)使用環(huán)境要求比較寬松由于本實(shí)用新型采用鋼帶光柵作為長(zhǎng)度 基準(zhǔn)，而被測(cè)零件或量具的材料大多也是鋼鐵，基準(zhǔn)件與被測(cè)件的熱膨脹 系數(shù)相同；因此當(dāng)環(huán)境溫度偏離理想溫度2(TC時(shí)，只要二者溫度相同，基 準(zhǔn)件與被測(cè)件的伸長(zhǎng)量也基本相同，不會(huì)帶來(lái)較大的測(cè)量誤差。而對(duì)于激 光測(cè)長(zhǎng)機(jī)而言，當(dāng)環(huán)境溫度偏離2(TC時(shí)所造成空氣密度的變化，將導(dǎo)致激 光在空氣中傳播的折射率發(fā)生變化，從而引起激光束在單位長(zhǎng)度上光程的 變化量與被測(cè)件熱膨脹引起的長(zhǎng)度變化量懸殊較大；因此，激光測(cè)長(zhǎng)機(jī)對(duì) 環(huán)境溫度控制的要求比較嚴(yán)格。另外，影響空氣折射率的因素還有氣壓、濕度、氣流擾動(dòng)等，而這些因素對(duì)激光測(cè)長(zhǎng)機(jī)的影響較大、對(duì)本實(shí)用新型 卻毫無(wú)影響。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)處理的原理框圖。圖中尾架l 測(cè)量軸2 測(cè)量頭架3 電子水平儀4 計(jì)算機(jī)5 鋼帶光柵6 床身7 光柵讀數(shù)頭8 被測(cè)件9具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步 說(shuō)明如圖l所示尾架1固定在設(shè)有導(dǎo)軌的床身7上，鋼帶光柵6沿導(dǎo)軌 方向粘貼在床身7上；測(cè)量頭架3安裝在所述導(dǎo)軌上并可在其上移動(dòng)，固定在測(cè)量頭架3內(nèi)部的電子水平儀4和光柵讀數(shù)頭8分別通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算 機(jī)5連接；安裝在測(cè)量頭架3上的測(cè)量軸2可在該頭架上沿測(cè)量方向在50 mm的范圍內(nèi)移動(dòng)，其目的是在測(cè)量時(shí)施加衡定的測(cè)量力。為了減少環(huán)境溫 度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，在床身7和被測(cè)件9上還可貼附分別通過(guò)導(dǎo)線與計(jì) 算機(jī)5連接的溫度傳感器。測(cè)量原理由于導(dǎo)軌存在直線度誤差，其表面有微小的高低起伏；因此測(cè)量頭架3在移動(dòng)過(guò)程中會(huì)隨著導(dǎo)軌表面起伏，測(cè)量頭架3的運(yùn)動(dòng)軌跡 是一條上下波動(dòng)的曲線而不是理想的直線，于是測(cè)量頭架3會(huì)產(chǎn)生一定的 傾轉(zhuǎn)角度，從而導(dǎo)致光柵讀數(shù)頭8的實(shí)際移動(dòng)量與理想直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的 位移量相比多移動(dòng)了一段長(zhǎng)度，這就是阿貝誤差。要保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，就必須對(duì)這一誤差實(shí)時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)償。具體補(bǔ)償原理如圖2所示光柵讀數(shù)頭8將移動(dòng)過(guò)程中從鋼帶光柵6上采集到的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)、電子水平儀4將移動(dòng)過(guò)程中采集到的測(cè)量頭架3所 產(chǎn)生的傾轉(zhuǎn)角度分別實(shí)時(shí)傳輸給計(jì)算機(jī)5，計(jì)算機(jī)5通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出 阿貝誤差；軟件將該修正結(jié)果與溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合計(jì) 算，補(bǔ)償當(dāng)前溫度產(chǎn)生的測(cè)量誤差后，通過(guò)終端顯示屏顯示正確的長(zhǎng)度測(cè) 量結(jié)果。
權(quán)利要求1.一種光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)，包括床身、固定在床身上的尾架、以及安裝在床身上并可在其上移動(dòng)的測(cè)量頭架；其特征在于鋼帶光柵(6)固定在床身(7)上，測(cè)量頭架(3)上裝有可沿測(cè)量方向移動(dòng)的測(cè)量軸(2)，固定在測(cè)量頭架(3)內(nèi)的電子水平儀(4)和光柵讀數(shù)頭(8)分別與計(jì)算機(jī)(5)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)，其特征在于貼附在床身(7) 上的溫度傳感器與計(jì)算機(jī)(5)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)，屬于長(zhǎng)度計(jì)量?jī)x器；旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量范圍大、成本低的長(zhǎng)度計(jì)量?jī)x器；它包括床身、固定在床身上的尾架、以及安裝在床身上并可在其上移動(dòng)的測(cè)量頭架；鋼帶光柵(6)固定在床身(7)上，測(cè)量頭架(3)上裝有可沿測(cè)量方向移動(dòng)的測(cè)量軸(2)，固定在測(cè)量頭架(3)內(nèi)的電子水平儀(4)和光柵讀數(shù)頭(8)分別與計(jì)算機(jī)(5)連接。本實(shí)用新型具有使用環(huán)境要求寬松、測(cè)量準(zhǔn)確、測(cè)量效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種測(cè)量大型零件或量具尺寸的理想精密儀器。
文檔編號(hào)G01B11/02GK201094007SQ20072017409
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
發(fā)明者清 胡 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)新天光電科技有限公司