[发明专利]一种采用电涡流位移传感器的非接触式R-test测量仪球心坐标计算方法

权利要求书

1.一种采用电涡流位移传感器的非接触式R-test测量仪球心坐标计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立测量坐标系：

将测量球安装在机床主轴上，测量仪底面放置在机床工作台上，移动主轴使测量球大致位于3个电涡流位移传感器的中心位置；建立测量坐标系，其原点与3个传感器的感应平面的距离基本一致，XY坐标面与基准面平行；

步骤2：计算非接触式R-test测量仪的测量球心坐标：

a)当测量球在测量范围内径向偏离传感器轴线所产生的感应电压变化可忽略时，传感器的感应电压特性曲线方程为：

其中，U_i为感应电压，L_i为测量球心到第i个传感器感应平面的距离，k_i、m_i、q_i为传感器感应电压特性曲线方程系数，均为常数；

在测量坐标系下设3个传感器感应平面的方程为：

a_ix+b_iy+c_iz+d_i＝0 i＝1,2,3 (2)

根据点到平面的距离公式，再结合式(1)构建下列方程组：

通过该方程组求得到球心点P在测量坐标系中的坐标；

b)当测量球在测量范围内径向偏离传感器轴线所产生的感应电压变化不可忽略时，传感器感应电压特性曲线方程为：

其中，U_i为第i个传感器的感应电压，L_i为测量球心到第i个传感器感应平面的距离，t_i、k_i、m_i、n_i、q_i为传感器感应电压特性曲线方程系数，均为常数；r_i为球心到传感器中心轴线的距离；

已知在测量坐标系中，第i个传感器的感应平面圆心坐标为(x_i-0，y_i-0，z_i-0)，根据点到平面的距离公式和勾股定理，再结合式(4)和式(2)构建下列方程组：

通过该方程组求得到球心点P在测量坐标系中的坐标。

2.根据权利要求1所述的一种采用电涡流位移传感器的非接触式R-test测量仪球心坐标计算方法，其特征在于，通过式(4)求解球心点P在测量坐标系中坐标的过程中，为了保证求解结果的精确性，根据式(4)建如下非线性方程组，方程组的解即为球心坐标：

设目标函数为：

目标函数的值越接近于零，上述非线性方程组的解越精确。

3.根据权利要求1所述的一种采用电涡流位移传感器的非接触式R-test测量仪球心坐标计算方法，其特征在于，通过式(5)求解球心点P在测量坐标系中的坐标的过程中，为了保证求解结果的精确性，根据式(5)构建如下非线性方程组，方程组的解即为球心坐标：

f_i(x,y,z)＝(x-x_i-0)²+(y-y_i-0)²+(z-z_i-0)²-r_i²-L_i²＝0 i＝1,2,3 (9)

设目标函数为：

目标函数的值越接近于零，上述非线性方程组的解越精确。