CN103063104A - 一种基于温度修正法的碳纤维量仪及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于温度修正法的碳纤维量仪及测量方法，属于测量用具技术领域；其特征在于：包括：碳纤维承重杆，其中：所述碳纤维承重杆上设有标准刻度，在所述碳纤维承重杆的两端设置有锁紧机构，所述锁紧机构上装有辅助支撑机构，所述锁紧机构下端连接有测量机构。由于本发明的量具材料采用了低膨胀系数的碳纤维，这种碳纤维材料本身具有较低的热膨胀系数，因此在测量的过程中，量具本身的热膨胀变化率即可以被忽略，从而提高了测量的精度；同时本发明中碳纤维承重杆的截面为六边形，因此有效保证了碳纤维承重杆与锁紧机构间的匹配度，防止碳纤维承重杆的纵向移动。

Description

一种基于温度修正法的碳纤维量仪及测量方法

技术领域

本发明属于测量用具技术领域，特别是涉及一种基于温度修正法的碳纤维量仪及测量方法。

背景技术

目前，在机械加工过程中，为了保证加工工件的尺寸要求，经常需要使用量具来检测加工工件的尺寸是否符合设计要求，尤其是对高精度工件（风力发电设备的壳体、齿圈）的加工测量，要求精度高，测量值准确；为了克服热胀冷缩现象对测量结果的影响；传统的量具大多是基于等温变形法。等温变形法量仪准确测量的前提条件是被测工件材料与量具材料相同；被测工件温度与量具温度相同。而这在实际生产中是不现实的。首先，现有的量具材料大多是钢，而许多被测工件的材料是铸件、不锈钢或铝合金件；其次，对于刚刚加工完成的大型工件，由于加工时产生的热量释放缓慢，需要等待很长时间才能实现被测工件温度与量具温度相同。所以，等温变形法现场测量的真实情况是忽略准确测量的前提条件，对具有高精度要求和大尺寸特性产品来说，这种因忽略而引起测量误差，是造成测量结果不准确的主要原因。

发明内容

本发明的发明目的是：如何减小环境温度变化对量具测量精度造成的影响；提出一种测量精度高、操作简单的基于温度修正法碳纤维量仪及测量方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种基于温度修正法的碳纤维量仪，包括：碳纤维承重杆，其中：所述碳纤维承重杆上设有标准刻度，在所述碳纤维承重杆的两端设置有锁紧机构，所述锁紧机构上装有辅助支撑机构，所述锁紧机构下端连接有测量机构。

作为优选方案，本发明还采用了如下技术方案：

所述碳纤维承重杆的截面形状为：对边线两两平行的六边形。

所述六边形的两两平行的边形成的夹角均为140度。

所述辅助支撑机构包括：与所述锁紧机构相连接的支撑座、以及与所述支撑座连接的支撑杆。

所述锁紧机构包括：主动锁紧块、以及与所述主动锁紧块连接的从动锁紧块；其中：所述主动锁紧块安装于所述碳纤维承重杆上。

所述测量机构包括：测量装置、以及安装于所述测量装置上的测量头；其中：所述测量装置与所述主动锁紧块相连接。

一种基于温度修正法的测量方法，包括如下步骤：

步骤一、测量被测工件的温度t，同时利用碳纤维承重杆测量被测工件的测量尺寸L1；

步骤二、设置一个基准温度，并测量出被测工件在所述基准温度下的基准尺寸L0，根据所述温度t和基准尺寸L0间接得出被测工件的相对形变量ΔL；其中：

相对形变量ΔL=基准尺寸L0×α×（温度t-20）；α为被测工件的热膨胀系数；

步骤三、根据被测工件的测量尺寸L1和相对形变量ΔL得出被测工件的尺寸L；

其中：尺寸L=测量尺寸L1+相对形变量ΔL。

进一步：所述基准温度为20℃。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.由于本发明的量具材料采用了低膨胀系数的碳纤维，这种碳纤维材料本身具有强度高、质量轻、热膨胀系数小的特点，因此在测量的过程中，量具本身的形变即可以被忽略，从而提高了测量的精度。

2.本发明加装有辅助支撑机构，因此可保证对大尺寸工件测量的稳定性和一致性。

3.由于本发明中碳纤维承重杆的截面为六边形，因此有效保证了碳纤维承重杆与锁紧机构间的匹配度，防止碳纤维承重杆的纵向移动。

附图说明

图1是本发明较佳具体实施例的结构示意图；

图2是本发明较佳具体实施例的主视图；

图3是本发明较佳具体实施例的左视图；

图4是本发明较佳具体实施例的流程图。

其中：1、碳纤维承重杆；2、辅助支撑机构；2-1、支撑座；2-2、支撑杆；3、锁紧机构；3-1、主动锁紧块；3-2、从动锁紧块；4、测量机构；4-1测量头；4-2、测量装置。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1、图2、图3，一种基于温度修正法的碳纤维量仪，包括：碳纤维承重杆1、辅助支撑机构2、锁紧机构3、以及测量机构4；其中：碳纤维承重杆1上设有标准刻度，标准刻度的单位量可以为1cm、也可以为1mm或者是其他单位量，在碳纤维承重杆1的两端附近设置有锁紧机构3，辅助支撑机构2安装于锁紧机构3上，测量机构4连接于锁紧机构3的下端。

