一種用于三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的傳感器安裝角度選擇方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于精密回轉(zhuǎn)體高精度測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及一種用于三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的傳感器安裝角度選擇方法。本發(fā)明在三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合分離過(guò)程中權(quán)函數(shù)自身性質(zhì)，不再以某一特定值為傳感器安裝角度選擇目標(biāo)，而是在滿足一定誤差容許區(qū)間的條件下，篩選符合預(yù)設(shè)條件的角度組合集合，進(jìn)而比較得出傳感器最優(yōu)安裝角度組合。與傳統(tǒng)的角度選擇方法相比，本發(fā)明有效地控制了由于傳感器安裝偏差所引起的權(quán)函數(shù)諧波抑制現(xiàn)象，在傳感器安裝角度輕微偏離預(yù)設(shè)角度時(shí)，仍能保障誤差分離過(guò)程的精度。本發(fā)明無(wú)需繁雜數(shù)據(jù)后處理過(guò)程，角度選取周期較短，并且實(shí)施流程簡(jiǎn)單、推導(dǎo)過(guò)程簡(jiǎn)潔，利于計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)。
【專利說(shuō)明】一種用于三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的傳感器安裝角度選擇 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于精密回轉(zhuǎn)體高精度測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于三點(diǎn)法圓度誤差 分離技術(shù)的傳感器安裝角度選擇方法，該方法可有效減小由傳感器安裝偏差所引起的權(quán)函 數(shù)諧波抑制現(xiàn)象，從而提高了誤差分離精度。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于三點(diǎn)法誤差分離技術(shù)具備可在機(jī)測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，其在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。 該方法需要三個(gè)位移傳感器按一定夾角共面安裝，而傳感器安裝角度的選擇對(duì)誤差分離的 精度影響比較大。傳統(tǒng)方法中一般都是通過(guò)對(duì)權(quán)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化而得到傳感器理想安裝角 度，但這一過(guò)程中并未充分考慮傳感器的實(shí)際安裝偏差問(wèn)題。由于誤差分離中的權(quán)函數(shù)諧 波特性與傳感器角度具有直接的相關(guān)性，即使傳感器安裝角度發(fā)生很小的變化也有可能導(dǎo) 致權(quán)函數(shù)發(fā)生顯著的諧波抑制現(xiàn)象，進(jìn)而影響圓度誤差分離精度，甚至導(dǎo)致錯(cuò)誤的誤差分 離結(jié)果。
[0003] 因此，有必要對(duì)傳感器安裝角度的選擇方法進(jìn)行分析，提出新的安裝角度選擇思 路，確保在傳感器安裝角度存在一定范圍偏差的情況下也能避免誤差分離過(guò)程中發(fā)生諧波 抑制現(xiàn)象，保障誤差分離精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種新的傳感器安裝角度選擇 的方法，使其有效地克服實(shí)際中由于傳感器安裝偏差所引起的圓度分離誤差。
[0005] 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種用于三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的傳感器安裝角度選擇方法，包括下述步驟：
[0007] 步驟一、篩選出滿足min{|H(?) |} > Vstd的角度組合集R2(a，￠);
[0008] 其中，a為傳感器一、傳感器二的安裝夾角，P為傳感器一、傳感器三的安裝夾 角，H(co)為三點(diǎn)法圓度誤差分離過(guò)程中的權(quán)函數(shù)，V std為最小權(quán)函數(shù)參考值；
[0009]步驟二、對(duì)角度組合（泛,歹），若 A [泛-w，a+w]，
[萬(wàn)-w,歹+M]時(shí)，可使得任意角度組合（a，￠)都符合min{|H(?) |} > Vstd條件，則 (歹，及）為一組符合誤差容許區(qū)間的角度組合，進(jìn)而對(duì)角度組合集R2(a，￠)中的所有元素 進(jìn)行篩選，得到角度組合集合/?2(瓦及）；
[0010] 其中，U為角度誤差容許區(qū)間；
[0011] 步驟三、任選一組角度組合（瓦盧）ei?2(瓦萬(wàn)），計(jì)算所有符合 a e[a -u,a + u] > [/? - w，/? + w]條件的角度組合（a @ 〇 所對(duì)應(yīng) min{|H(?) |}的平均值 Ti ;
[0012] 步驟四、設(shè)置Ttjpt = Hiax(Ti)，找出與T_對(duì)應(yīng)的集合/?2(瓦及)中的角度組合，即為 最優(yōu)傳感器安裝角度（ct _，0 _)。
[0013] 上述步驟三中的角度組合Ui, Pi)所對(duì)應(yīng)min{|H(?) |}的平均值凡按如下公 式計(jì)算：
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的傳感器安裝角度選擇方法，其特征在于：包括 下述步驟： 步驟一、篩選出滿足π?η{|Η(ω) |} > Vstd的角度組合集R2(a，β); 其中，a為傳感器一（I)、傳感器二（2)的安裝夾角；β為傳感器一（I)、傳感器三（3) 的安裝夾角；Η(ω)為三點(diǎn)法圓度誤差分離過(guò)程中的權(quán)函數(shù)，Vstd為最小權(quán)函數(shù)參考值； 步驟二、對(duì)角度組合，若當(dāng)<7￡[泛-《，歹+ ?]， 戶e[歹-W.萬(wàn)+ W]時(shí)，可使得任意角度組合（α，β)都符合π?η{|Η(ω) |} > Vstd條件，則 (?,^)為一組符合誤差容許區(qū)間的角度組合，進(jìn)而對(duì)角度組合集R2(a，β)中的所有元素 進(jìn)行篩選，得到角度組合集合及2(斤,及)； 其中，u為角度誤差容許區(qū)間； 步驟三、任選一組角度組合灰,萬(wàn)）e/?2(瓦及），計(jì)算所有符合 a e[a-u,a + u] > [戶-m，^ + w]條件的角度組合（a " β 〇所對(duì)應(yīng) π?η{|Η(ω) |}的平均值 Ti ; 步驟四、設(shè)置T_ = max (Ti)，找出與Τ_對(duì)應(yīng)的集合if2(瓦為中的角度組合，即為最優(yōu) 傳感器安裝角度β_)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種用于三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的傳感器安裝角度選擇方 法，其特征在于：所述的步驟三中的角度組合Ui, ^i)所對(duì)應(yīng)π?η{|Η(ω) |}的平均值凡 按如下公式計(jì)算：
其中，S為角度分析步距，i = 1，2. . . (2u/ δ )2。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種用于三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的傳感器安裝角度選擇方 法，其特征在于：所述的步驟一中的傳感器夾角α、β的取值滿足如下約束條件：
4. 如權(quán)利要求1所述的一種用于三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的傳感器安裝角度選擇方 法，其特征在于：所述的步驟一中的最小權(quán)函數(shù)參考值V std取值不小于1 ;所述步驟二中的 角度誤差容許區(qū)間u取值不小于0. Γ。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種用于三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)的傳感器安裝角度選擇方 法，其特征在于：所述的角度分析步距δ取值不大于0.1°。
【文檔編號(hào)】G01B21/00GK104374353SQ201410667811
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】章云, 邱海龍, 張大興, 魏?jiǎn)? 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)