实验一 用形位误差测量仪测量圆度、圆柱度、同轴度
一、实验目的
1、掌握形位误差测量仪的使用方法和软件数据处理方法。 2、学会调节仪器零位。
3、巩固圆度、圆柱度、同轴度有关的概念。
二、仪器简介
形位误差测量仪适用于机车、汽车、机床、造船、重型机器、仪器仪表、电机电力、航空航天等制造业企业的计量室和车间现场的形状和位置误差检测，也适用于有关科研院所和大中专院校科研教学工作及高等职业教育培训的使用。
三、实验步骤
（一）、系统各部分的连接
系统在工作之前，应将各部分相互正确地连接好，且各连接处应牢固可靠，保证测量工作的正常运行。注意系统的连接应在断电的情况下操作，以免造成意外损伤。
1、DGB—5B电感测微仪的连接
电感测微仪的电源线与220V的交流电源（市电）相连接；模拟量输入电缆分别与电感仪输出孔和便携式形位数据采集器相连接；插接在电感测微仪A插座上的DGC—8ZG/C轴向测头，连接在XW—250 形位专用测量装置的表架上，用以测量圆柱度、圆度等。
2、多功能便携式形位数据采集器的连接 如图一所示，采集器的电源线与220V的交流电源（市电）相插接；插接在采集器输出输入接口最右插孔中的模拟输入电缆的另一端插接在电感测微仪的输出孔内；插接在采集器输出输入接口最左插孔内的数据通讯传送电缆的另一端与微机串行通讯口（9针）相连接；光电转角编码器固定在形位测量装置上，其传送电缆的一端接有专用插头，将其插到数据采集器输出输入接口的对应插座上。 光电转角编码器电缆模拟量 电源220V~输入电缆数据通讯电缆电源开关12位显示 键盘 图一 数据采集器连接示意图 （二）、安装测试工件和电感测微仪（需要对中） 1
（三）、多功能便携式形位数据采集器的使用 数据采集器有一个十二位的显示窗，显示窗工作时显示的内容如图二所示。采集器有一个32键的键盘，各键的分布及名称如图三所示。 出错显示仪器档位截面数 测点数（跨距）传感器数字显示数据文件名显示 图二 数据采集器显示窗信息显示位规定 传送789复位仪器档位456清卡传卡截面测点123采集查卡跨距存卡0AB↓F采 数删改确认CDE 图三 数据采集器键盘布局 1、开机、时间设定及复位
开启采集器的电源开关，蜂鸣器连响六声，同时12位显示窗均显示“8”字后，各位显示窗显示“一”号，在第二位显示窗右下角显示“2”，提示使用者输入当前的工作日期。日期的输入格式为“ XXXX – XX – XX ”。此时，采集器键盘只能使用“0” –“9”十个数字键。一个符合格式要求的时间信息显示在第二位至第十一位显示窗上。完成时间设定后，按“确认”键，采集器进入工作状态。各位显示窗均显示“一”号。
采集器开机后，无论处于何种工作状态需要复位时， 按“复位”键即可， 此时各位显示窗均显示“一”号。
2、测量仪器选定
按“仪器”键，在第二位显示窗上依次循环显示“A”、“B”、“C”、“D”字符，各字符表示所用的测量仪器，其含义为：
A — 电感测微仪（可用于测量圆度、圆柱度、圆跳动、全跳动）
B — 电感测微仪及自准直仪（可用于测量直线度、平面度及轴／孔同轴度） 3、仪器挡位
按“挡位”键选定所用仪器的测量挡位。按键后，在第三位显示窗上依次循环显示挡位序号（挡位数字越大，量程越小，精度越高）。
2
各类仪器的挡位与仪器量程（或分辨率）对应关系如下：
A — 电感仪挡位： 1 2 3 4 5 6 量程： ? 1000 ? 300 ? 100 ? 30 ? 10 ? 3 (?m) B — （同A）
本采集器适合选用DGB—5B及DGS—6A两种电感测微仪。
操作时一按挡位键，传感器的模拟电压量立即转换成数字量并显示于9～12位显示窗上。若此时未连接好模拟输入电缆，则显示窗显示某一固定的字数（如“525”）。若此时发现仪器未选对，则可重新按“仪器”键重选仪器，并接着选定挡位。
4、截面数设定
按“截面”键后，待最后选定无误后，即可按“确认”键对所选的截面数进行确认。注意截面数最小应设定为“1”，不可设定为“0”。根据测量项目，截面数的设定要求如下：
圆度测量——截面数设定为01；
圆柱度测量——截面数设定为实际测量截面数，可设定为03 ～ 99截面； 5、测点数设定
按“测点”键后，在未确认前，测点数可按删改键进行修改。测点设定无误后，按“确认”键予以确认，一经确认，第8显示窗位的“2” 消失。注意测点数为每—截面的测点数，且测点数不可设定为“0”。根据测量项目，测点数的设定要求如下：
圆度和圆柱度测量——按实际测量点数设定，可设为024 ～ 999点；
6、跨距的设定
