在線直線度測量儀：

1、儀器測量原理及技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)管材的規(guī)格及直線度測量要求，本方案擬采用我公司的光電測頭對(duì)管材直線度進(jìn)行測量。測量時(shí)在水平（X軸）和豎直（Y軸）方向上各設(shè)置3組測頭測量管材X軸和Y軸方向的邊緣位置。

被測棒材通過測量儀時(shí)，每組測頭采集圖1所示截面的X軸和Y軸方向的位置數(shù)據(jù)。系統(tǒng)根據(jù)測頭1和測頭3采集的X軸方向位置值擬合一條直線，位置2的測量值與該直線的偏差即為位置2在X軸方向的直線度誤差。同理可得到位置2在Y軸方向的直線度誤差。設(shè)X軸的直線度誤差為δ1、Y軸的直線度誤差為δ2，利用三角函數(shù)即可計(jì)算出棒材直線度的實(shí)際誤差δ。

2、設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題

測量精確度是直線度測量儀基本的技術(shù)指標(biāo)，為了達(dá)到高精度，必須從各方面給予保證。

2.1、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于鋼管在高速前進(jìn)的同時(shí)，伴隨著上下及左右二維空間的劇烈振動(dòng)，會(huì)給物鏡象帶來放大誤差。若對(duì)被測鋼材施以遠(yuǎn)心照明，投影物鏡采用專門設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，此時(shí)，即使鋼材跳動(dòng)位置處于物鏡景深的極限位置，使鋼材像稍為模糊，但模糊象的中心位置在CCD上的投影是和正確調(diào)焦時(shí)的投影象處在同一位置上。

2.2、CCD的選擇

考慮到實(shí)際檢測的尺寸及精度要求，必須選擇多位數(shù)、高質(zhì)量的CCD作為攝象傳感器。選取的CCD應(yīng)具有高分率、高的轉(zhuǎn)換效率，并能承受較高的工作溫度。CCD驅(qū)動(dòng)頻率的選 擇，原則上只要滿足取樣要求就可以了。

從理論上講，波形的邊緣部分仍是—根直線，若用峰值50%作為閾值，將不會(huì)因鋼材振動(dòng)引起測量誤差。但是，實(shí)際上在線被測物的振動(dòng)是不規(guī)則的，邊緣波形不成直線，因而會(huì)產(chǎn)生測量誤差。如果CCD有更高的驅(qū)動(dòng)頻率，在一次掃描中鋼材邊緣的位移量就會(huì)減小，邊緣波形將會(huì)改善。如選取驅(qū)動(dòng)頻率為10MHz的CCD，則一次掃描的振動(dòng)誤差將減少至0.4mm。如果儀器仍要求每秒取600個(gè)數(shù)據(jù)，則每一數(shù)據(jù)已經(jīng)是8次測量的平均值，其誤差可減小至0.05mm。如果每隔2~3秒讀一次數(shù)，則讀出的數(shù)又是1千到2千個(gè)數(shù)據(jù)的平均值，因而可以達(dá)到足夠高的精度。當(dāng)然，隨著驅(qū)動(dòng)頻率的增高，CCD轉(zhuǎn)移效率將明顯下降，高頻CCD的價(jià)格也大為增高，高頻驅(qū)動(dòng)器的制作技術(shù)也更加困難。而我們?yōu)榱藵M足高精度測量，且盡可能的減少誤差，直線度測量儀的CCD芯片選用新型的15MHz頻率的線陣CCD芯片。

2.3、測量數(shù)據(jù)和圖像顯示

直線度測量儀通過計(jì)算機(jī)顯示與外接顯示屏進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，可測量顯示12 組測頭測得的實(shí)時(shí)直徑測量值，實(shí)時(shí)直線度誤差、垂直在線度誤差、水平在線度誤差等，以及設(shè)定的直徑標(biāo)準(zhǔn)值、上下公差、直線度公差等，還可顯示趨勢圖、波動(dòng)圖、缺陷圖等圖像信息。

在線鋼管上使用的直線度測量儀要能夠?qū)\(yùn)動(dòng)的軋材進(jìn)行測量，也要詳細(xì)顯示測量所得數(shù)據(jù)。