26、圆度测量中的误差分离技术

圆度测量中的误差分离技术

1 引言

在精密圆度测量中，误差分离是一个至关重要的环节。圆度测量仪器报告的径向数据是零件的径向形状误差和旋转轴径向误差的总和。旋转轴的径向误差通常包含随机和系统性两部分，这两部分都会与零件表面产生叠加。为了提高测量的精度和可靠性，需要从测量数据中分离并去除旋转轴径向误差的系统性部分。本文将介绍几种常见的误差分离技术，包括完全反转法、两位置法、双探针法、三探针FFT法和三探针顺序法等。

2 完全反转法（Full Reversal）

完全反转法是一种通过在探测器和工件的两个位置测量工件来分离部分误差和主轴误差的技术。该方法是准确分离主轴误差和工件误差的首选技术。具体步骤如下：

1. 将工件定位在主轴上的任意角度位置，并获取一个圆度轨迹。
2. 将探测器和工件旋转180°。
3. 获取一个新的圆度轨迹。

图1展示了两个反转位置。如果 ( S_x(\theta) ) 是沿敏感方向（探测方向，假设为x）的主轴误差，而 ( R(\theta) ) 是工件误差，那么在位置1（见图1a），探测器读取的测量信号 ( m_1(\theta) ) 为：

[ m_1(\theta) = R(\theta) + S_x(\theta) ]

在位置2（见图1b），探测器读取的测量信号 ( m_2(\theta) ) 为：

[ m_2(\theta) = R(\theta) - S_x(\theta) ]

通过这两个测量信号，可以很容易地获得工件和主轴的误差：

[ R(\theta)