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点对点量块自动化检定系统的研究

高顺民  
【摘要】:量块的检定是长度计量中的一项重要内容,通过量块将长度基准传递到机械零件和产品的尺寸上,从而保证量值统一。科技进步和经济发展,带动企业量块检定批量增加,并对量值溯源设备提出更高要求,因此研发一套高精度、自动化、高效率的量块检定系统迫在眉睫。 为了减小量块检定过程中手动测量带来的人为影响和定位不准带来的误差,测量系统采用步进电机自动定位技术更换被检量块和标准量块上的测量点;采用一对多的比较检定方法,减少标准量块数量;采用温度传感器测量量块表面的温度,实时对量块长度变化进行补偿;为避免传统量块检定过程中的人工判读误差和提高检定效率,本测量装置采用了自行开发的测量软件,实现了对量块自动判定等级和数据处理自动化。 本论文主要进行了以下几个方面的工作: 1.深入了解国家量块检定规程、量块检定技术和量块检定研究的发展概况,对点对点量块自动化检定系统进行整体设计。 2.设计以单片机为核心的信号采集和控制模块,该模块用于采集微小位移信号、测量量块表面温度,控制二维步进电机移动平台的自动定位,以及和计算机通讯。 3.设计步进电机的加减速算法,减小定位振动干扰,并对二维步进电机移动平台的重复定位精度进行验证;设计两种电感测头微小位移信号处理电路实现信号处理。 4.编写测量软件,实现计算机控制二维步进电机移动平台、激光干涉仪和电感测微仪的协调工作,存储和处理数据,并自动判定量块等级和打印检定证书。 5.建立本测量系统的数学模型,并对该系统的测量不确定度进行分析,确认该系统符合国家规定的二等量块检定三等量块的要求。进行一系列的量块检定实验,对数据进行分析,验证了该系统的可靠性。


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