空间孔及轴孔间平行度、垂直度测量仪器的研制
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一、 舅■ 原理和 测量方 囊设 计 ( 一) 误差拾取办法 电感 式传 感器 因其 具有 结构 简单 可靠， 输出 功率 高， 输出 阻抗 小， 对 环境要求低、抗干扰能力强；测量示值稳定，分辨率较高( 测量长度时一 般可达o ．1um) 的优点、通过选取采用电感传感器把平行度及垂直度的几何 误差量 转换成电 量从而拾取 出误差信 号。 ( 二) 测量平行度的原理和方案设计如图1 所示
四、 结柬 语 1．这 套仪器符 合国标 GBl 95— 880形状和 位置公 差检测规 定的要求 。 2．这套测量仪器测量速度每分钟可测量l O—12个空间孔及轴孔间的平 行度、垂直度。 3． 测量 仪器 对环 境要 求低 、测 量示 值稳 定， 故适 应在 工厂 生产 现场 和 车间 计算 测试 室使 用 4．如对测景度要求低和受经济条件限制，也可用百分表、千分表代 替电感传感器组成的这套测量仪器，但相比之下增加读 难度和降低了测 量精 度。
( 四) 测量电路方案设计框图如图3
圆西卜岖两婚司苎币稠 ．1垩! 苎查苎H塞』丝苎堡皇曼H苎!呈重量|
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图3 这 套仪器 通过 采用 电感 传感 器把 平行 度和 垂直 度的 几何 误差 量转 换成 电量 ，然后 经过运 算放大 电路运 算放大 处理后 ，经过 模／数 转换电 路转换 成 数字 量，通 过显示 器直接 显示出数 字读数 ，既方 便又快 速直观 ． =、可涨簟式测量心■的设计 根 GBl 958- 80检测规定，第一种检测原则：理想要素比较原则要
6=、／菇+6i +6；+群+6：
计算出测量仪器的总误差6，根据极限测量误差允许占给定公差值的 1 09 6—3 3％。因此：6=( 1 ／3—1／10) 为平行度和垂直度公差值。根据被测 空间孔及轴孔问平行度、垂直度的精度要求，由上式计算出仪器的总误差 6值，再根据总误差6值，再根据总误差6值选取分配仪器各零部件的精 度等 级来 满足被 测空间 也及 轴孔问 的实 际测量 精度的 要求 。
求，为测量孔和孔之间、轴孔和轴孔之间平行度垂直度就必须正确模拟出 孔心 线和 孔及 孔之间 轴心 线， 如采用 传统 的按被 测孔 孔直 径制造 一个 与之 相 配的固定直径的定值测量芯棒来模拟孔心线和孔及孔之间轴心线，这样的 固 定直径 芯 棒虽然 制 造简单 ， 但因同 批 被测零 件孔 径直 径 都有制 造公 差， 用这样的固定直径心棒测量必然带来测量误差；而且用这样的固定直径芯 棒测量，检测人装卸困难、费力费时。因此能设计出可随被测零件孔孔径 公差 改变而 改变 直径， 与之相 配的可 涨缩的 测量 芯棒非 常必要 。
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应用 科学
空间 孔及轴 孔问平 行度、 垂直度 测量仪 器的研 制
王长武 ( 邯郸纺织机械有限公司河北邯郸056002)
中图分类号：T聃3 文献标 识码： ^ 文章编号：167卜一7597( 2∞8) 0810113一01
我 公司的 许多 产品 在机 械加 工、 装配 和质 量管 理工 作中 ，都 需要 检验 大量 空间 孔及轴 孔间 平行度 和垂 直度的 准确 数据 ，而实 际上 轴 孔 问平 行度 和垂 直度 的准 确数 据是 比较 困 难的 ，因 此为 搞好 质量 控制 、提 高 检测 效率 ，一 种简 便、 经济 、测 量精 度 高， 符合 公差 定 义， 可为 生产 现场 实 用的 检测 仪器 急 待研 制。 这里 介绍 的正是这样‘种测景仪器。
