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三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量誤差分析,又是干貨!

發(fā)布日期: 2022-04-13
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 作為高精度的測(cè)量設(shè)備,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量誤差問(wèn)題一直存在,為了進(jìn)一步提高該設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值,許多專(zhuān)業(yè)人員針對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的各類(lèi)誤差,提出了相應(yīng)的補(bǔ)償方法,盡可能的消除各類(lèi)誤差,得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
  三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)常見(jiàn)誤差類(lèi)型
  在相關(guān)理論基礎(chǔ)上,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的誤差類(lèi)型可以分為兩類(lèi),即靜態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)誤差,其中靜態(tài)誤差的特點(diǎn)在于其誤差值會(huì)始終保持在穩(wěn)定水平,而動(dòng)態(tài)誤差則會(huì)隨著存在時(shí)間的增長(zhǎng)而增加,所以在誤差補(bǔ)償角度上,應(yīng)當(dāng)先對(duì)兩種誤差進(jìn)行了解,再選擇相應(yīng)的方法。今天將介紹三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)靜態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)誤差的產(chǎn)生原因以及事例表現(xiàn)。
 ?。?)靜態(tài)誤差。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的靜態(tài)誤差產(chǎn)生原因一般在于:外部因素對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)造成了瞬時(shí)性影響,此類(lèi)影響帶來(lái)的誤差因?yàn)橛绊戅D(zhuǎn)瞬即逝,所以不容易發(fā)生變化,但這一表現(xiàn)不代表靜態(tài)誤差的影響力不大,因?yàn)樵谕ǔG闆r下靜態(tài)誤差的誤差值要大于動(dòng)態(tài)誤差的初始值,乃至動(dòng)態(tài)誤差經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)展后也無(wú)法超過(guò)靜態(tài)誤差值,所以應(yīng)當(dāng)對(duì)靜態(tài)誤差保持重視。例如,在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量當(dāng)中,其測(cè)頭測(cè)針存在磨損現(xiàn)象,此時(shí)就會(huì)形成靜態(tài)誤差)
 ?。?)動(dòng)態(tài)誤差。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)動(dòng)態(tài)誤差的產(chǎn)生原因有很多,例如溫度、灰塵、人工等外在因素,此類(lèi)誤差在大部分情況下都會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加誤差值,但在特殊情況下會(huì)表現(xiàn)出不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)化表現(xiàn)。例如:在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量當(dāng)中,周邊的溫度、灰塵會(huì)隨著時(shí)間累積而增長(zhǎng),相應(yīng)引起的測(cè)量誤差值也會(huì)隨之增長(zhǎng),這即為動(dòng)態(tài)誤差的常規(guī)表現(xiàn);在人工因素下,介于人工不穩(wěn)定性的特征,其來(lái)點(diǎn)測(cè)量速度會(huì)不平衡,但具體表現(xiàn)卻無(wú)法預(yù)測(cè),由此就形成了不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)誤差表現(xiàn)。
  此外,在靜態(tài)誤差與動(dòng)態(tài)誤差的綜合角度上,靜態(tài)誤差本身雖然不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間增長(zhǎng)而發(fā)生變化,但在其他因素條件下,其會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)性表現(xiàn),例如測(cè)頭測(cè)針磨損現(xiàn)象就會(huì)在長(zhǎng)期應(yīng)用當(dāng)中愈發(fā)嚴(yán)重,這即為一種動(dòng)態(tài)性表現(xiàn),針對(duì)這一現(xiàn)象,在誤差補(bǔ)償中影響以當(dāng)前靜態(tài)誤差值為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算,以保障計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性。
  三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)常見(jiàn)誤差補(bǔ)償方法
  結(jié)合相關(guān)理論得知,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)誤差補(bǔ)償方法主要有三種,即溫度補(bǔ)償法、軟件修正補(bǔ)償法、測(cè)量力誤差補(bǔ)償法,對(duì)此下文將進(jìn)行相關(guān)分析。
  溫度補(bǔ)償法
