滚珠螺母形位误差的CCD测量

及其亚像素值(X0i', Y0i'),内螺纹外圆柱面的亚像素中心坐标(Xb, Yb)为(1026.349,751.128)(像素值)。计算出一个螺距范围内12幅图像的测球参数,以螺母外圆柱中心为基准经过旋转、平移等变换统一到一个坐标系中,结果(像素值)如表1所示。

　　根据表1中数据,由整像素坐标按前述最小区域评定法求得圆度误差为: f=0.731,最小区域圆圆心坐标为(1026.134,750.866);而根据亚像素坐标求得的圆度误差为: f=0.449,最小区域圆圆心坐标为(1026.210,750.920)。该图像的标定系数k=0.025 8,按整像素计算圆度误差为0.731mm×0. 025 8= 0. 018 9mm,按亚像素计算圆度误差为0. 449mm×0. 025 8=0. 0116mm。对应表1中的数据,求各个测球中心至螺母外径中心之间的距离,其最大差值作为径向圆跳动误差值,计算结果为21. 6μm。最小区域圆圆心至螺母外径中心之间距离的2倍为该截面滚道中心相对于基准轴线的同心度误差,计算值为12. 9μm。6次亚像素测量结果见表2。

　　所测螺母形位误差结果为:圆度误差为0. 013mm,圆柱度误差为0. 016 mm,径向跳动误差为0. 022 mm,同轴度误差0. 014 mm。由文献[2]可知,本文所测螺母的几何尺寸及形位误差项目中,除圆度误差(公差为12μm)外,其余均符合技术要求。

3.4.3 实际脉冲波形和原因

　　利用数字示波器观察测量脉冲波形，发现数字示波器观察到的两种接法测量波形与图3、图4 所示的波形有很大差异，其波形见图7、图8，测量数据存在较大误差，其原因是当瞬时通断测量仪测量部分的触发电平在图3、图4 的波形所示的脉冲沿上时，则瞬时通断测量仪可以测量到脉冲，否则测量仪将测不到信号，所以需要进行脉冲波形调试;经分析，产生这样的问题原因是：由于脉冲发生器存在输出阻抗，瞬时通断测量仪的测量部分也存在输入阻抗，它和脉冲发生器输出阻抗构成的回路中必然存在电压分配，在脉冲作用时同样存在电压降，这种电路的分压作用必然引起脉冲幅度的减小。

　　图7 测量抖断触点脉冲图

　　3.4.4 脉冲波形的调试

　　测量所要求的脉冲波形要能真实反映继电器触点上电压的变化，需对非理想的波形进行必要的调试。

　　测量脉冲电平值分为两种：一种是脉冲顶值;另一种是脉冲底值。这两种电平在两种测量方式下均可进行修正，并用数字示波器观察：脉冲底值可通过调节脉冲发生器的直流偏移(即在组成的测量回路中增加一个可变直流电源)，抵消瞬时通断测量仪的+6 V 探测电压对被测信号输入端电位的影响(或10 mA 短路电流的影响)，使脉冲底值达到图3、图4 所示意的要求;另一方面，增加脉冲发生器输出幅度可达到测量要求的幅值。

　　测量的脉冲波形调试好后，对抖闭、抖断时间的测量采用直接测量法，只需改变标准脉冲宽度就可以测量其全范围的时间。

　　3.4.5 检测灵敏度的测量

　　瞬时通断测量仪的抖闭故障在断开触点的压降幅度小于负载电压的5%~90%，且脉冲宽度大于所设置的抖闭宽度值时判触点出现抖闭故障;另一方面，闭合触点的压降幅度大于负载电压的5%~90%时，且脉冲宽度大于所设置的抖断宽度值时判触点出现抖断故障。在脉冲调节完成以后，把电压变化百分比换算成触发电平值，调试后的脉冲电平值可信度高，具体测量方法类似于脉冲设备检定项目中最小触发的测量，测量过程不再重复。

　　3.4.6 测量数据验证

　　采用此方法，用1 台瞬时通断测量仪(型号D38-6B)、示波器(型号LC584AM)和脉冲发生器(型号8114A)组建测量系统进行验证。抖闭时间为1 μs 时：测量脉冲源标准值为1.000 0 μs，重复性0.000 2 μs;抖断时间为10 μs时：测量脉冲源标准值为10.007 μs，重复性0.008 μs，测得被测设备抖闭时间为1.01 μs，抖断时间为10.2 μs，而被测设备此项技术指标为±5%，所以完全满足测量要求。

　　3.4.7 实际应用

　　瞬时通断测量仪这类仪器是多通道的试验检测设备，测量通道可多达50 路，在实际工作中采用此方法模拟继电器触点动作，完全满足对此类专用设备测量的要求，避免了3.2 项所述的各种方法在测量中产生的不良结果，完成了此类专用设备的测量工作。

　　4 结论

　　瞬时通断测量仪测量方法是采用脉冲信号对继电器触点误动作过程进行模拟，它避免了用实际开关动作控制可操作性差的缺点，所需测量设备简单、价廉，利用现有的脉冲发生器和示波器即可完成测量系统的组建，具有方便、快捷和安全的优点，用此方法能顺利完成这类仪器的测量。