CN1424634A - 用于校准测量装置的校准量规以及校准测量装置的方法 - Google Patents

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Abstract

用于校准测量装置的校准量规，它的校准尺度可通过它的内尺寸进行测量，也可通过外尺寸进行测量，因此可使该校准尺度小于15毫米，甚至用于校准安装了探针头大于该尺寸的测量装置。依赖这样一校准量规的该校准方法在某种特定情况下包括测量一凸出量的两个外表面之间的该校准测量。

Description

用于校准测量装置的校准量 规以及校准测量装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于校准一种测量装置的校准量规。本发明还涉及有关根据本发明的校准量规的校准方法。
背景技术
测量装置具有可向一或多个方向移动的一可移动臂，且其位置可通过测量系统的装置精确确定，这种测量系统的装置可以是电容性的、电感性的，磁阻效应的或光电的，在该臂的末端安装着一大致为球形的探针头。该测量工具的该臂在沿一确定的轨迹的空间内移动，直到一确定的测量点，例如一表面，一边或一测量构件的一精确点。该点的坐标或者由操作者人工记录，或者由该测量装置所附的软件记录。这样一种软件例如可计算该测量点相对于工作面或任何其它基准面的高度，计算一物体的直径，或在某种情况下，通过采用一系列测量点的方法表示待测物体的两维或三维尺度。
为了保证测量精度，该测量装置必须定期校准，以纠正例如由于外界条件变化，由探针头直径的改变等等而可能产生的误差。这种校准至少在其每次再次进行操作和可执行新的测量之前进行。
通常用于校准一测量装置的是一校准量规。该校准量规通常具有一校准叉，用于沿一确定轴校准该测量装置。该叉环绕该探针头放置。该测量装置的该臂沿确定的轴移动直到该探针头与该叉的一第一表面接触，因而确定一第一测量点。然后该测量装置的该臂沿相反方向移动直到它与该叉的另一表面接触，因而确定一第二测量点。由于该测量装置的软件知道该校准叉的确切尺寸，该叉的移动量以及在某些情况下该探针头的确切尺寸，因而它可计算出该校验参数，例如偏差和这样一机械系统在方向变换时存在的滞后现象。该校准过程必须在其每次进行操作之后和执行新的测量之前重复进行。
为了提高该校准叉尺寸的测量质量，希望限定该叉本身的尺寸。这种减小具有的缺陷在于不能应用具有或多或少等于或大于该校准叉尺寸的尺寸的探针头。因而该叉的尺寸必须处于该测量的选定精密度与可能选用的校准量规所带惯用探针头的最大选择的之间。因而，根据被采用的测量系统，现有使用的该量规全都具有或者为20毫米或者为25.4毫米(1英寸)的校准尺度。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种无论该测量装置的探针头的尺寸为多少，都能比现有量规提供更精确校准的校准量规。
根据本发明，该目的是通过一校准量规实现的，该校准量规的校准尺度通过其内尺寸和外尺寸都可被测量。如上所述，该校准尺度的测量可通过测量该测量装置的臂在定界一校准叉的两个参考表面的线性位移进行，或通过测量在一量规块的一侧的一第一测量点与该同一量规块的该相对一侧的一第二测量点之间的距离进行。用于该校准尺度的该尺度选择小于20毫米，优选小于15毫米，最好小于7毫米。
根据本发明的校准量规具有两项显著优点：
1.该校准尺寸相对于现有量规大为减小，因而限定了该测量装置的臂在校准过程中的移动量；
2.该校准尺度可通过一校准叉(10)的内尺寸进行测量，也可通过一凸出量的外尺寸进行测量，因而该同一个校准量规可用于校准采用了任何直径的探针头的测量装置。
附图说明
通过阅读对作为例子的一种最佳实施方式的描述和所示附图，本发明将会被更好地理解，附图如下：
图1为根据本发明的一校准量规的透视图，适于校准高度测量柱；
图2为图1所示量规的截面图。
具体实施方式
根据本发明的该校准量规的该最佳实施例是一种设计用于校准高度测量柱的校准量规。高度测量柱是一种只测量沿竖向轴的距离的测量装置。该高度测量柱一般放置在一非常平的工作面上，因而可测得两个测量点间的竖向距离或一测量点相对于这个工作面的高度。因而设计用于校准一高度测量柱的校准量规的校准尺度要朝向相对于该工作面的垂直面。
构成一根据本发明的最佳实施例的校准量规的主要构件为三个量规块1，一个基部2和一个覆盖盖3。
该量规块1适宜为平行六面体机械构件，由不易受环境变化影响的坚硬材料制成，具有至少一个由通过极其精确地加工制成的两个相对表面的最大精密度所确定的尺度。在本发明的一个最佳实施例中，由于简化与降低成本的原因，该三个量规块是相同的。该选定的校验尺寸d等于6.35毫米(1/4英寸)，该尺度既适于用公制进行计算又适于用英国度量衡标准进行计算。该校准叉10由三个量规块1叠置构成，该中间的一个可相对于其余两个做很大移动。用这种方法，对应的该校准叉10，该三个量规块1的组合具有一中间块的凸出部分13，设计用于校准采用的探针头的尺寸大于插入该校准叉10的测量装置。
该基部2具有一底座20，该校准量规通过该底座接触该工作面。该基部2为该量规提供稳定性。它很重并相对于校准尺寸d具有大的尺寸。该基部2确定了该校准叉10或该凸出量13与该工作面之间的距离，且该距离必须大到能使该测量柱的臂测量该校准叉而不会到达其垂向量程的端部。优选地，该基部的高度处于该高度测量柱高度的5％～20％之间。该基部的底座还确定了该校准叉10和该凸出量13与该工作面方向。
该覆盖盖3将该量规块保持在基部上，同时围绕该校准叉10和该凸出量13确定出一足够大的表面，以便在校准期间使该探针头自由地进入。该覆盖盖3通过采用两个螺钉5螺入该基部，并且一个弹簧4被插入该覆盖盖与该量规块1之间，来确保一固定的压力作用在该量规块1上，以便避免该校准量规的任何误调。
根据本发明的该校准量规的该最佳实施方式采用了三个叠置的量规块1，该中间的一个被相对于其它的进行了移动，以便构成该校准叉10并具有该中间量规块部分13的凸出部。在一种变型的实施方式中(未画出)，也可将该上下量规块更换为，例如，仅具有一个非常平的表面的机械构件。每个这种构件的非常平的表面与该中间的量规块接触，因此构成一表面非常平的校准叉。但是该构件的尺寸必须可使该量规块的一部分相对于该构件保持凸出。也可将该基部的上表面或该覆盖盖的下表面，或者两者全都以最大的精确度制成，因而这些表面的一或两个用作该校准叉一侧的交界表面。
根据本发明的该最佳实施例所采用的校准量规在上述以例子的方式通过对一高度测量柱校准进行介绍的。但是本领域的技术人员容易理解，这样的一量规也可用于沿一竖向轴校准任意两维或三维的测量装置。
在根据本发明的该校准量规的第二种实施方式(未画出)中，在最佳实施例中由一校准叉和一凸出量所知的该校准尺度是朝向一水平面的，这样就可以使——维、二维或三维的测量装置可沿位于水平面内的任意轴被校准。
在一第三种实施方式中，该校准量规至少有两个校准尺度，每个尺度都被该校准叉和该一凸出量表示，至少两个校准尺度中的一个朝向一垂直面，至少两个校准尺度中的另一个朝向一水平面，因此可使该同一个量规用于沿该垂直轴和沿至少一个水平轴校准两维或三维测量装置。
有关使用根据本发明的校准量规来校准一测量装置的方法有两种变型。
当该测量装置的探针头的直径远远小于该校准尺度d时，定界该校准叉的两个表面位于沿该待校准的测量装置为轴的该探针头的两侧。然后该测量装置的臂沿该轴移动，直到该探针头与一第一表面11或12接触，因而确定了一第一探测点。然后该测量装置的臂沿同一轴反向移动，直到它与定界该校准叉的另一表面12或11接触，因而确定了该第二探测点。因而该校准参数可通过该已知的校准尺度d、该测量装置臂移动的测量以及如果精确获知的该探针头的直径计算出来。
当该测量装置的探针头的直径或多或少等于或者大于该校准尺度d时，该凸出量靠近该探针头被放置在准确确定的位置上，它的表面14或15朝向垂直于该测量装置的必须测量的轴的平面，然后该测量装置的臂沿该轴移动，直到该探针头与一第一表面14或15接触，因而确定了一第一探测点。然后该测量装置的臂向反方向稍作移动，以便使该校准量规可抽出，然后再次沿初始方向移动一远大于d的距离。该量规被精确地放置在它的初始位置。然后该测量装置的臂沿同一轴反向移动，直到它与定界该凸出量的另一表面15或14接触，因而确定了该第二探测点。因而该校准参数可通过该已知的校准尺度d、该两个测量点之间的测量距离以及如果精确获知的该探针头的直径计算出来。