  溫度是引起三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)誤差的重要因素,且在此因素條件下,靜態(tài)誤差與動(dòng)態(tài)誤差可能同時(shí)存在,所以在測(cè)量當(dāng)中采用溫度補(bǔ)償法是消除測(cè)量誤差的重要舉措。在相關(guān)理論當(dāng)中,溫度補(bǔ)償法分為三個(gè)部分,即標(biāo)溫下結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定、溫度實(shí)時(shí)采集、誤差系數(shù)補(bǔ)償,下面對(duì)三個(gè)步驟的具體內(nèi)容進(jìn)行分析。
 ?。?)標(biāo)溫下結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定。在溫度引起的靜態(tài)誤差當(dāng)中,需要先確認(rèn)正常溫度條件下,設(shè)備低誤差參數(shù),即三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)未受溫度影響之前,其所有結(jié)構(gòu)的參數(shù)數(shù)值,確認(rèn)之后即可得到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比參數(shù)集,主要用于之后的誤差值對(duì)比當(dāng)中。
  (2)溫度實(shí)時(shí)采集。在完成上述參數(shù)標(biāo)定工作之后,需要對(duì)當(dāng)前存在溫度誤差的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。依照標(biāo)定參數(shù)集中的每個(gè)參數(shù)項(xiàng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量、采集,以得到設(shè)備當(dāng)前的參數(shù)集合。之后將參數(shù)標(biāo)定結(jié)果與實(shí)際采集結(jié)果相互對(duì)比,即可得到當(dāng)前三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)誤差與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)之間的差距,以供后續(xù)補(bǔ)償調(diào)整。
 ?。?)誤差系數(shù)補(bǔ)償。根據(jù)上述溫度實(shí)時(shí)采集與標(biāo)定參數(shù)的對(duì)比結(jié)果,可以采用溫度熱變形誤差公式來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償,在補(bǔ)償過(guò)程當(dāng)中,要將對(duì)比得出的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)實(shí)際誤差與參數(shù)誤差的比值代入公式當(dāng)中,通過(guò)數(shù)值補(bǔ)償將設(shè)備參數(shù)調(diào)整到與標(biāo)定參數(shù)一致的水平下即可。
  此外,介于上述分析可見(jiàn),溫度補(bǔ)償法的應(yīng)用相對(duì)復(fù)雜,且需要進(jìn)行多項(xiàng)對(duì)比,那么為了保障該方法應(yīng)用順利,建議采用仿真軟件來(lái)模擬標(biāo)定參數(shù)設(shè)備與誤差設(shè)備,以此得到兩個(gè)模型,借助模型的直觀性可以簡(jiǎn)化其中計(jì)算過(guò)程。
  軟件修正補(bǔ)償法
  軟件修正補(bǔ)償法是一種針對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)動(dòng)態(tài)誤差來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ趯?shí)際應(yīng)用當(dāng)中十分常見(jiàn)。具體應(yīng)用上,介于上述動(dòng)態(tài)誤差的溫度、環(huán)境、人工分析結(jié)果可見(jiàn),動(dòng)態(tài)誤差可以被分為兩個(gè)類(lèi)型,這兩個(gè)類(lèi)型被稱(chēng)為實(shí)時(shí)性動(dòng)態(tài)誤差、非實(shí)時(shí)性動(dòng)態(tài)誤差,那么針對(duì)實(shí)時(shí)性動(dòng)態(tài)誤差,在軟件修正補(bǔ)償法當(dāng)中,直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,使其與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)一致即可;針對(duì)非實(shí)時(shí)性誤差,則利用采集系統(tǒng)來(lái)獲得設(shè)備當(dāng)前誤差系數(shù),再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)進(jìn)行矯正即可。
  測(cè)量力誤差補(bǔ)償法
  在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)應(yīng)用當(dāng)中,如果其測(cè)量力存在異常容易導(dǎo)致側(cè)桿彎曲,相應(yīng)引起誤差現(xiàn)象,此類(lèi)誤差屬于非實(shí)時(shí)性動(dòng)態(tài)誤差,那么針對(duì)此類(lèi)誤差,除了上述提到的軟件修正補(bǔ)償法以外,還可以采用測(cè)量力誤差補(bǔ)償法來(lái)進(jìn)行調(diào)整。具體應(yīng)用當(dāng)中,首先利用仿真軟件(或其他建模軟件)來(lái)建立三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)頭、測(cè)桿結(jié)構(gòu)模型,其次將當(dāng)前測(cè)量力輸入模型當(dāng)中,在看測(cè)桿是否彎曲、彎曲程度,如果存在彎曲,則減弱模型中的測(cè)量力,直至測(cè)桿不彎曲,且滿足測(cè)量需求位置,最終將模型測(cè)量力參數(shù)輸入三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)當(dāng)中即可起到應(yīng)有的效果。
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