按“跨距”键后，其设置及删改的方法同测点数设定，设定好跨距后，按“确认”键予以确认。跨距一经确认，则第6、7、8显示窗位隐去设定的跨距的值重新显示设定的测点数。
根据测量项目，跨距数的设定要求如下： 圆度测量——跨距数可设定为任意三位数；
圆柱度测量——按实际测量截面间距设定，此时是按等间距值输入； 7、进入采集状态
在进入采集状态前，如显示于9～12位显示窗上的数字不为“0”，则可先按“0”键，再按“确认”键后， 9～12位显示窗上显示“0”。按“采集”健，采集器进入数据采集状态。此时显示窗显示的截面数及测点数处于起始位置，即待采集的第1截面的第1测点位置。
8、进行采数
①．半自动采数 按“采数”键进行采数。每按“采数”键一次，蜂鸣器连响两声采集一个数据，测点数显示加1，待第1截面各测点采数完毕后，显示第2截面第1测点值。在采数过程中若发现前面的某一测点采数有误，则可按“删改”键退至该点，重采自该点及以后各点的数据。顺序采完全部数据后，蜂鸣器连响六声。若数据采集正确无误，则按“确认”键对所采集的数据予以确认。按确认键后，第6～12位显示窗的测点数及传感器的数显值均被隐去，6～12位全部显示“-”，且在第6显示窗右下角闪显“2”，此时采集器处于等待键入该组数据文件名的状态。
顺序采集完全部数据后，蜂鸣器连响六声。若数据采集正确无误，则按“确认”键对所采集的数据予以确认。按确认键后，第6～12位显示窗的测点数及传感器的数显值均被隐去，6～12位全部显示“-”，且在第6显示窗右下角闪显“2”，此时采集器处于等待键入该组数据文件名的状态。
9、键入数据文件名
数据文件名共有7位，从第1位至第7位依次键入字母或数字，并显示在第6～12位显示窗上，在确认前可以按“删改”键对文件名的各位进行修改，最后按“确认”键予以确认。确认后文件名被隐去，显示窗重新显示测点及传感器的当前示数。
为了便于从文件名识别测量项目和采集数据的管理，数据文件名在键入时作了如下规定。文件名第1位用于区分测量项目，键入符号规定如下：
键入“A”——圆度测量
3
键入“B”——圆柱度测量 键入“E”——同轴度测量
文件名第2位用于区分各测量项目所采用的测量方法，键入符号规定如下:
圆度 ——键入“1”为“半径法测量” 圆柱度——键入“1”为“半径法测量”，键入“2”为“分离法测量” 同轴度——键入“1”为“瞄靶法测量”，键入“2”为“截面中心法测量” 文件名第3位用于区分被侧零件的表面特征或测头指向，键入符号规定如下：
键入“1”——被测表面为“外表面” 键入“2”——被测表面为“内表面”
键入“3”——测量头指向右（用于端面圆跳动及端面全跳动） 键入“4”——测量头指向左（用于端面圆跳动及端面全跳动） 键入“5”——无需区分被测件表面特征或测头指向时
文件名第4～7位的键入符号，由用户自行设定键入的符号或数字，如键入被测零件的编号等。但对同轴度项目，采用截面中心法测量时，第4位键入前基准截面数，第5位键入被测要素截面数，第6位键入后基准截面数。
10、数据文件存卡（存入IC卡）
在确认数据文件名后，按“存卡”键，将该数据文件中的测量数据、文件名及有关测量参数存入IC卡中，此时蜂鸣器连响四声，表示存卡完毕。若按“存卡”键后，第1位显示窗闪显“E”，表示存卡有错，应查明原因予以纠正。例如欲存卡的数据文件名与IC卡中已有的数据文件名同名，则应重新键入文件名后再存卡。
11、查IC卡内所存的数据文件
对IC卡内所存的数据文件，在采集器开机后可通过按“查卡”、“?”两键进行查阅。
按“查卡”键，第1、2位显示窗所显示的是卡内所有数据文件占IC卡内存容量的百分数（IC 卡
内存为1MB，占内存不足1% 时显示“0 0”；第3～5位显示窗显示卡内第1个文件的序号“0 0 1”；第6～12位显示第1个文件的文件名）。再按“?”键，则依次显示第2、第3??等各文件的序号及文件名，待显示出最后一个文件名后，再按“?”，则蜂鸣器发出一声响声，显示窗不再变化。若需重新查卡，则再按“查卡”，“?”键即可。
若IC卡内没有存入任何数据文件，或采集器上来插IC卡，则按“查卡”键后，1～5位显示窗显示“0”，6～12位显示窗显示“一”。
12、数据文件传送
将该次测量采集的数据在键入数据文件名之后，采用通讯的方式实时传送给计算机进行计算评定处理。现场传送时可以不必存卡。
