[发明专利]活塞环外圆形状测量方法及其测量仪

说明书

本发明用于测量活塞环漏光度技术参数。

在国标GB1149-82中，测量漏光度的方法是将活塞环放置于一标准环内，用人眼评价两者贴合环面有无漏光区域及漏光区域的位置和范围（角度），从而依照标准判别被测活塞环合格与否。用人眼测量，受人为因素影响，测量结果因人而异，因人眼疲劳程度而异，且不知光缝的宽度，劳动强度也很大。

近来，出现了采用光学测量方法直接测量活塞环漏光度的技术，国家专利号为88219395。从理论上讲，光学测量可以克服人眼测量的不足。但由于国标规定在3000-5000lx光照条件下人眼所能观察到的光缝即为漏光，而这样的光缝只有约3μm宽。在这么小的光缝条件下，光学测量难以保证测量的精确度，因为即使采用激光光源，也存在激光的光能量输出不稳定;以及光敏元件和放大电路灵敏度越高则稳定性越差等问题。又因为光学测量存在衍射，故在狭缝条件下光敏元件接收的光能量与狭缝宽度之间的关系非常不线性，测量光缝的宽度也很困难。

本发明就是针对上述问题创新的一种间接测量活塞环漏光度的测量方法及其测量仪。

本发明的测量方法是这样的，即用长度测量电传感器按所需的细分角度多点测量活塞环被标准环约束后露在标准环外的外圆形状一周、和在相对应处校准标准环工作环面的形状一周，并在各相对应处对二者的形状进行比较，得出二者的形状在各处有无差异和有差异处的差异值，有差异即为活塞环和标准环在此处有缝隙，其差异的长度值即是缝隙宽度，差异值满足漏光条件的各处组成的区域即漏光区域，经判断有差异且差异值满足漏光条件的区域的位置和范围（角度），依照标准得出被测活塞环合格与否。

本发明的关键之一是实用性，故必须采用计算机处理系统进行数据采集、运算和判断，以提高测量效率。

本发明的测量仪可采用一回转轴系使活塞环和标准环与长度测量电传感器产生相对运动，以实现测量（或校准）一周。

此时测量仪测量活塞环的测量点和校准标准环的测量点应在同一通过回转中心的纵截面内，且测量活塞环的触头与校准标准环的触头相对而置。这样，“各相对应处”就是旋转件的各相同的旋转位置。

本发明的关键之二是使测量精度满足实际需要。长度测量电传感器的测量精度高，比如中原量仪厂生产的电感传感器稳定性可达0.03μm，且由于本发明长度测量范围小，每次测量时间短，长度测量电传感器的线性误差和零漂对测量的影响是很微小的。但测量仪采用一回转轴系后，如不采取措施，回转轴系的径向回转误差将直接影响测量仪的测量精度。本发明的测量仪采用长度测量电传感器和计算机处理系统监视旋转件在活塞环被测横截面的中心在测量活塞环各点时的位置相对于测量某一点时的位置的变化量、与旋转件在标准环被校横截面的中心在校准标准环各点时的位置相对于校准同一相对应处时的位置的变化量、的按相同的旋转位置所对应的差异，并用这些差异值来补偿回转轴系带来的测量误差，用于监视的长度测量电传感器的测量点在旋转件的圆面上这些圆面与旋转件中心同心。当然，这样会增加一些电测系统的测量误差，旋转件上被测处磨损的不均匀值也将带来一定的测量误差，但这些误差相对于普通精度的回转轴系的回转误差更易控制、也更小。

从理论上说，监视旋转件中心的径向位移需在两个纵截面上监视。但若将测量活塞环的、校准标准环的和监视用的长度测量电传感器的测量点布置在同一纵截面内，旋转件中心在其它方向上的径向位移则不影响测量仪的测量精度。而且，因为是通过监视与旋转件中心同心的圆面来监视旋转件中心，所以在测量活塞环和校准标准环“相对应处”的点时监视的点应是同一点;测量活塞环的触头和校准标准环的触头的位置关系首先保证了“是同一点”;另外，因为旋转件一般是连续旋转，计算机处理系统应通过监视用的长度测量电传感器和测量活塞环的长度测量电传感器或校准标准环的长度测量电传感器同时采样。校准标准环时，在旋转件每一校准时的旋转位置计算机处理系统通过一监视用的长度测量电传感器进行采样得到一组数据;测量活塞环时，在旋转件每一测量时（也是校准时）的旋转位置计算机处理系统通过同一监视用的长度测量电传感器进行采样得到另一组数据;计算机处理系统对两组数据进行相应地比较得出所有在相同位置处两次采集的数据的差值;这些差值再减去其中任何一值，即得到旋转件与监视用的长度测量电传感器的测量点同一纵、横截面的中心被监视的差异值。