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技術文章

圓度儀 簡介
圓度儀 簡介
一種利用回轉軸法測量工件圓度誤差的測量工具
本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目 審核 。
圓度儀（Roundness measuring instrument）是一種利用回轉軸法測量工件圓度誤差的測量工具。圓度儀分為傳感器回轉式和工作臺回轉式兩種型式。測量時，被測件與精密軸系同心安裝，精密軸系帶著電感式長度傳感器或工作臺作**的圓周運動。圓度儀由儀器的傳感器、放大器、濾波器、輸出裝置組成。若儀器配有計算機，則計算機也包括在此系統內。

基本簡介
圓度儀可測量各種機械零件的素線和截面輪廓形狀參數，在軸承行業中可測量各種零件的直線度、傾斜度、角度處理、圓處理(直線到切線的距離、圓心到圓心距離、圓弧半徑、交點到圓心的距離、圓心到直線距離)、點線處理(交點到直線距離、交點到圓心距離、兩直線交點、交點與交點距離)、對數曲線、槽寬、槽深、溝邊距、淘心距傾斜度、水平距離

圓度儀是一種測量零件回轉表面(軸、孔或球面)不圓度的精密儀器。通常有兩種類型：小型臺式，把工件裝在回轉的工作臺上，測量頭裝在固定的立柱上；大型落地式，把工件裝在固定的工作臺上，測量頭安裝在回轉的主軸上。測量時，測量頭與工件表面接觸，儀器的回轉部分(工作臺或主軸)旋轉一周。因回轉部分的支承軸承精度極高，故回轉時測量頭對被測表面將產生一高精度的圓軌跡。被測表面的不圓度使測量頭發生偏移，轉變為電(或氣)信號，再經放大，可自動記錄在圓形記錄紙上，直接讀出各部分的不圓度，供評定精度與工藝分析之用。廣泛用于精密軸承、機床及儀器制造工業中。 [1]

工作原理
圓度儀采用半徑測量法，工作旋轉式。該圓度儀旋轉軸系采用高精度氣浮主軸作為測量基準；該圓度儀電器部分由**計算機及精密圓光柵傳感器、精密電感位移傳感器組成，圓光柵傳感器、精密電感位移傳感器計量角度、徑向位移量，保證測量工件的角位移、徑向值的**度；圓度儀測量軟件采用基于中文版WinXP操作系統平臺的圓度測量軟件，完成數據采集、處理及測量數據管理等工作。

基本類型
圓度儀基本上有兩種形式。(1)工作臺轉動式：工件轉動而檢測器固定；(2)測量軸轉動式：工件固定而檢測器轉動。圓度儀的關鍵之一是旋轉主軸有非常高的制造精度和裝配精度。 [2]

使用注意事項
1. 每天開機后，用酒精（無水乙醇,99.97%）清潔大理石工作臺及立柱大理石部分。注意：不要用酒精擦拭驅動箱外殼，因為，外殼部分表面是噴涂油漆的，容易起化學反應，用酒精擦拭后容易影響外觀的美觀。
2. 注意大理石工作臺的T型槽、立柱的絲桿及立柱導軌（立柱后面金屬部分）的防銹，定期涂防銹油特別是放長假時一定要注意。具體方法：可以噴WD40在以上地方，過五分鐘之后，用無塵紙將多余的WD40擦干凈。
3. 在不使用時，應將探針Stylus拆下放置在專用的探針盒里。
4. 需要定期檢查供電電源的電壓，請用戶設備維護專業人員配合，具體方法：檢查電壓值是否在110~~240V之間，電壓的波動是否在允許范圍之內，L-火線、N-零線、E-接電線的相序及電壓是否正確。
5. 外部供電有無UPS不間斷電源保護裝置（必須安裝），為了防止當電源送電和突然斷電引起的峰值電壓對控制箱內電路板、電腦及電子元件的損壞。
6. 儀器的環境溫度及濕度是否在允許范圍之內。操作環境溫度的范圍：15-30攝氏度，溫度梯度變化允許范圍：小于2攝氏度（一般環境要求，如加工現場）； 操作環境溫度的范圍：18-22攝氏度，溫度梯度變化允許范圍：小于2攝氏度（標準計量室）； 濕度要求：45%-75%之間。

