圓度的測量方法

A. 圓度測量的定義

長度計量技術中對圓度誤差的測量。圓度測量有回轉軸法、三點法、兩點法、投影法和坐標法等方法。

B. 圓度誤差的實驗測量步驟

以感測器為測頭，用多次定位法或多測頭法的誤差分離技術解決了不適宜在圓度儀上進行測量的大型精密零件的圓度誤差測量問題〔1〕。該方法利用計算機進行實時處理，實現臨床測量；對采樣數據（即輸入信號）在時、頻域內變換和處理，抑制干擾信號，提高信噪比，達到分離誤差、提高測量精度和穩定性的目的。其中使用較為廣泛的有三測頭法，三個感測器布置在被測零件同一徑向截面上，成某一角度相交於坐標系的中心。測量裝置的系統結構框圖如圖6。
可見，誤差分離是提高圓度誤差測量精度的關鍵技術。而分離誤差的方法已發展成感測技術、數字技術、控制技術、計算計技術、電子技術等的綜合應用。
3 圓度誤差的評定
3.1常見評定方法
常見圓度誤差的評定方法有下表所列幾種：
(見表2)
上述方法符合GB7235-87的規定。
3.2 計算機數據處理
3.2.1 基本思路
由上表可見：不管是何種評定方法，雖然評定時取的基準圓不同，但評定圓度誤差的關鍵技術是確定基準圓的圓心，即確定評定基準中心的坐標位置，完成檢測數據由測量中心至評定中心的基準轉換。這樣就得出了以評定基準圓圓心為坐標原點的實際被測輪廓上各點的向徑，其最大值與最小值之差即為所求的圓度誤差值。各種計算機解法基本上是依據這一思路來編製程序，進行數據處理的。這方面有不少研究實例〔2〕〔3〕〔4〕。
在這些解法中，有的是基於直角坐標的，有的是基於極坐標的；有直接應用數學公式
求解的，有在圖解基礎上結合計算的；有應用逐次逼近法的，有應用優化法的等等。
3.2.2 程序流程圖
我們設計了採用各種評定方法的數據處理子程序，而且對上述程序進行了擴展，將各子程序匯入總的程序中；設計了較為友好的人機交互界面，對同一套測量數據可通過選擇開關任意選取各種評定方法；結果可分別以數據和圖形輸出。
本文介紹、分析了圓度誤差的各種測量方法和評定方法，指出了測量和評定圓度誤差的關鍵技術；結合工作實踐，探討了在三坐標測量機上測量圓度誤差的精度和適用性；給出了一種評定圓度誤差的計算機處理方法。
用計算機輔助公差設計和幾何量測量（CAT）是當前國際國內學術界研究的熱門技術，是公差理論與實踐的必然發展趨勢，沿這個方向研究和探索圓度誤差的測量和評定方法既有它的理論價值，也有實用價值。
參考文獻：
[1]崔紹良，等. 圓度測量的誤差分離及數據處理. 全國高校互換性與測量技術研究會94年論文集
[2]田社平，等. 再論圓度誤差評價的「通用演算法」.計量技術，2001
[3]楊雪等. 最小條件求圓度誤差值的快速電演算法. 計量技術，2001
[4]田社平. 一種用於圓度誤差評價的簡化演算法. 計量技術，2001.4