具体设计方 案如图4。
图4 测 量套 轴直 径要 设 计小 于被 测孔 孔径 ， 并在 测量 轴相 应 位置 圆周 每隔 120 度开一 个外 小内人 的圆 孔以放 进钢 球，用 弹簧压 迫外 圆锥顶 }}j 钢 球。 不 测量时，可涨缩测量心棒钢球受弹簧压迫，使二球之间的直径D( 即测量心 棒直径) 处于最大尺寸，大于被测孔孔径的最大名义尺寸。测量时，用手 把可涨缩测量心棒插入被测孔孔中，钢球2 受被测孔孔壁压力压迫内缩推动 外圆锥压迫弹簧4直径中D( 钢球) 等于被测孔孔径尺寸( 这时孔壁压力和 弹簧压力相等平衡不动) ，这样测量心棒的三个钢球自动随被测孔孔径尺 寸大 小涨缩 ，可涨 缩测量 心捧就 制成了 。 兰 、仪 嚣误 差来 曩和 分析 这套 测量仪 器的误差 毛要来 源于以下 五方面 ： 1．钢球的制造精度误差8- ； 2．外圆锥锥度制造精度误差6。； 3． 电感传 感器 测量精 度误差 6 a： 4．测量芯棒 上电感传感器过孔平行度 误差6·； 5．测量芯棒上电感传感器过孔孔距长度洪差6 s。 一 般说 来误 差是 偶 然误 差， 一般 是成 正 态分 布， 故测 量 仪器 的总 误差 值6 可由下 式求得 ；
图2 通过芯轴1 和芯轴2分别模拟孔l 、孔2 的孔心线，用相距定长为L的两 电感传感器1和2 ，通过芯轴1 上的电感传感器支承轴3上的平行两孔同时接 触测量心轴2。如两被测量孔平行则两电感传器示值相等，o 角为零；如不 平行则两电感传感示值必有高度差t ，通过计算t g n=￡ ／L值就 可问接测 量 出空间孔及轴之 间垂直度值。
一
图1 通过芯轴l 和芯轴2 分别模拟孔1 、孔2 的孔中心心线，用相距定长为 L的两电感传感器l 和2。通过芯轴1上的平行两孔同时接触测量芯轴2 。如两 被测量孔平行则两电感传感器示值相等，a 角为零；如不平行两电感传感器 示值必有高度差e，通过计算t g a=c／L的值就可间接测量出空间孔及轴 孔间平行度值。
四、 结柬 语 1．这 套仪器符 合国标 GBl 95— 880形状和 位置公 差检测规 定的要求 。 2．这套测量仪器测量速度每分钟可测量l O—12个空间孔及轴孔间的平 行度、垂直度。 3． 测量 仪器 对环 境要 求低 、测 量示 值稳 定， 故适 应在 工厂 生产 现场 和 车间 计算 测试 室使 用 4．如对测景度要求低和受经济条件限制，也可用百分表、千分表代 替电感传感器组成的这套测量仪器，但相比之下增加读 难度和降低了测 量精 度。
( 四) 测量电路方案设计框图如图3
圆西卜岖两婚司苎币稠 ．1垩! 苎查苎H塞』丝苎堡皇曼H苎!呈重量|
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图3 这 套仪器 通过 采用 电感 传感 器把 平行 度和 垂直 度的 几何 误差 量转 换成 电量 ，然后 经过运 算放大 电路运 算放大 处理后 ，经过 模／数 转换电 路转换 成 数字 量，通 过显示 器直接 显示出数 字读数 ，既方 便又快 速直观 ． =、可涨簟式测量心■的设计 根 GBl 958- 80检测规定，第一种检测原则：理想要素比较原则要
6=、／菇+6i +6；+群+6：
计算出测量仪器的总误差6，根据极限测量误差允许占给定公差值的 1 09 6—3 3％。因此：6=( 1 ／3—1／10) 为平行度和垂直度公差值。根据被测 空间孔及轴孔问平行度、垂直度的精度要求，由上式计算出仪器的总误差 6值，再根据总误差6值，再根据总误差6值选取分配仪器各零部件的精 度等 级来 满足被 测空间 也及 轴孔问 的实 际测量 精度的 要求 。