特點
   具有體積小、成本低，較適合中小型企業：
2、直線運動導軌采用精密氣浮導軌，精度保持長久，直線移動精度高，儀器使用
壽命長：
3、直線運動導軌位移數據采集采用精密直線光柵，定位精度高，穩定性好：
4、TCR-D1400圓度儀 采用WINDOWS系統操作平臺，專業測量軟件，測量界面簡潔直觀，操作便捷；可以實時顯示圖形數據、存盤留檔、隨時打印，圖形分析報告，直觀清晰；
5、測量結果可根據標注需要任意旋轉；
6、強大的誤差補償功能，使測量結果更**；
7、測量操作設置鼠標和鍵盤快捷操作，用戶可根據操作習慣自由選擇：
8、設計特殊裝配夾具方便工件的裝夾調整大大提高了測量效率；
9、使用范圍廣，測量范圍大：量程可達到12mm。

根據不圓度測定的要求，圓度儀必須具備三個特點：(1)具有高精度的主軸，以實現零件定心，并同時確定理論圓的中心。(2)具有高靈敏度的傳感器。當它以主軸中心為圓心作回轉運動時，可以把微小的零件不圓度誤差測量出來。(3)具有連續指示或記錄的裝置。以便將零件的實際輪廓記錄下來，進行分析和評定。 [3]

測量方法
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。
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傳感器轉換為電信號，經電路處理和電子計算機計算后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。回轉軸法有傳感器回轉和工作臺回轉兩種形式。前者適用于高精度圓度測量，后者常用于測量小型工件。按回轉軸法設計的圓度測量工具稱為圓度儀。
2、三點法
常將被測工件置于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，從測微儀讀出*大示值和*小示值，兩示值差之半即為被測工件外圓的圓度誤差。此法適用于測量具有奇數棱邊形狀誤差的外圓或內圓，常用2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*大差值之半作為此截面的圓度誤差。此法適于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。此法適用于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、，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。

影響因素
影響圓度儀測量精度的主要因素有：
1、主軸回轉精度。圓度儀測量實際上是一個比較測量的過程，即測量頭相對于工件旋轉畫出的圓周與被測輪廓比較，因此主軸的回轉精度直接影響測量結果的不確定度。
2、工件安裝誤差。包括被測工件相對于圓度儀中心偏差和被測工件的中心線相對于儀器主軸傾斜兩種情況。
3、測頭形狀和半徑的選擇。正確地選擇觸頭的形狀和半徑，對測量圓度誤差是事關重要的。形狀和半徑的選擇主要根據工件表面的特性，同時兼顧工件硬度等因素，為避免表面粗糙度等微觀幾何形狀的影響，不宜采用針形測頭，而采用球形或斧形測頭。較小工件可用圓柱形測頭。硬度較低的工件，用較大半徑的測頭，以防止工件表面的塑性變形。 [2]
4、測量力的影響。測量力的選擇是：被測表面既不會產生塑性變形，同時測頭與被測表面保持接觸穩定。

技術要求
1、外觀
儀器工作表面不應有銹蝕和碰傷，涂鍍表面應平整均勻，不應有斑點、脫皮等現象，外部零件結合處應整齊。
有刻線和刻字的零件，文字和線紋應清晰、均勻。不得有漏油現象。
2、相互作用和相互位置
儀器可動部分在規定范圍內均應平穩地運動。
各種按鈕、操作件和限位裝置的動作應靈活、作用那個可靠、功能正常。
儀器測量方向應通過主軸回轉中心。
記錄范圍與對心表的知識范圍應保持一致。
3、放大器的轉換誤差
定標誤差應不大于1%。

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