C. 圓度的誤差測量

圓度測量方法主要有回轉軸法、三點法、兩點法、投影法和坐標法、直接利用數據採集儀連接百分表法。
1、回轉軸法
利用精密軸系中的軸回轉一周所形成的圓軌跡（理想圓）與被測圓比較，兩圓半徑上的差值由電學式長度感測器轉換為電信號，經電路處理和電子計算機計算後由顯示儀表指示出圓度誤差，或由記錄器記錄出被測圓輪廓圖形。回轉軸法有感測器回轉和工作台回轉兩種形式。前者適用於高精度圓度測量，後者常用於測量小型工件。按回轉軸法設計的圓度測量工具稱為圓度儀。
2、三點法
常將被測工件置於V形塊中進行測量。測量時,使被測工件在V形塊中回轉一周，從測微儀（見比較儀）讀出最大示值和最小示值，兩示值差之半即為被測工件外圓的圓度誤差。此法適用於測量具有奇數棱邊形狀誤差的外圓或內圓，常用2α 角為90°、120°或72°、108°的兩塊V形塊分別測量。
3、兩點法
常用千分尺、比較儀等測量，以被測圓某一截面上各直徑間最大差值之半作為此截面的圓度誤差。此法適於測量具有偶數棱邊形狀誤差的外圓或內圓。
4、投影法
常在投影儀上測量，將被測圓的輪廓影像與繪制在投影屏上的兩極限同心圓比較,從而得到被測件的圓度誤差。此法適用於測量具有刃口形邊緣的小型工件。
5、坐標法
一般在帶有電子計算機的三坐標測量機上測量。按預先選擇的直角坐標系統測量出被測圓上若干點的坐標值x、y，通過電子計算機按所選擇的圓度誤差評定方法計算出被測圓的圓度誤差。
6、利用數據採集儀連接百分表法
測量儀器：偏擺儀、數據採集儀。
測量原理：數據採集儀會從百分表中自動讀取測量數據的最大值跟最小值，然後由數據採集儀軟體里的計算軟體自動計算出所測產品的圓度誤差。
優勢：
1）以較低的成本提高測量效率：與類似產品比較，其成本非常低，測量效率有較大的提高；
2）提高測量的准確性：傳統方式採用測量人員的目視觀看的方法容易導致錯誤的測量結果；
3）數據可追溯：保存數據記錄，並可進行追溯與分析，傳統模式由於無實時的記錄，可追溯性較差分析；
4）可裝配多個指示表，同時進行檢測，可更大程度上提高檢測的效率
5）可根據規格指標，自動提示測量的結果（NG或PASS）

D. 氣缸圓度與圓柱度的測量方法

1）在測量氣缸圓度時，用一個與氣缸直徑合適的活塞，將活塞裙部確定一位置，在這位置的內裙部劃一條直線；將活塞倒置於氣缸中，活塞裙部的直線要與氣缸的縱橫方向相對應，並用塞尺在活塞裙部直線位置進行測試，量出氣缸的縱橫之差，便是此氣缸的圓度誤差。
2）測量氣缸圓柱度時，可用一標准活塞環置於氣缸上部（約活塞上至第2道氣環處），用塞尺測量活塞環開口間隙；然後將環平推至氣缸下部（活塞在下止點處），用塞尺測量其開口間隙，這個活塞環在上下氣缸處的開口間隙之差，便是此氣缸的圓柱度。

