基準轉換在幾何量計量中的應用

張玥如

關鍵詞：機械測量；基準轉換；幾何量計量

中圖法分類號：TB92 文獻標識碼：A

1基準轉換的概念和原則

在工業生產制造的過程中，大多數的零部件從生產加工到裝配都需要應用到測量技術，其中基準對于加工、裝配人員來說十分重要。基準被分為基準點、基準直線、基準平面等，是確定幾何要素之間關系的基本。無論是形狀還是位置上的差距，都需要通過基準來進行測量，若脫離基準，則將無法保證測量的準確性。在工程測量工作中經常會遇見基準和測量要素不同的問題，因此，需要根據被測量部件的結構和特殊性來利用基準轉換的方式進行測量。通過引進中間基準值，獲得被測部件要素與中間基準的關系，再通過換算的方式獲得被測部件要素與實際基準之間的關系，從而獲取正確的測量結果。

在基準轉換的過程中，選擇中間基準值是最關鍵的。基準轉換包含對設計工藝和測量的協調統一，從而確保測量的準確性。在基準轉換基礎上進行測量時需要考慮方位和精準度，并對基準位置進行調節，讓形狀和直線等要素都滿足測量要求。此后，根據測量要素的距離來對平面要素進行細化調整，保證與測量基準處于等高位置，再通過細微調節、處理數據來獲取誤差數據和最終結論。另外，定位基準包含粗基準和精基準，粗基準是指還處于毛坯狀態的零部件表面定位基準情況：精基準則是已經處于毛坯以上受到過機械加工的零部件表面定位基準情況。在選擇基準時，需要選擇粗基準狀態的零部件，若存在多個未加工面，則需要選擇與加工表面精度有高要求的零件，以確保位置之間的精準程度。

為了讓表面的余量呈現均勻的狀態，要以粗基準為準進行加工，并且以最小余量表面進行加工。測量時也需要遵循基準重合的原則，避免因基準不重合而造成數據誤差。

2基準轉換的重要性

隨著經濟的發展，工業制造行業也得到了迅速發展，尤其是機械產品加工質量的測量程度大大加強，為確保機械生產的安全性，需要應用幾何量計量方式。而幾何量計量的重點則在于基準測量，如果實際測量值未按照基準進行測量，會導致最終測量結果出現偏差，并造成機械產品加工、生產失誤。在測量期間，由于要素的變更導致測量的難度增加，因此，需要基準轉換，即通過換算來獲取檢測要素，從而提高測量的效果與精準度。

2.1檢查誤差

在實際測量工作中，指示表檢定儀很容易出現顯示數值有誤差的情況。因此，需要對檢視誤差的工作予以重視。首先，可以在監測儀器上安裝電感測微儀等測量裝置，精準定位被檢測部分，電感測微儀的數值也要調至0。其次，旋轉鑒定儀器的手輪，使其與被檢測部位齊平，根據數據來把誤差控制在最小，從而獲得有效誤差檢定數據。在實際檢定環節中，會以監測儀器的測桿測量面來作為基準面，并且大多數儀器長時間的投入使用，很多檢測桿測量面的精準度已經無法滿足實際需求，尤其是部分測量面存在嚴重的凹陷情況，導致最終檢定時存在很大的誤差值。為了改善這一情況，需要在檢測時把量塊放置在測量桿測量面與測量儀之中，保證平面度的完整性，之后再進行重新鑒定，便能夠有效減小誤差值，讓檢測結果保持在規定范圍內。

國內各個制造行業已經廣泛應用了測量儀器，尤其是飛機制造行業也利用數字化測量儀器來對零部件的改造、安裝進行了調整。大型產業的幾何量計量方式已經由地理的儀器設備校準轉變為由系統來進行綜合的校準。目前使用多個測量儀器.并進行優勢互補已經承接了大尺寸部件幾何量計量的最新發展趨勢。通過準確的協同測量方式能夠有效縮短制造的周期，并提高制造的質量。與單一的測量儀器相比，多儀器共同進行測量操作，能夠有效提高數據的融合和優化能力。傳統的測量儀器設備無法滿足校準需求，因此在對協同測量進行基準轉換的同時，也需要優化測量工具、規范方式等，從而提高測量的校準精度。

例如，目前常用的數顯高度測量儀器就被廣泛應用在工業生產工作中，在對產品進行驗收時會使用高度計來對其進行單軸測量，若某因素造成測量精準程度的變化，則會導致結果產生誤差。因此，需要制定出科學的環境因素規則，并進行二次評估。另外，需要保證儀器與量塊之間的溫度屬于平衡狀態，在檢測前要將儀器的探頭清潔干凈，再進行測量。但即便如此，還是存在測量數據誤差大、測量不標準的情況。為了盡可能地減少誤差，需要應用各類儀器進行檢測。在明確參考平面后，減少其他因素的影響，或是利用精確度更高的儀器來提高測量精準度。先利用高度計來獲取數據，維持測量狀態，減小平面度誤差，若在測量中識別出平面凹凸點，則會影響測量儀器的精準程度。因此，需要使用標準量塊來減少影響，并利用儀器實現精準測量。

2.2測量精準度

通過選擇正確的測量基準面來提高測量的精準程度，減小檢測誤差。在檢定期間也要進行有效測量，保證測量面的平行程度，當檢定值存在明顯誤差時，不能直接將探測頭對準后就進行清零，而是需要利用量塊來確定0的位置，從而保證測量的準確性。另外，需要做好測量基準面的基準轉換。

