阿貝原則( Abb's principle):被測(cè)量軸線(xiàn)只有與標(biāo)準(zhǔn)量的測(cè)量軸線(xiàn)重合或在其延長(zhǎng)線(xiàn)上時(shí),測(cè)量才會(huì)得到精確地結(jié)果。阿貝原則是長(zhǎng)度計(jì)量的基本原則,,其意義在于它避免了因?qū)к壵`差引起的一次測(cè)量誤差,。被測(cè)尺寸所在直線(xiàn)與光柵線(xiàn)之間的距離可以叫阿貝偏置,由于相應(yīng)角擺與阿貝偏置的聯(lián)合作用,,被測(cè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)值為測(cè)量值,。因此與實(shí)際值產(chǎn)生的誤差稱(chēng)為阿貝誤差。當(dāng)測(cè)量?jī)x器的軸線(xiàn)與待測(cè)工件的軸線(xiàn)不在同一直線(xiàn)上,,就會(huì)產(chǎn)生阿貝誤差,,進(jìn)而影響到測(cè)量設(shè)備的測(cè)量精度。
影像儀通過(guò)光學(xué)成像原理進(jìn)行非接觸測(cè)量,,阿貝數(shù)是鏡片設(shè)計(jì)的重要參數(shù),,也是檢驗(yàn)中不可忽視的因素,。阿貝數(shù)是表征色散的重要指標(biāo),它也稱(chēng)為色散系數(shù),。通常阿貝誤差產(chǎn)生的原因主要是鏡片的特征造成測(cè)量?jī)x器的軸線(xiàn)與待測(cè)工件的軸線(xiàn)無(wú)法對(duì)應(yīng)成像有所偏差,。
數(shù)控機(jī)床由于其本身的運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜,因此其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的各種誤差相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較復(fù)雜,。以三軸加工為例,,有21 項(xiàng)誤差元素。目前所采用的測(cè)量方法很多,,其中大多都是利用激光測(cè)量,。傳統(tǒng)的方法對(duì)機(jī)床的體積定位精度的完整檢測(cè)非常復(fù)雜和耗時(shí)。鑒于上述原因,,許多國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織推薦了一種沿體對(duì)角線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量的方法,。所謂體對(duì)角線(xiàn)就是指在空間直角坐標(biāo)系中,由機(jī)床工作臺(tái)三個(gè)進(jìn)給方向上的行程所圍成的長(zhǎng)方體的對(duì)角線(xiàn),。國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織推薦該法的主要原因是體對(duì)角線(xiàn)的測(cè)量對(duì)各種誤差元素非常敏感,。但是該法的一個(gè)致命的缺陷是在測(cè)量過(guò)程中它無(wú)法獲得足夠的信息用于分離各誤差元素。
設(shè)備在運(yùn)動(dòng)測(cè)量的過(guò)程中,,在三個(gè)不同方向的運(yùn)動(dòng)軸上,,各自產(chǎn)生六個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)誤差,同時(shí)在三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸之間,,也會(huì)產(chǎn)生三個(gè)角度誤差,,因此共產(chǎn)生了二十一項(xiàng)誤差。
在設(shè)備測(cè)量的過(guò)程中,,所有的設(shè)備都違背了阿貝原則,,其主要原因是現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)控制的位置回受點(diǎn)并非指令點(diǎn),存在著阿貝誤差,。因此,,即使精密的設(shè)備也不能精密的進(jìn)行測(cè)量,原因是空間定位精度差,。
長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)需要計(jì)量器具的測(cè)量頭或量臂移動(dòng),,如游標(biāo)卡尺、千分尺,,其活動(dòng)部件移動(dòng)方向的正確性通�,?繉�(dǎo)軌保證。導(dǎo)軌的制造與安裝誤差 (如直線(xiàn)度誤差及配合處的間隙)會(huì)造成移動(dòng)方向的偏斜,。為了減小這種方向偏斜對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,,1890年德國(guó)人艾恩斯特•阿貝 (Ernst Abbe)提出了以下指導(dǎo)性原則:在長(zhǎng)度測(cè)量中,應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度量(標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn))安放在被測(cè)長(zhǎng)度量 (被測(cè)線(xiàn))的延長(zhǎng)線(xiàn)上,。這就是阿貝原理,。也就是說(shuō),,量具或儀器的標(biāo)準(zhǔn)量系統(tǒng)和被測(cè)尺寸應(yīng)成串聯(lián)形式。若為并聯(lián)排列,,則該計(jì)量器具的設(shè)計(jì),,或者說(shuō)其測(cè)量方法原理不符合阿貝原則。游標(biāo)卡尺便是這樣,,會(huì)因此產(chǎn)生較大的誤差,,可稱(chēng)阿貝誤差。測(cè)長(zhǎng)儀的測(cè)量頭是按阿貝測(cè)長(zhǎng)原則設(shè)計(jì)的,,常稱(chēng)阿貝測(cè)長(zhǎng)頭,。千分尺的結(jié)構(gòu),若忽略讀數(shù)裝置的直徑,,也符合阿貝測(cè)長(zhǎng)原則,。
測(cè)量?jī)x器按不按阿貝測(cè)長(zhǎng)原則設(shè)計(jì),所產(chǎn)生的測(cè)量誤差差別較大,,應(yīng)用阿貝測(cè)長(zhǎng)原則,,可以顯著減少測(cè)量頭移動(dòng)方向偏差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,因此阿貝測(cè)長(zhǎng)是精密測(cè)量中非常重要的原則,。在評(píng)定量?jī)x或擬定長(zhǎng)度測(cè)量方案時(shí)必須首先給以考慮,。若由于結(jié)構(gòu)上的原因 (如在大尺寸測(cè)量中),阿貝測(cè)長(zhǎng)原則難以實(shí)現(xiàn) (譬如工作臺(tái),、床身要求太長(zhǎng)等)時(shí)應(yīng)該采取其他有效措施以減少,、甚至消除這種測(cè)量原理方面產(chǎn)生的誤差。
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