E. 圓度儀（圓柱度測量儀）的圓度測量的方法

圓度測量有回轉軸法、三點法、兩點法、投影法和坐標法等方法。 技術概述
RS290C圓柱度儀 RS295C圓柱度儀的簡化型，與RS295C圓柱度儀比，R向導軌精度略低，R向無光柵計數，在功能上少了直徑測量、大錐度測量、端面直線度測量；在操作方式上，Z軸數控，R向手動。價格接近日系低端圓度儀產品，而性能遠遠超越日系低端圓度儀產品，是日系低端圓度儀的理想代替產品。
二、RS290C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術特點:
●最先進的補償演算法，對Z軸精度進行補償
●可評定錐形柱體的輪廓度（小錐體）
●氣浮運動軸系,精度保持長久
●Z軸光柵計數
●關鍵件採用特殊去應力合金材料及特殊的去應力處理工藝，精度保持長久
●業內領先的高精度採集控制系統，控制系統所有電路按軍品標准設計、生產及驗收，能在-70。C ～+70。C的溫度區間內穩定工作
●模塊化設計使用戶維護成本降至最低
三、RS290C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）測量能力：
1.評價項目：
與進口圓柱度儀（圓柱度測量儀）同樣的多要素測量方式
各種環形零件的圓度、圓柱度、同軸度、同心度、平行度、垂直度、 跳動、圓柱體母線的直線度、 圓柱體端面的跳動、平整度
圓度評定方式(4種)：最小區域法、最小二乘法、最小外接圓法、最大內切圓
圓度濾波檔位：2-500、2-250、2-150、2-50、2-15、3-16、3-17、15-500、15-250、15-250
可按要求定製最大1500rpa的濾波器
2.分析能力：
、缺口/毛刺自動剔除、波形分析、諧波分析
3.測量范圍：
最大回轉直徑：Ф320mm （可擴展至更大，需定製周期)
有效測量高度：200mm (可擴展至更大，需定製周期）
承載：23Kg (可選配43Kg,68Kg，更大需定製周期）
四、RS290C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術指標 ：
主軸回轉精度：(±0.025+5H/10000)μm
立柱精度（補償後）：0.12μm/100mm，全長0.25μm
立柱對軸心回轉中心線的平行度（補償後）：0.2μm/200mm，全長0.5μm
有效測量高度：200mm
立柱光柵精度：0.5μm
R向感測器量程：600μm,有效精度0.03μm
R向感測器最高精度：0.005μm
轉速：5轉/分鍾（1.5-8轉可調）
圓周采樣點：4096點/圈
五、RS290C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）驅動方式 ：
Z軸數控，R向手動
RS290H型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術描述-高精度型 一、RS295C圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術概述:
陝西威爾推出的RS295C圓柱度儀是代替進品圓柱度儀的理想產品，RS295C圓柱度儀在功能上及測量精度上均接近進口圓柱度儀，而價格僅有進品圓柱度儀的1/4。
在功能上，RS295C圓柱度儀採用的是多要素處理，測量結果准確。而且能進行錐形柱體的輪廓度評定。在操作方式上，RS295C圓柱度儀實現了全數控，大大減少人為操作的誤差。
二、RS295C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術特點:
●最先進的補償演算法，對各軸精度均進行補償
●可評定錐形柱體的輪廓度
●氣浮運動軸系,精度保持長久
●國內獨有的雙直線光柵保證高精度圓柱度測量
●關鍵件採用特殊去應力合金材料及特殊的去應力處理工藝，精度保持長久
●業內領先的高精度採集控制系統，控制系統所有電路按軍品標准設計、生產及驗收，能在-70℃～+70℃的溫度區間內穩定工作
●模塊化設計使用戶維護成本降至最低
●加裝粗糙度模塊可進行粗糙度測量
三、RS295C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）測量能力：
1.評價項目:
與進口圓柱度儀（圓柱度測量儀）同樣的多要素測量方式
各種環形零件的圓度、圓柱度、錐度、直徑、同軸度、同心度、平行度、垂直度、 跳動、圓柱體母線的直線度、 圓柱體端面的跳動、平整度、直線度
圓度評定方式(4種)：最小區域法、最小二乘法、最小外接圓法、最大內切圓
圓度濾波檔位：2-500、2-250、2-150、2-50、2-15、3-16、3-17、15-500、15-250、15-250
濾波形式：高斯（ISO標准）、2RC
可按要求定製最大1500rpa的濾波器
2.分析能力：
波紋度分析、頻譜分析、輪廓度分析、缺口/毛刺自動剔除、波形分析、諧波分析
3.測量范圍：
最大回轉直徑：Ф280mm （可擴展至更大，需定製周期)
有效測量高度：200mm(可擴展至更大，需定製周期）
承載：23Kg(可選配43Kg,68Kg，更大需定製周期）
四、RS295C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術指標 ：
主軸回轉精度：(±0.025+5H/10000)μm
立柱精度（補償後）：0.12μm/100mm，全長0.25μm
立柱對軸心回轉中心線的平行度（補償後）：0.2μm/200mm，全長0.5μm
有效測量高度：200mm
立柱光柵精度：1μm
R向感測器量程：600μm,有效精度0.03μm
R向感測器最高精度：0.001μm
轉速：5轉/分鍾（1.5-8轉可調）
圓周采樣點：4096點/圈
五、RS295C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）驅動方式 ：
Z軸數控
RS295H型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術描述-高精度型 RS360C系列圓柱度儀 （圓柱度測量儀）
