基准转换在几何量计量中的应用

张玥如

关键词：机械测量；基准转换；几何量计量

中图法分类号：TB92 文献标识码：A

1基准转换的概念和原则

在工业生产制造的过程中，大多数的零部件从生产加工到装配都需要应用到测量技术，其中基准对于加工、装配人员来说十分重要。基准被分为基准点、基准直线、基准平面等，是确定几何要素之间关系的基本。无论是形状还是位置上的差距，都需要通过基准来进行测量，若脱离基准，则将无法保证测量的准确性。在工程测量工作中经常会遇见基准和测量要素不同的问题，因此，需要根据被测量部件的结构和特殊性来利用基准转換的方式进行测量。通过引进中间基准值，获得被测部件要素与中间基准的关系，再通过换算的方式获得被测部件要素与实际基准之间的关系，从而获取正确的测量结果。

在基准转换的过程中，选择中间基准值是最关键的。基准转换包含对设计工艺和测量的协调统一，从而确保测量的准确性。在基准转换基础上进行测量时需要考虑方位和精准度，并对基准位置进行调节，让形状和直线等要素都满足测量要求。此后，根据测量要素的距离来对平面要素进行细化调整，保证与测量基准处于等高位置，再通过细微调节、处理数据来获取误差数据和最终结论。另外，定位基准包含粗基准和精基准，粗基准是指还处于毛坯状态的零部件表面定位基准情况：精基准则是已经处于毛坯以上受到过机械加工的零部件表面定位基准情况。在选择基准时，需要选择粗基准状态的零部件，若存在多个未加工面，则需要选择与加工表面精度有高要求的零件，以确保位置之间的精准程度。

为了让表面的余量呈现均匀的状态，要以粗基准为准进行加工，并且以最小余量表面进行加工。测量时也需要遵循基准重合的原则，避免因基准不重合而造成数据误差。

2基准转换的重要性

随着经济的发展，工业制造行业也得到了迅速发展，尤其是机械产品加工质量的测量程度大大加强，为确保机械生产的安全性，需要应用几何量计量方式。而几何量计量的重点则在于基准测量，如果实际测量值未按照基准进行测量，会导致最终测量结果出现偏差，并造成机械产品加工、生产失误。在测量期间，由于要素的变更导致测量的难度增加，因此，需要基准转换，即通过换算来获取检测要素，从而提高测量的效果与精准度。

2.1检查误差

在实际测量工作中，指示表检定仪很容易出现显示数值有误差的情况。因此，需要对检视误差的工作予以重视。首先，可以在监测仪器上安装电感测微仪等测量装置，精准定位被检测部分，电感测微仪的数值也要调至0。其次，旋转鉴定仪器的手轮，使其与被检测部位齐平，根据数据来把误差控制在最小，从而获得有效误差检定数据。在实际检定环节中，会以监测仪器的测杆测量面来作为基准面，并且大多数仪器长时间的投入使用，很多检测杆测量面的精准度已经无法满足实际需求，尤其是部分测量面存在严重的凹陷情况，导致最终检定时存在很大的误差值。为了改善这一情况，需要在检测时把量块放置在测量杆测量面与测量仪之中，保证平面度的完整性，之后再进行重新鉴定，便能够有效减小误差值，让检测结果保持在规定范围内。

国内各个制造行业已经广泛应用了测量仪器，尤其是飞机制造行业也利用数字化测量仪器来对零部件的改造、安装进行了调整。大型产业的几何量计量方式已经由地理的仪器设备校准转变为由系统来进行综合的校准。目前使用多个测量仪器.并进行优势互补已经承接了大尺寸部件几何量计量的最新发展趋势。通过准确的协同测量方式能够有效缩短制造的周期，并提高制造的质量。与单一的测量仪器相比，多仪器共同进行测量操作，能够有效提高数据的融合和优化能力。传统的测量仪器设备无法满足校准需求，因此在对协同测量进行基准转换的同时，也需要优化测量工具、规范方式等，从而提高测量的校准精度。

例如，目前常用的数显高度测量仪器就被广泛应用在工业生产工作中，在对产品进行验收时会使用高度计来对其进行单轴测量，若某因素造成测量精准程度的变化，则会导致结果产生误差。因此，需要制定出科学的环境因素规则，并进行二次评估。另外，需要保证仪器与量块之间的温度属于平衡状态，在检测前要将仪器的探头清洁干净，再进行测量。但即便如此，还是存在测量数据误差大、测量不标准的情况。为了尽可能地减少误差，需要应用各类仪器进行检测。在明确参考平面后，减少其他因素的影响，或是利用精确度更高的仪器来提高测量精准度。先利用高度计来获取数据，维持测量状态，减小平面度误差，若在测量中识别出平面凹凸点，则会影响测量仪器的精准程度。因此，需要使用标准量块来减少影响，并利用仪器实现精准测量。

2.2测量精准度

通过选择正确的测量基准面来提高测量的精准程度，减小检测误差。在检定期间也要进行有效测量，保证测量面的平行程度，当检定值存在明显误差时，不能直接将探测头对准后就进行清零，而是需要利用量块来确定0的位置，从而保证测量的准确性。另外，需要做好测量基准面的基准转换。

