直線度測量方法概述

直線度誤差的定義為實際被測直線對理想直線的變動量。直線度誤差的測量方法有間隙法、指示器法、水平儀法、自準直儀法、跨步儀法和坐标測量法。

按照其測量原理不同，直線度測量方法可分為三種方法：

第一種方法是定性檢驗法，主要有塗色檢驗法和量規檢驗法，此種方法隻能檢驗産品是否合格，并不能的到具體的直線度為多少；

第二種方法是能直接讀出直線度誤差值，并不需要被測要素各點的數據，也不需要中間計算的測量方法。這種測量方法主要有光隙法，幹涉法；

第三種方法是需要先獲得分段處的測量點數據，再經過計算得到直線度誤差值的測量方法。隻有第三種方法需要對測得數據進行分析，才能獲得直線度誤差。

在進行直線度測量時，第三種方法的應用最為廣泛，我們重點讨論第三類方法的單點測量不确定度。根據處理測得數據的方法的不同，第三類方法又可分為兩類：

一類測量點測量結果不需要經過累積計算或坐标轉換等處理，與直接測量方法相對應，測量點測量結果可看作是相互獨立的，如坐标測量機法、光軸法、鋼絲法，使用最多的是坐标測量機法；

第二類測量點直接測量的結果需要經過累積計算或坐标轉換等處理，與間接測量方法相對應，此時測量點的測量結果或者與前面的測量或後面的測量有關，如水平儀法、自準直儀法、跨步儀法等。

根據測量原理不同，測量點直接測量不确定度的評定也不相同。下面對坐标法和自準直儀法進行分析，從而得到測量點直接測量不确定度。

直線度評定方法概述

直線度誤差分為給定平面内、給定方向和任意方向的直線度誤差等三種形式。本節分别讨論這三類直線度誤差的評定方法。

1.給定平面内直線度誤差的評定方法

（1）最小包容區域法

根據給定平面内直線度誤差的定義，由兩條平行直線包容實際被測直線S時，成“高、低、高”或者“低、高、低”三極點相間接觸，則這兩條平行直線之間的區域就是最小包容區域U（簡稱最小區域）。這成為給定平面内直線度誤差最小區域判别準則。他們之間的寬度fmz即為符合定義的誤差值。

（2）最小二乘中線法

最小二乘中線Lls是一條穿過實際被測直線S的理想直線，它所處的位置使實際被測直線上各點至它的距離的平方之和為最小。以該理想直線作為評定基準，取得各點相對于它的偏離值中的最大偏離值hmax和最小偏離值hmin。之差作為直線度誤差值。在它上面的測點的偏離值取正值；在它下面的測點的偏離值取負值。

（3）兩端點連線法

以實際被測直線S的首、末兩點的連線lbe作為評定基準，取測得各點相對于它的偏離值中的最大偏離值hmax和最小偏離值hmin之差作為直線度誤差值。在它上面的測點的偏離值取正值；在它下面的測點的偏離值取負值。

2.給定方向的直線度誤差的評定方法

根據給定方向直線度公差帶的形狀，由兩個平行平面包容實際被測空間直線S時，沿主方向（長度方向）上成“高一低一高”或“低一高一低”三極點相間接觸，則這兩個平行平面之間的區域就是最小區域U。也可按投影方向進行判别，其投影方向應垂直于主方向和給定方向。這稱為給定方向的直線度誤差最小區域判别準則。這兩個平行平面之間的寬fMZ即為符合定義的誤差值。

評定給定方向的直線度誤差，也可采用最小二乘中線法和兩端點連線法，按垂直于主方向和給定方向的投影方向确定數值，方法同給定平面的直線度。

3.任意方向的直線度誤差的評定方法

（1）最小包容區域法

根據任意方向直線度誤差的定義，由圓柱面包容實際被測直線時，其中具有最小直徑fmz的圓柱面内的區域就是最小區域。該圓柱面的直徑即為符合定義的誤差值。

（2）最小二乘中線法

用軸線平行于實際被測軸線S的最小二乘中線lls的圓柱面包容該實際被測軸線時，取其中具有最小直徑的圓柱面的直徑fls作為誤差值。

（3）兩端點連線法

用軸線平行于實際被測軸線S兩端點連線lBE的圓柱面包容該實際被測軸線時，取其中具有最小直徑的圓柱面的直徑fbe作為誤差值。

上面分别介紹了直線度誤差的評定方法，其中最小包容區域法最為嚴格準确，但計算相對複雜，兩端點兩線法雖然計算簡單，但精度不高。因此最小二乘中線法應用最為廣泛。

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