RS360系列圓柱度儀（圓柱度測量儀）是RS360系列圓柱度儀（圓柱度測量儀）的簡化型，與RS365系列圓柱度儀（圓柱度測量儀）比，R向導軌精度略低，R向無光柵計數，在功能上，與RS365系列圓柱度儀（圓柱度測量儀）比，少了直徑測量、大錐度測量、端面直線度測量；在操作方式上，Z軸數控，R向手動。價格接近日系低端圓度儀產品，而性能遠遠超越日系低端圓度儀產品，是日系低端圓度儀的理想代替產品。
RS360C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術描述
一、RS360C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術特點
●最先進的補償演算法，對Z軸精度進行補償
●可評定錐形柱體的輪廓度（小錐體）
●氣浮運動軸系,精度保持長久
●Z軸光柵計數
●關鍵件採用特殊去應力合金材料及特殊的去應力處理工藝，精度保持長久
●業內領先的高精度採集控制系統，控制系統所有電路按軍品標准設計、生產及驗收，能在-70。C ～+70。C的溫度區間內穩定工作
●模塊化設計使用戶維護成本降至最低
●嵌入式PC保證用戶連續工作，性能超越工控機
二、RS360C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）測量能力
評價項目
與進口圓柱度儀（圓柱度測量儀）同樣的多要素測量方式
各種環形零件的圓度、圓柱度、同軸度、同心度、平行度、垂直度、 跳動、圓柱體母線的直線度、 圓柱體端面的跳動、平整度
圓度評定方式(4種)：最小區域法、最小二乘法、最小外接圓法、最大內切圓
圓度濾波檔位：2-500、2-250、2-150、2-50、2-15、3-16、3-17、15-500、15-250、15-250
濾波形式：高斯（ISO標准）、2RC
可按要求定製最大1500rpa的濾波器
分析能力
波紋度分析、頻譜分析、輪廓度分析、缺口/毛刺自動剔除、波形分析、諧波分析
測量范圍
最大回轉直徑：Ф320mm （可擴展至600mm，需定製周期)
有效測量高度：200mm(可擴展至500，需定製周期）
承載：23Kg(可選配43Kg,68Kg，更大需定製周期）
三、RS360C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術指標
主軸回轉精度：(±0.025+5H/10000)μm
立柱精度（補償後）：0.07μm /100mm,全長0.1μm
立柱對軸心回轉中心線的平行度（補償後）：0.2μm 全長
立柱有效精度行程：200mm
立柱光柵精度：1μm
R向感測器量程：±600μm,有效精度0.03μm
R向感測器最高精度：0.001μm
轉速：5轉/分鍾（1.5~8轉可調）
圓周采樣點：4096點/圈
四、RS360C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）驅動方式
Z軸數控，R向手動
RS360H型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術描述-高精度型 一、RS390C圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術概述: RS390C圓柱度儀是RS395C圓柱度儀的簡化型，與RS395C圓柱度儀比，R向導軌精度略低，R向無光柵計數，在功能上少了直徑測量、大錐度測量、端面直線度測量；在操作方式上，Z軸數控，R向手動。價格接近日系低端圓度儀產品，而性能遠遠超越日系低端圓度儀產品，是日系低端圓度儀的理想代替產品。
二、RS390C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術特點:
●最先進的補償演算法，對Z軸精度進行補償
●可評定錐形柱體的輪廓度（小錐體）
●氣浮運動軸系,精度保持長久
●Z軸光柵計數
●關鍵件採用特殊去應力合金材料及特殊的去應力處理工藝，精度保持長久
●業內領先的高精度採集控制系統，控制系統所有電路按軍品標准設計、生產及驗收，能在-70℃～+70℃的溫度區間內穩定工作
●模塊化設計使用戶維護成本降至最低
三、RS390C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）測量能力：
評價項目：
與進口圓柱度儀（圓柱度測量儀）同樣的多要素測量方式
各種環形零件的圓度、圓柱度、同軸度、同心度、平行度、垂直度、 跳動、圓柱體母線的直線度、 圓柱體端面的跳動、平整度；
圓度評定方式(4種)：最小區域法、最小二乘法、最小外接圓法、最大內切圓；
圓度濾波檔位：2-500、2-250、2-150、2-50、2-15、3-16、3-17、15-500、15-250、15-250；
濾波形式：高斯（ISO標准）、2RC；
可按要求定製最大1500rpa的濾波器；
分析能力：
波紋度分析、頻譜分析、輪廓度分析、缺口/毛刺自動剔除、波形分析、諧波分析；
測量范圍：
最大回轉直徑：Ф280mm （可擴展至更大，需定製周期)；
有效測量高度：620mm(可擴展至更大，需定製周期)；
承載：23Kg(可選配43Kg、68Kg，更大需定製周期)；
四、RS390C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術指標 ：
主軸回轉精度：(±0.025+5H/10000)μm
立柱精度（補償後）：0.12μm/100mm，全長0.25μm
立柱對軸心回轉中心線的平行度（補償後）：0.2μm/200mm，全長0.5μm
有效測量高度：620mm
立柱光柵精度：1μm
R向感測器量程：600μm,有效精度0.03μm
R向感測器最高精度：0.001μm
轉速：5轉/分鍾（1.5-8轉可調）
圓周采樣點：4096點/圈
五、RS390C型圓柱度儀（圓柱度測量儀）驅動方式 ：
Z軸數控，R向手動
RS390H型圓柱度儀（圓柱度測量儀）技術描述-高精度型