Claims (11)

1.具有至少一个校准尺度(d)用于校准一测量装置的一给定参考系的校准量规，其特征在于：所述至少一个校准尺度(d)可通过测量一校准叉(10)的该内表面(11，12)之间的距离进行测量，也可通过测量一凸出量(13)的该两个外表面(14，15)之间的距离进行测量。
2.如权利要求1所述的校准量规，其特征在于：所述至少一个校准尺度(d)小于15毫米。
3.如权利要求1所述的校准量规，其特征在于：所述至少一个校准尺度(d)由一量规块(1)确定。
4.如权利要求1所述的校准量规，其特征在于：所述校准叉(10)和所述凸出量(13)由安装在两个平的平面之间的一量规块(1)构成。
5.如权利要求4所述的校准量规，其特征在于：所述校准叉(10)和所述凸出量(13)由叠置的三个量规块(1)构成。
6.具有至少一个校准尺度(d)用于校准一测量装置的一给定参考系的校准量规，其特征在于：所述至少一个校准尺度(d)小于15毫米。
7.如权利要求1所述的校准量规，其特征在于：具有一基部(2)，该基部的底座(20)可使所述校准量规在一平的表面采用一稳定的位置。
8.如权利要求7所述的校准量规，其特征在于：所述至少一个校准尺度(d)处于相对于所述基部(20的所述底座(20)垂直的方向。
9.如权利要求7所述的校准量规，其特征在于：所述至少一个校准尺度(d)处于相对于所述基部(20的所述底座(20)水平的方向。
10.校准一测量装置的方法，包括测量一小于15毫米的校准尺度(d)。
11.校准一测量装置的方法，包括测量一凸出量(13)的两个外表面(14，15)之间的该校准距离。
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