辅助支撑机构2包括：支撑座2-1和支撑杆2-2；其中：支撑杆2-2与支撑座2-1的上端连接；锁紧机构3包括：主动锁紧块3-1和从动锁紧块3-2；其中：主动锁紧块3-1与从动锁紧块3-2通过螺母连接；主动锁紧块3-1安装于碳纤维承重杆1上。测量机构4包括：测量头4-1和测量装置4-2；其中：测量头4-1安装于测量装置4-2上，测量装置4-1通过螺母与主动锁紧块3-1相连接。

作为优选：碳纤维承重杆1的截面形状为：对边线两两平行的六边形；六边形的两两平行的边形成的夹角均为140度。

请参见图4、一种基于温度修正法的测量方法，包括如下步骤：

步骤101、对被测工件的温度t进行实时测量，同时利用碳纤维承重杆测量被测工件的测量尺寸L1；

步骤102、设置一个基准温度，一般情况下，上述基准温度选择20℃，测量被测工件在上述基准温度下的基准尺寸L0，根据下述关系得出被测工件的相对形变量ΔL：

相对形变量ΔL=基准尺寸L0×α×（温度t-20）；其中：α为被测工件的热膨胀系数；

步骤103、根据被测工件的测量尺寸L1和相对形变量ΔL得出被测工件的尺寸L；

其中：尺寸L=测量尺寸L1+相对形变量ΔL。

本发明的设计要点和工作原理为：

本发明要解决的技术问题是：如何减小环境温度变化对量具测量精度造成的影响；在现有技术中，当环境温度发生改变时，测量用的量具和被测件都会发生热胀冷缩的现象，从而导致测量结果的改变，因此测量结果的误差由测量用的量具和被测件两者的形变误差综合而来；在本发明中：测量用的量具采用热膨胀系数较低的碳纤维材料制成，因此测量件的形变误差可以忽略不计，因此测量结果的误差可以认为仅由被测件的形变误差决定，因此可以提高测量的精度，同时也简化了后续的数据处理。

以上对本发明的一种实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种基于温度修正法的碳纤维量仪，其特征在于：包括：碳纤维承重杆，其中：所述碳纤维承重杆上设有标准刻度，在所述碳纤维承重杆的两端设置有锁紧机构，所述锁紧机构上装有辅助支撑机构，所述锁紧机构下端连接有测量机构。

2.根据权利要求1或2所述的基于温度修正法的碳纤维量仪，其特征在于：所述碳纤维承重杆的截面形状为：对边线两两平行的六边形。

3.根据权利要求2所述的基于温度修正法的碳纤维量仪，其特征在于：所述六边形的两两平行的边形成的夹角均为140度。

4.根据权利要求1所述的基于温度修正法的碳纤维量仪，其特征在于：所述辅助支撑机构包括：与所述锁紧机构相连接的支撑座、以及与所述支撑座连接的支撑杆。

5.根据权利要求1所述的基于温度修正法的碳纤维量仪，其特征在于：所述锁紧机构包括：主动锁紧块、以及与所述主动锁紧块连接的从动锁紧块；其中：所述主动锁紧块安装于所述碳纤维承重杆上。

6.根据权利要求5所述的基于温度修正法的碳纤维量仪，其特征在于：所述测量机构包括：测量装置、以及安装于所述测量装置上的测量头；其中：所述测量装置与所述主动锁紧块相连接。

7.一种基于温度修正法的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、测量被测工件的温度t，同时利用碳纤维承重杆测量被测工件的测量尺寸L1；

步骤二、设置一个基准温度，并测量出被测工件在所述基准温度下的基准尺寸L0，根据所述温度t和基准尺寸L0间接得出被测工件的相对形变量ΔL；其中：

相对形变量ΔL=基准尺寸L0×α×（温度t-20）；α为被测工件的热膨胀系数；

步骤三、根据被测工件的测量尺寸L1和相对形变量ΔL得出被测工件的尺寸L；

其中：尺寸L=测量尺寸L1+相对形变量ΔL。

8.一种基于温度修正法的测量方法，其特征在于：所述基准温度为20℃。

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