求，为测量孔和孔之间、轴孔和轴孔之间平行度垂直度就必须正确模拟出 孔心 线和 孔及 孔之间 轴心 线， 如采用 传统 的按被 测孔 孔直 径制造 一个 与之 相 配的固定直径的定值测量芯棒来模拟孔心线和孔及孔之间轴心线，这样的 固 定直径 芯 棒虽然 制 造简单 ， 但因同 批 被测零 件孔 径直 径 都有制 造公 差， 用这样的固定直径心棒测量必然带来测量误差；而且用这样的固定直径芯 棒测量，检测人装卸困难、费力费时。因此能设计出可随被测零件孔孔径 公差 改变而 改变 直径， 与之相 配的可 涨缩的 测量 芯棒非 常必要 。
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应用 科学
空间 孔及轴 孔问平 行度、 垂直度 测量仪 器的研 制
王长武 ( 邯郸纺织机械有限公司河北邯郸056002)
中图分类号：T聃3 文献标 识码： ^ 文章编号：167卜一7597( 2∞8) 0810113一01
我 公司的 许多 产品 在机 械加 工、 装配 和质 量管 理工 作中 ，都 需要 检验 大量 空间 孔及轴 孔间 平行度 和垂 直度的 准确 数据 ，而实 际上 轴 孔 问平 行度 和垂 直度 的准 确数 据是 比较 困 难的 ，因 此为 搞好 质量 控制 、提 高 检测 效率 ，一 种简 便、 经济 、测 量精 度 高， 符合 公差 定 义， 可为 生产 现场 实 用的 检测 仪器 急 待研 制。 这里 介绍 的正是这样‘种测景仪器。
具体设计方 案如图4。
图4 测 量套 轴直 径要 设 计小 于被 测孔 孔径 ， 并在 测量 轴相 应 位置 圆周 每隔 120 度开一 个外 小内人 的圆 孔以放 进钢 球，用 弹簧压 迫外 圆锥顶 }}j 钢 球。 不 测量时，可涨缩测量心棒钢球受弹簧压迫，使二球之间的直径D( 即测量心 棒直径) 处于最大尺寸，大于被测孔孔径的最大名义尺寸。测量时，用手 把可涨缩测量心棒插入被测孔孔中，钢球2 受被测孔孔壁压力压迫内缩推动 外圆锥压迫弹簧4直径中D( 钢球) 等于被测孔孔径尺寸( 这时孔壁压力和 弹簧压力相等平衡不动) ，这样测量心棒的三个钢球自动随被测孔孔径尺 寸大 小涨缩 ，可涨 缩测量 心捧就 制成了 。 兰 、仪 嚣误 差来 曩和 分析 这套 测量仪 器的误差 毛要来 源于以下 五方面 ： 1．钢球的制造精度误差8- ； 2．外圆锥锥度制造精度误差6。； 3． 电感传 感器 测量精 度误差 6 a： 4．测量芯棒 上电感传感器过孔平行度 误差6·； 5．测量芯棒上电感传感器过孔孔距长度洪差6 s。 一 般说 来误 差是 偶 然误 差， 一般 是成 正 态分 布， 故测 量 仪器 的总 误差 值6 可由下 式求得 ；
图2 通过芯轴1 和芯轴2分别模拟孔l 、孔2 的孔心线，用相距定长为L的两 电感传感器1和2 ，通过芯轴1 上的电感传感器支承轴3上的平行两孔同时接 触测量心轴2。如两被测量孔平行则两电感传器示值相等，o 角为零；如不 平行则两电感传感示值必有高度差t ，通过计算t g n=￡ ／L值就 可问接测 量 出空间孔及轴之 间垂直度值。
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图1 通过芯轴l 和芯轴2 分别模拟孔1 、孔2 的孔中心心线，用相距定长为 L的两电感传感器l 和2。通过芯轴1上的平行两孔同时接触测量芯轴2 。如两 被测量孔平行则两电感传感器示值相等，a 角为零；如不平行两电感传感器 示值必有高度差e，通过计算t g a=c／L的值就可间接测量出空间孔及轴 孔间平行度值。