在实施数据文件传送时，计算机应已开机并调入相应的计算程序，运行至《传送测量数据》窗体，且选好串口1或串口2（须视用户的计算机通讯接口配置情况而定）等待采集器传送数据。此时先点击计算机窗体上“传送”键，再按采集器上的“传送”键后, 蜂鸣器连响四声，采集器显示屏黑屏，计算机屏幕显示数据文件已接收，采集器显示回到发送前的状态；若按采集器上的“传送”键后，数据文件未传送过去，此时采集器第1位显示窗闪显“E”，表示传送出错，应检查出错原因并予以纠正（如未接通数据通讯传送电缆，计算机通讯口号不对等）。若第一次传送出错，可按上述方法再传送一次。
数据文件传送除可实时传送当次测量的数据文件外，还可传送IC卡中所存的某一文件，其方法是用查卡方式找出所要传送的文件序号及文件名，按前述传送方法操作即可。
13、清除IC卡内所存文件
当IC卡中的数据文件需要清除时，采集器开机后，按“清卡”键，再按“确认”键，第1显示窗显示“一”亮度增加，表示此时正在清卡，待清卡结束后蜂鸣器响三声，第一显示位“一”亮度复原，IC卡中的全部数据文件被清除。
4
（四）、用形位误差系统软件进行数据处理（以圆柱度(YZD_XP)数据处理说明）
1、调用圆柱度系统：进入工作目录，双击“YZD_XP”图标，调用YZD_XP.EXE文件。圆柱度主窗体包含两种测量方法, 即“半径法”和“分离法”。“分离法”用于XW-250形位误差测量仪上分离导轨平行度误差测量圆柱素线直线度。
2、运行《传送测量数据》窗体，选好串口，点击计算机窗体上“传送”键，再按采集器上的“传送”键后, 蜂鸣器连响四声，采集器显示屏黑屏，计算机屏幕显示数据文件已接收，采集器显示回到发送前的状态。数据传送结束后，屏幕上会自动弹出“传送文件信息接受显示”窗体，显示出传送数据文件的基本信息，使用者检查后认为正确，单击〖确定〗按钮，屏幕上又弹出“原始数据保存”窗体，这时系统是同时以“.DAT”和“.%”的扩展名进行测量数据文件的保存。
3、打开文件：
系统默认的数据文件类型为“分析数据文件”。用鼠标单击“数据文件类型”选择框中右边的箭头，弹出“分析数据文件”和“原始数据文件”项。由使用者根据需要确定（单击）其中之一。“文件夹”选择框中显示本系统的工作路径和系统名称。如果在本系统中的工作路径下存有数据文件夹，则会在系统工作路径下面显示出来。
选购《数据采集器》的用户可以使用“原始数据文件” 项。 4、参数设置：
该窗体用于数据文件基本信息内容的输入、修改、补充和选择评定算法。窗体中出现红色字符的显示框，仅用来指示有关信息，不许使用者修改。本窗体所指输入、修改或补充的文件信息是指可以用键盘输入的有关信息，包括使用者对选择框项所做的项目选择操作。
? 〖确定〗按钮：将使新输入信息替换正运行的原文件中信息。此按钮开始为失效态，当信息输入框有修改、选择操做后，〖确定〗按钮才有效。
?窗体显示的内容
◇ 仪器名称：显示检验仪器的名称，在《创建文件》窗体或在测量时由检验员选定。
◇ 分 度 值：显示检验仪器的分度值。（选择修改项）
仪器名称／分度值组合选项中，系统预置的检测仪器有百分表／千分表／扭簧表／ 电感测微仪四种，并预置相应仪器的分度值和挡位值供用户选择。“分度值”项的显示内容与“仪器名称”项选择内容自动适应。“仪器名称”默认值是“千分表”，“分度值”项系统默认值是“0.001mm”。
当数据来自《数据采集器》时，分度值／仪器挡位项的数据为测量时的数据，不可修改。 ◇测量点数：显示测量截面的测量点数，可输入24～144点，当测量点数取值过少，将会影响检测结果精度。系统默认值为24点。（只能输入整数值） ◇测量截面：显示测量圆柱度项目时所选择的测量截面数，可选择3～4个测量截面，系统默认值为 3 个截面。（选择修改项） ◇截面跨距：显示测量圆柱度所选择的测量截面跨距值，可输入2～300 mm，系统默认值为10 mm。（只能输入整数值）
◇测量表面：显示测量表面特征，本统有“外表面”和“内表面”两种，由使用者选择，系统默认值为“外表面”。（选择修改项）
◇评定方法：显示数据处理的评定算法。本系统圆度、圆柱度误差评定方法为“最小二乘法”和“最小区域法”，由用户根据需要选择之。系统默认值为：“最小二乘法”。一旦此项改变，工作窗体的下方状态区域的显示也将改变，但此项选择不按信息修改处理。（选择修改项）
5、点击”结果数据”，显示评定后的结果数据。数据显示格式同“键入测量数据”窗体。 ?误差数据显示 窗体界面显示当前截面的误差结果数据。
在圆柱度的《结果数据》窗体下方有四个截面位置标识按钮，供使用者选择。截面选择按钮的有效数量由《参数设置》的“测量截面”选项决定。 黄颜色按钮表示为当前截面。
?误差数据最大值与最小值显示
最小二乘法：结果数据有一对最大，最小数据。误差数据最大点显示区用红背景色表示，误差数据
5