天津大学718寝量块尺寸检定系统

量块尺寸检定系统测控三班718宿舍组程仲海董超韩子钰李洋刘韬孙伟民量块尺寸检定系统量块尺寸检定系统发展现状•国内发展现状•国外发展现状量块自动化检定系统•系统组成•测量原理•系统工作过程•测量精度与测量范围量块尺寸检定系统量块尺寸检定系统发展现状随着20世纪90年代开始的对量块国家标准、计量检定系统和计量检定规程的改动，掀起了对量块测量装置的研制高潮。主要改动如下：1、对各等别量块的测量不确定度进行了调整，原来1等的不确定度成为新2等不确定度，而新1等不确定度则提高了许多。2、对于量块测量仪器和测量方法的选择不再做千篇一律的规定，而是仅规定了应该达到的测量不确定度要求。3、量块国家计量检定规程的适用范围从钢制量块变为适用于所有材质的量块。量块的检定方法主要可分为两种：1)光干涉直接测量法光干涉直接测量法用于高等级量块的检定，它是以光波波长作为标准量，以量块测量表面作为测量镜面构成干涉仪，直接体现了对米定义的溯源，这样的仪器有柯氏干涉仪；2)比较检定法比较检定法则是以高等级量块长度作为标准量，将低等级量块与之进行比较，通过高精度测长仪器测得被检量块与标准量块长度的长度差，常用的仪器有接触式干涉仪、测长机和光学计等。量块尺寸检定系统发展现状量块尺寸检定系统JDS-1型接触式干涉仪，它是以迈克尔逊干涉原理为基础，以光波波长为基准的测量仪器。这套装置机械性能好，测头和测量平台垂直度很高，最小分辨力为100nm，目前大多数检定机构将它用作二等量块检定三等量块使用。但它容易产生干涉条纹不清晰，示值不稳定，分划板移动不平稳，易引入瞄准读数误差；且量块检定工作中，测量数据多，人工计算量大；由于是采用一对一的测量，需要大量标准块。量块尺寸检定系统国外量块尺寸检定系统发展现状国外比较检定设备通常采用点到点的测量方式，以瑞士TESA量块比较仪为例，如图，它采用了上、下均为同一种测头的方式，双测头正向求和测量可确保测量的稳定正确性，能很好的消除形状和位置误差重复性为15nm测量不确定度U=±(0.05+0.5×L)µm最高分辨力5nm测量范围25mm精度≤5nm测量、显示完全由计算机控制。量块尺寸检定系统此比较仪有如下特点：经过十几年的努力，我国的量块计量技术有了长足的进步。但是，在量块的干涉计量方面与国际先进水平相比，我国对于干涉条纹小数部分、空气折射率、量块温度、量块线膨胀系数的测量方面均存在明显差距，直接影响到量块测量准确度的提高。为了追赶国际最先进水平，量块计量人员任重道远，当在以下诸方面加强研究：1.空气折射率干涉仪的研制2.量块干涉计量中的相位修正研究3.量块线膨胀系数测定装置的研制4.1等量块国家基准以及计量标准的建立与国际的差距传统量块尺寸检定方法的缺点与局限性？传统量块尺寸检定方的缺点或局限性1．由干涉条纹标尺结构特点，决定了原有干涉仪在设定标准块零位后，测量范围是±200µm，只能采取近乎“一对一”的测量策略，即一个标准块对应一个被检量块,同时需要根据被检量块的尺寸和标准量块的尺寸，手工进行量块的分类和排序；这样大大限制了检定效率的提高；2．量块这样的高精度量具，对检定的环境要求高,如温度等因素对其测量精度影响很大；3．量块检定时是通过目视观察瞄准读数，易引入瞄准读数误差，而且测量数据繁多，判别量块等级的工作量大。量块自动检定系统系统组成测量原理系统工作过程测量精度与测量范围量块自动检定系统系统组成量块自动检定系统测量原理量块自动检定系统测量原理量块自动检定系统测量原理量块自动检定系统系统工作过程开始将待测量块置于工作台调整侧头靠近待测量块，将干涉信号输入信号处理装置摄像头检测量块初步尺寸，并选定标准量块进行标定将输出信号与标准量块信号进行比较，得到实际尺寸和误差结束量块自动检定系统系统组成量块自动检定系统系统工作过程量块识别模块：用于采集摄像头的影像来初步识别量块的初步尺寸值;动作控制模块：用于控制驱动机构的动作，且具有状态复位、手动/自动状态选择、启动测量、靠近、测量、暂停、重新测量等功能;校对模块：用于根据量块识别模块识别的量块初步尺寸或数值输入标准量块，并能根据输入被检量块的数值或范围，自动提示标准量块，按照输入校对次数进行校对;数据处理模块：用于显示量块定级评定的图标、数据等依据，其中数据依据可修改编辑，得到的测量结果包括“量块标称值、长度、长度变动量、长度稳定性、平面度、研合性等(可勾选)”，对检测结果进行等级评定，同时可输入精度等级和公差值，计算机自动给出量块的评定等级;总结量块自动检定系统的优点：1、实现了检测自动化，可以进行“一对多”测量。2、具有温度补偿模块。温度补偿模块能把测量时实时温度传输到信号处理器，可对输出结果进行修正。3、测量过程中读数没有人参与，避免了人眼瞄准读书误差。4、在被检测量块数量很多时，测量检定效率远远高于传统测量方法。ThankYou！