2.3示值誤差檢定

數顯測高儀在幾何量計量中通常被作為測量的儀器，并且被應用于產品的生產驗收、定期檢測等環節。但是，在實際工作中，溫度與濕度的變化會影響基準測量面平板的精準程度，因此，在將基準轉換應用于幾何量計量中需要將環境因素先全部排除，之后再考慮檢定方式是否合理。

在實際計量環節，還需要讓定位基準和測量基準的技術基準處于重合狀態。但是，由于部件生產類型的不同和其他因素的影響，讓測量結果無法按照既定的基準來進行疊加操作。因此，在操作期間，相關技術與設計的基準并不保持一致，而是通過改造設計的基準來實現基準維度之間的轉換，這既能保證特殊部件的精準程度，還能夠保證加工難度維持原樣。

測量精準通過位置的調整，讓基準測量的相同元素處于同一個高度，讓兩個部門的距離盡可能地處于軸旋轉位置。再通過數據的調整、處理來獲取最終的數據結果，做好基準轉換前期處理工作，確保幾何量計量工作的有效發展，并為最終獲取數據的準確性提供保障。

3基準轉換在幾何量計量中的應用

3.1基準轉換在雙頻激光干涉儀中的應用

數控機床軸線的直線位置誤差通常使用雙頻激光干涉儀來校準，反射鏡固定在機床的主軸上，干涉鏡置于機床的工作臺上，激光頭發出的激光束平行于被測軸的運動方向。但是，在實際工作期間，我們會發現光路調整好后進行幾何量計量時，位移數據的誤差較大，很難穩定在某個數值區間，導致數據采集工作很難獲得進展。所以，一般會選擇將激光安設在三腳架上，在進行實際測量期間，通常會選擇使用激光干涉儀來對機床的定位、精準程度進行測量。在測量過程中，會在運動軸上固定安裝反射鏡，并在工作臺上放置分光鏡，在固定好所有儀器后才能進行精準測量。在測量時很有可能會因為定位較小而導致無法在反射鏡上呈現出較好的測量結果，面對這種情況，可以通過調整三腳架的放置位置來進行改善。將三腳架放置在操作機床和激光儀器中間，并在三腳架后放置一個分光鏡，通過不斷的視角調整來選擇最佳的測量角度。在調整好所有設備的擺放位置后便能夠進行正式的測量工作。使用這種測量方法雖然能夠有效確保幾何量計量工作的正常開展，但是會對測量的精準程度造成影響，無法保障測量結果的準確性。對于數據的收集工作也較難展開，需要細化測量問題，尤其是在機床施工過程中，所謂的中心點會不斷產生偏移，導致整個測量環境出現傾斜的情況，加大了系統發生故障的概率。若只干涉儀器，則無法為幾何量計量的穩定性提供保障，甚至會影響最終的數據呈現情況。因此，在實際測量點過程中，需要區分分光鏡的使用方式、擺放位置等。

3.2基準轉換在指示表檢定儀中的應用

在對指示表檢定儀進行操作時也很容易存在誤差。若檢定指示表、檢定儀存在顯示數值誤差，則可以將電感測微儀的探測頭安裝在檢定儀的插孔中，把被檢的檢定儀調整到對準所選擇檢定段的起始位置，用電感測微儀的測頭頂住檢定儀的測桿測量面，之后再將電感測微儀數值調整到0，按照所選擇的檢定間隔依次置換量塊，把旋轉檢定儀的手輪調整到受檢點，這可以讓電感測微儀顯示出各點存在的誤差值。

3.3基準轉換在數顯測高儀中的應用

在日常的計量檢定工作中，不可避免會遇到基準面的選擇，若選擇的基準面存在錯誤情況，則會導致最終的分析測量結果存在誤差。將已經合格的產品判定為不合格，會直接影響檢測的質量和經濟效益。較為常見的就是由于數顯測高儀示值誤差而導致的檢定結果失誤。數顯測高儀作為幾何量計量中較為精密的測量儀器，廣泛應用于生產活動中。除此之外，需要保證采取正確的幾何量計量方式，從而保證最終得到的數據的正確性和精準性。盡可能地排除環境因素的影響，減少誤差的存在。

4幾何量計量的發展愿景

幾何量計量是計量學的基礎，隨著科技水平的提升和社會經濟的發展，我們對于經濟交流、資源開發、節能環保、技術研發、生活水平等方面的要求越來越高，每次對科技進行研發更新都會給人民群眾的利益、生活帶來極大的改變。面對這種情況更需要不斷優化、完善幾何量計量技術，為現代化的科研與發展提供保障。幾何量計量已經成為現代生活中不可或缺的一部分，目前的幾何量計量還需要以基準標準為基礎來進行發展，但是在儀器的研發和精細化零部件測試方面已經獲得成功，甚至有部分技術已經逐漸逼近國際先進水平。因此，在未來發展的道路上，幾何量計量技術還存在許多的可能性，甚至能夠進化到自動化、動態性等多功能計量中。只要積極開發幾何量計量技術，將基準轉換應用到其中，便能夠有效改善當前幾何量計量中存在的誤差，實現高精度、科學的幾何量計量方式。

5結束語

在科技不斷發展的過程中，幾何量計量的發展空間逐步擴大，并在各個領域中都獲得了廣泛的應用，尤其是在科研、建筑等行業發揮了巨大的作用。在未來，幾何量計量也會朝著多功能的方向發展，我們要深入鉆研基準轉換在幾何量計量中的應用，為人們提供更好的服務。

作者簡介：

張明如（1997—），本科，助理工程師，研究方向：幾何量計量。