旋转体速度、距离和三维形貌测量不确定度的评定方法技术

本发明专利技术公开了旋转体速度、距离和三维形貌测量不确定度的评定方法，将旋转体速度和距离测量数据按照旋转周期、旋转轴方向、圆周方向排列；根据不同旋转周期评估速度和距离的不确定度消除散斑效应以及主轴回转误差和物体圆度误差的影响，求得噪声导致的不确定度；沿着旋转轴方向评估速度和距离的不确定度消除主轴回转误差和物体自身圆度误差对不确定度的干扰，结合噪声导致的不确定度分量求得散斑效应导致的不确定度分量，进而得到总的速度和距离测量不确定度；基于旋转体表面速度和距离与三维绝对形貌的关系式，引入散斑效应和噪声导致的不确定度分量，求得三维绝对形貌测量不确定度。该方法可以对测量系统的测量不确定度作更为全面、合理的评定。合理的评定。合理的评定。

【技术实现步骤摘要】
旋转体速度、距离和三维形貌测量不确定度的评定方法


[0001]本专利技术涉及测量
，具体而言，尤其涉及旋转体速度、距离和三维形貌测量不确定度的评定方法。

技术介绍

[0002]现有的不确定度评价方法单一的计算测量结果的标准不确定度无法消除旋转体测量中主轴回转误差和物体自身的圆度误差对测量不确定度的干扰，并且现有的评定方法没有考虑到包括主轴转速和散斑效应导致的不确定度及其对总的测量不确定度的传播，导致测量不确定度的评定结果误差较大。