F. 圓度測量的主要方法是什麼

圓度測量有回轉軸法、三點法、兩點法、投影法和坐標法等方法。

方法：

1、回轉軸法。

利用精密軸系中的軸回轉一周所形成的圓軌跡(理想圓) 與被測圓比較，兩圓半徑上的差值由電學式長度感測器轉換為電信號，經電路處理和電子計算機計算後由顯示儀表指示出圓度誤差，或由記錄器記錄出被測圓輪廓圖形。回轉軸法有感測器回轉和工作台回轉兩種形式。前者適用於高精度圓度測量，後者常用於測量小型工件。按回轉軸法設計的圓度測量工具稱為圓度儀。

2、三點法。

常將被測工件置於V形塊中進行測量。測量時，使被測工件在V形塊中回轉一周，從測微儀(見比較儀) 讀出最大示值和最小示值，兩示值差之半即為被測工件外圓的圓度誤差。此法適用於測量具有奇數棱邊形狀誤差的外圓。

3、二點法。

常用千分尺、比較儀等測量，以被測圓某一截面上各直徑間最大差值之半作為此截面的圓度誤差。此法適於測量具有偶數棱邊形狀誤差的外圓或內圓。

4、投影法。

常在投影儀上測量，將被測圓的輪廓影像與繪制在投影屏上的兩極限同心圓比較，從而得到被測件的圓度誤差。此法適用於測量具有刃口形邊緣的小型工件。

5、坐標法。

一般在帶有電子計算機的三坐標測量機上測量。按預先選擇的直角坐標系統測量出被測圓上若干點的坐標值x、y，通過電子計算機按所選擇的圓度誤差評定方法計算出被測圓的圓度誤差。