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詳細(xì)介紹
球板校準(zhǔn)規(guī)范
Calibration specification of ball plate
適用于光學(xué)三維掃描測(cè)量?jī)x的計(jì)量陣列結(jié)構(gòu)球板
球板是一種多尺寸和坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)器，由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球鑲嵌在平板上構(gòu)成?；w一般采用鋼和碳纖維材料。球是組成球板的基本要素，可分為規(guī)則和不規(guī)則結(jié)構(gòu)的球板。球直徑、形狀、球心距和球心坐標(biāo)是球板的主要計(jì)量特性。
測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備
推薦采用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有三維探測(cè)能力，可以對(duì)球的直徑、形狀和球心距進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。對(duì)于規(guī)則陣列結(jié)構(gòu)的球板校準(zhǔn)，可以采用多個(gè)位置測(cè)量的方法，提高測(cè)量不確定度。允許使用滿足不確定度要求的其他設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。
校準(zhǔn)方法
(1)根據(jù)球板的結(jié)構(gòu)和說(shuō)明書(shū)， 測(cè)量球板上的定向元素，由標(biāo)準(zhǔn)球的球心及連線構(gòu)成坐標(biāo)系的零點(diǎn)和軸線方向，建立測(cè)量坐標(biāo)系。
(2)對(duì)球板上的每個(gè)球進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量點(diǎn)分布可根據(jù)球板結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。通常在球表面均勻采集25個(gè)點(diǎn)，數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布如下：
-在標(biāo)準(zhǔn)球的極點(diǎn)(探針?lè)较蛩x) 一點(diǎn)；
-極點(diǎn)下22. 5°四點(diǎn)(均勻分布) ；
-極點(diǎn)下45°八點(diǎn)(均勻分布) ，相對(duì)于前一組點(diǎn)旋轉(zhuǎn)22. 5°；
-極點(diǎn)下67.5°四點(diǎn)(均勻分布) ，相對(duì)于前一組點(diǎn)旋轉(zhuǎn)22. 5°；
-極點(diǎn)下90° (即在赤道上)八點(diǎn)(均勻分布) ，相對(duì)于前一組點(diǎn)旋轉(zhuǎn)22. 5°。
測(cè)量數(shù)據(jù)處理
1.擬合球
利用*小二乘法擬合球，分別獲得n個(gè)球的球直徑Di和球心坐標(biāo)(xi, yi, zi)。
2.球直徑
直徑即為球板上各球的球徑D。
3.球形狀誤差
計(jì)算球i上的測(cè)量點(diǎn)與擬合球心的距離，其*大距離Rimax和*小距離Rimin 之差，即為球面形狀誤差
4.球心坐標(biāo)
規(guī)則陣列結(jié)構(gòu)的球板通常用于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的誤差分離。為了提高球心坐標(biāo)測(cè)量不確定度，對(duì)25個(gè)球的球板進(jìn)行4個(gè)位置的測(cè)量，以消除坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的幾何參數(shù)誤差的影響。對(duì)于其它球數(shù)的球板參照此方法進(jìn)行。位置(b)是位置(a)繞坐標(biāo)機(jī)的Z軸旋轉(zhuǎn)180°，位置(c)是位置(a)繞Y旋轉(zhuǎn)180°，位置(d)是位置(c)繞Z旋轉(zhuǎn)180°，取4次測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值作為測(cè)量結(jié)果。在每個(gè)位置的測(cè)量中，進(jìn)行正反向測(cè)量，取兩次數(shù)據(jù)的平均值作為測(cè)量結(jié)果，以消除溫度漂移的影響。
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