2.3示值误差检定

数显测高仪在几何量计量中通常被作为测量的仪器，并且被应用于产品的生产验收、定期检测等环节。但是，在实际工作中，温度与湿度的变化会影响基准测量面平板的精准程度，因此，在将基准转换应用于几何量计量中需要将环境因素先全部排除，之后再考虑检定方式是否合理。

在实际计量环节，还需要让定位基准和测量基准的技术基准处于重合状态。但是，由于部件生产类型的不同和其他因素的影响，让测量结果无法按照既定的基准来进行叠加操作。因此，在操作期间，相关技术与设计的基准并不保持一致，而是通过改造设计的基准来实现基准维度之间的转换，这既能保证特殊部件的精准程度，还能够保证加工难度维持原样。

测量精准通过位置的调整，让基准测量的相同元素处于同一个高度，让两个部门的距离尽可能地处于轴旋转位置。再通过数据的调整、处理来获取最终的数据结果，做好基准转换前期处理工作，确保几何量计量工作的有效发展，并为最终获取数据的准确性提供保障。

3基准转换在几何量计量中的应用

3.1基准转换在双频激光干涉仪中的应用

数控机床轴线的直线位置误差通常使用双频激光干涉仪来校准，反射镜固定在机床的主轴上，干涉镜置于机床的工作台上，激光头发出的激光束平行于被测轴的运动方向。但是，在实际工作期间，我们会发现光路调整好后进行几何量计量时，位移数据的误差较大，很难稳定在某个数值区间，导致数据采集工作很难获得进展。所以，一般会选择将激光安设在三脚架上，在进行实际测量期间，通常会选择使用激光干涉仪来对机床的定位、精准程度进行测量。在测量过程中，会在运动轴上固定安装反射镜，并在工作台上放置分光镜，在固定好所有仪器后才能进行精准测量。在测量时很有可能会因为定位较小而导致无法在反射镜上呈现出较好的测量结果，面对这种情况，可以通过调整三脚架的放置位置来进行改善。将三脚架放置在操作机床和激光仪器中间，并在三脚架后放置一个分光镜，通过不断的视角调整来选择最佳的测量角度。在调整好所有设备的摆放位置后便能够进行正式的测量工作。使用这种测量方法虽然能够有效确保几何量计量工作的正常开展，但是会对测量的精准程度造成影响，无法保障测量结果的准确性。对于数据的收集工作也较难展开，需要细化测量问题，尤其是在机床施工过程中，所谓的中心点会不断产生偏移，导致整个测量环境出现倾斜的情况，加大了系统发生故障的概率。若只干涉仪器，则无法为几何量计量的稳定性提供保障，甚至会影响最终的数据呈现情况。因此，在实际测量点过程中，需要区分分光镜的使用方式、摆放位置等。

3.2基准转换在指示表检定仪中的应用

在对指示表检定仪进行操作时也很容易存在误差。若检定指示表、检定仪存在显示数值误差，则可以将电感测微仪的探测头安装在检定仪的插孔中，把被检的检定仪调整到对准所选择检定段的起始位置，用电感测微仪的测头顶住检定仪的测杆测量面，之后再将电感测微仪数值调整到0，按照所选择的检定间隔依次置换量块，把旋转检定仪的手轮调整到受检点，这可以让电感测微仪显示出各点存在的误差值。

3.3基准转换在数显测高仪中的应用

在日常的计量检定工作中，不可避免会遇到基准面的选择，若选择的基准面存在错误情况，则会导致最终的分析测量结果存在误差。将已经合格的产品判定为不合格，会直接影响检测的质量和经济效益。较为常见的就是由于数显测高仪示值误差而导致的检定结果失误。数显测高仪作为几何量计量中较为精密的测量仪器，广泛应用于生产活动中。除此之外，需要保证采取正确的几何量计量方式，从而保证最终得到的数据的正确性和精准性。尽可能地排除环境因素的影响，减少误差的存在。

4几何量计量的发展愿景

几何量计量是计量学的基础，随着科技水平的提升和社会经济的发展，我们对于经济交流、资源开发、节能环保、技术研发、生活水平等方面的要求越来越高，每次对科技进行研发更新都会给人民群众的利益、生活带来极大的改变。面对这种情况更需要不断优化、完善几何量计量技术，为现代化的科研与发展提供保障。几何量计量已经成为现代生活中不可或缺的一部分，目前的几何量计量还需要以基准标准为基础来进行发展，但是在仪器的研发和精细化零部件测试方面已经获得成功，甚至有部分技术已经逐渐逼近国际先进水平。因此，在未来发展的道路上，几何量计量技术还存在许多的可能性，甚至能够进化到自动化、动态性等多功能计量中。只要积极开发几何量计量技术，将基准转换应用到其中，便能够有效改善当前几何量计量中存在的误差，实现高精度、科学的几何量计量方式。

5结束语

在科技不断发展的过程中，几何量计量的发展空间逐步扩大，并在各个领域中都获得了广泛的应用，尤其是在科研、建筑等行业发挥了巨大的作用。在未来，几何量计量也会朝着多功能的方向發展，我们要深入钻研基准转换在几何量计量中的应用，为人们提供更好的服务。

作者简介：

张明如（1997—），本科，助理工程师，研究方向：几何量计量。