技术实现思路

[0003]根据上述
技术介绍
提出的技术问题，而提供旋转体速度、距离和三维形貌测量不确定度的评定方法。本专利技术主要利用一种新的评定测量不确定度的方法。该方法可以全面地考虑和衡量多种不确定度分量对最终测量结果的影响，同时消除主轴回转误差和旋转体自身的圆度误差对不确定度评估准确性的干扰，适用于精准评估旋转物体例如机床中的旋转工件、刀具表面速度、距离和三维形貌测量结果的不确定度。本专利技术采用的技术手段如下：
[0004]旋转体速度、距离和三维形貌测量不确定度的评定方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1：将通过激光测速测距获取的旋转物体表面速度v和旋转物体表面距离z的测量结果按照所述旋转物体的旋转周期、旋转轴方向、圆周方向进行排列，得到包含有N
×
M
H
×
M
C
个元素的数据集，其中，N为旋转周期数，M
H
为旋转轴发现的数据排列数，M
C
为圆周方向的数据排列数；定义n＝1,2,
…
,N；h＝1,2,
…
,M
H
；i＝1,2,
…
,M
C
；其中，n、h、i分别表示旋转周期、旋转轴方向数据排列数以及圆周方向数据排列数的变量；
[0006]步骤2：根据不同的旋转周期计算所述旋转物体表面速度v的不确定度和所述旋转物体表面的距离z的不确定度去除散斑效应以及主轴回转误差和物体圆度误差；
[0007]步骤3：根据所述步骤2获取的不确定度，评估噪声导致的速度不确定度分量σ
v,noise
和噪声导致的距离不确定度分量σ
z,noise
；
[0008]步骤4：沿着所述旋转轴方向评估速度的不确定度和距离的不确定度
[0009]步骤5：根据所述步骤3和步骤4得到的不确定度，评估散斑效应导致的不确定度分量σ
v,speckle
和σ
z,speckle
，进而获取总的速度测量不确定度和总
的距离测量不确定度
[0010]步骤6：基于速度和距离测量的旋转体三维绝对形貌关系式步骤6：基于速度和距离测量的旋转体三维绝对形貌关系式获取三维绝对形貌不确定度σ
r(h,i)
，进而求得三维绝对形貌测量不确定度σ
r(h,i)
。
[0011]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0012]1、本专利技术针对基于激光速度与距离测量技术的旋转物体表面速度、距离和三维绝对形貌的测量，提出了一种系统的测量不确定度关系的数学模型，在速度和距离测量不确定度基础上，进一步包括了散斑效应和噪声导致的不确定度分量以及主轴转速的不确定度，更为全面的考虑和衡量了各不确定度分量以及测量次数对三维绝对形貌测量不确定度的传播，获取到完整的不确定度传播方程。
[0013]2、本专利技术利用测量过程中主轴回转误差和被测物体自身圆度误差的生成特性，通过沿着旋转轴方向评估速度和距离的测量不确定度，消除了主轴回转误差和物体自身圆度误差对测量不确定度评定的干扰，使评定结果更为可靠。
[0014]3、本专利技术利用被测物体旋转过程中的表面测量点分布特性，通过对表面不同方向的测量数据实施不确定度评估，实现了对散斑效应和噪声导致的不确定度分量的评定，进一步拓展了测量不确定度的评定方法。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术整体流程示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0018]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0019]如图1所示，本专利技术提供了一种旋转体速度、距离和三维形貌测量不确定度的评定方法，包括以下步骤：
[0020]步骤1：将通过激光测速测距获取的旋转物体表面速度v和旋转物体表面距离z的测量结果按照所述旋转物体的旋转周期、旋转轴方向、圆周方向进行排列，得到包含有N
×
M
H
×
M
C
个元素的数据集，其中，N为旋转周期数，M
H
为旋转轴发现的数据排列数，M
C
为圆周方向的数据排列数；定义n＝1,2,
…
,N；h＝1,2,
…
,M
H
；i＝1,2,
…
,M
C
；其中，n、h、i分别表示旋转周期、旋转轴方向数据排列数以及圆周方向数据排列数的变量。
[0021]步骤2：根据不同的旋转周期计算所述旋转物体表面速度v的不确定度和距离的不确定度其中和为圆周方向上速度和距离的均值，和是旋转轴方向上和的均值。该步骤得到的不确定度排除了散斑效应以及主轴回转误差和物体圆度误差的影响。
[0022]步骤3：基于步骤2得到的不确定度，评估噪声导致的速度不确定度分量和噪声导致的距离不确定度分量和噪声导致的距离不确定度分量
[0023]步骤4：沿着旋转轴方向评估速度的不确定度和距离的不确定度其中和是旋转轴方向上和的均值。该步骤得到的不确定度排除了主轴回转误差和物体圆度误差的影响，同时包含了散斑效应和噪声导致的不确定度。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.旋转体速度、距离和三维形貌测量不确定度的评定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将通过激光测速测距获取的旋转物体表面速度v和旋转物体表面距离z的测量结果按照所述旋转物体的旋转周期、旋转轴方向、圆周方向进行排列，得到包含有N
×
M
H
×
M
C
个元素的数据集，其中，N为旋转周期数，M
H
为旋转轴方向的数据排列数，M
C
为圆周方向的数据排列数；定义n＝1,2,
…
,N；h＝1,2,
…
,M
H
；i＝1,2,
…
,M
C
；其中，n、h、i分别表示旋转周期、旋转轴方向数据排列数以及圆周方向数据排列数的变量；步骤2：根据不同的旋转周期计算所述旋转物体表面速度v的不确定度和所述旋转物体表面的距离z的不确定度步骤3：根据所述步骤2获取的不确定度，评估噪声导致的速度不确定度分量σ
v,noise
和噪声导致的距离不确定度分量σ
z,noise
；步骤4：沿着所述旋转轴方向评估速度的不确定度和距离的不确定度步骤5：根据所述步骤3和步骤4得到的不确定度，评估散斑效应导致的不确定度分量σ
v,speckle
和σ
z,speckle
，进而获取总的速度测量不确定度和总的距离测量不确定度步骤6：基于速度和距离测量的旋转体三维绝对形貌关系式步骤6：基于速度和距离测量的旋转体三维绝对形貌关系式获取三维绝对形貌不确定度σ
r(h,i)
，进而求得三维绝对形貌测量不确定度σ
r(h,i)
。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：