快速直径测量仪十六种方法检测大直径工件的内、外径尺寸

主要介绍了大直径工件的检验方法，并介绍了十六种检验方法，包括十种外径检验方法和六种内径检验方法。

关键词:大直径；直径测量仪；

1.正式介绍

对于圆形工件，外径尺寸是关键检验项目之一，关系到其质量信息，而对于大直径管材，内径尺寸也是检验的重要指标之一。需要使用测量仪器高精度检测大直径工件。介绍了大直径工件的内径和外径检测。

2.外径检测

外径尺寸是大直径工件必须检测的指标之一。高精度外径尺寸检测和控制可以有效提高产品质量。并且对使用有很大帮助。

2.1、游标卡尺测量

主要用于测量公差等级高于IT10的工件。为了减少测量误差，卡尺的测量臂不宜过长，所以测量范围始终在1000mm以下，只适用于被测直径接近工件端面的情况。

2.2、外径千分尺和量规测量

可测量的大尺寸一般在5002000毫米之间。有些量具可以测量6000mm以上的大尺寸，测量误差的主要来源有:量块和校准杆的误差、测微仪测量时探头偏移引起的误差、温度引起的误差、测微仪变形引起的误差、测量表面平行度引起的误差等。

2.3、加工机械基准测量的使用

这种测量主要是对坐标镗床、坐标铣床、精密立式车床等加工设备进行精密位移计数，测量加工后的工件，或者借助其他位移传感器机床的一个固定点(面)作为基准。根据一些数据，测量2〜5m时，测量精度可达50，350μ m，最大可达1520m。

2.4、跨板测量仪器测量

这种仪器根据圆周元素进行测量。它的主要优点是体积小、重量轻、便于携带，可以测量大尺寸的直径。根据被测圆周的不同要素可以分为五类:测量圆周的弓和弦长，得到被测直径；测量两条切线之间的夹角和角度项到工件表面的距离，得到被测直径；测量固定角度和切线长度，得到被测直径；测量固定角度和弦长，得到被测直径；测量固定角度和弧长，获得测量直径。在这五种测量方法中，第一种测量仪器使用最广泛。它具有操作方便、单手测量容易、减轻测量人员的劳动强度、测量结果快速、温度波动误差小、多次测量算术平均值准确等优点。3、4、5类除特殊场合很少使用。

2.5、采用周边测量法

周长测量，也称为周长测量，通过测量工件的周长来计算测量的直径。该测量方法简单，测量仪器操作方便，测量范围广。比较先进的卷尺也有固定测量力的紧固砝码，但测量精度不高，测量精度受紧固力影响较大。

2.6、经纬仪测量方法

这种方法是利用三角形或四边形的几何关系，直接测量一些边长、高度或角度，间接计算出待计算边长的尺和寸，适用于测量大于5m的工件。

2.7、滚筒法

在一定的压力(一般为60 〜80 N)下，标准辊和被测零件不滑动地相互滚动，被测直径可由两轮的速比和标准辊的直径计算得出。滚轮和工件的旋转信号一般由光电器件(如光栅角度传感器等)发出。)，然后由后续电路自动处理。如果消除滑动的影响，这种方法可以获得较高的测量精度。这种测量方法不适用于未连接的圆柱面。

2.8、激光扫描瞄准法测量

由于光学元件的限制，直径小于50 mm的测量通常采用激光扫描方法，采用对称光路，不需要大口径透镜，因此将扫描原理应用于大尺寸测量。如图。

激光束经扫描镜反射后，由分束和反射系统转换成两条平行的扫描光束，由两个光电探测器接收。测量仪器读取粗读数，光电信号经过处理读出细读数。由于结构中存在两个机械测量臂，该方案很难在生产实践中使用。

2.9、标记方法

输入

D——被测工件的直径

D——测量车轮直径

L——参考尺长度

L——测量轮与工件可靠接触后的移动距离

2.10可调间距光电卡尺

两组发射透镜分别向两组接收透镜发射平行光，平行光束通过接收透镜中的透镜成像在光电转换元件上。当被测物体被置于两个平行光束中时，光电转换元件的像上出现一个虚影，其宽度分别为L1和L2。在处理和计算来自光电转换元件的电信号之后，可以获得对应于L1和L2的尺寸A1和A2，并且可以通过将A1和A2加到两个透镜之间的净距离B来获得待测量物体的尺寸D。

为了增加测量范围，实现测量范围的自动调整，我们增加了一套基于双镜筒探头的自动间距调整装置。该装置主要由镜筒支撑板、直线导轨、精密滚珠丝杠、步进电机和旋转编码器组成。当需要调整镜筒之间的距离时，可以通过控制系统输入命令，驱动步进电机驱动滚珠丝杠，实现精确的位置调整。在调整过程中，滚珠丝杠由旋转编码器监控，并检查调整步骤以形成闭环控制，从而获得精确的调整尺寸。调整后，系统会自动考虑调整距离，无需校准距离即可进行测量。

可调间距光电卡尺可测量各种大跨度范围的大直径工件，测量精度高≤0.05mm，可测量两个方向的直径和椭圆度。

2.11.总结

通过以上十种大直径和外径测量方法的介绍，距离可调式光电测径仪是一种测量频率高、测量范围大、测量精度高的自动在线非接触检测设备，适用于各种大直径工件的检测和生产线轧制时的检测，为控制大直径工件的外径提供依据，更适合现代生产要求。

3.内径检测

内径检验是管道产品的重要指标，也是衡量管道质量的重要数据。

3.1、线尺测量

所谓基线尺，就是一段由低线膨胀系数材料制成的钢丝。原有的大地基准测量仪具有很高的精度和良好的温度特性。

3.2、激光干涉测量

激光干涉仪有两种，多波长激光干涉仪。其中双频激光干涉仪测量精度高，可靠性非常好。而双频激光干涉仪是基于激光多普勒效应，是增量式标准系统，要求测量过程中信号不能中断，所以在应用双频激光干涉仪时总是离不开导轨。对于大内径，特别是巨大内径的测量，这是一大捆。一般来说，只有价格昂贵的坐标测量机才能考虑这种方法。利用合成波长的概念，只要采用合适的粗略测量方法(如卷尺)，多波长激光干涉仪就可以实现两点之间的绝对测距。

3.3.光栅、磁光栅和感应同步器的测量

与双频激光干涉仪相比，光棚、磁栅和感应同步器的精度略低，但可以方便地安装在机床或测量装置上并进行控制。然而，像双频激光干涉仪一样，光栅、磁光栅和感应同步器是增量式标准系统，在测量过程中也需要导轨，因此很难将其应用于大型内径测量装置。

3.4、调频半导体激光器

半导体激光器因其体积小、仪器易于小型化而备受关注。调频半导体激光器采用调频技术实现两点间无导轨的绝对距离测量，作为超大内径测量仪器的长度标准非常有利。但目前由于半导体激光器的线宽和频率稳定性不符合要求，精度只能达到mm量级，所以在实际测量设备中使用还需要一段时间。

3.5.手持式激光内径测量仪

大直径激光内径测量仪采用激光测量原理，具有结构小巧、便于携带的特点。

3.6.内径测量仪

内径测量装置的成套设备包括:内径测量仪、主控制柜(内置控制单回路、通讯设备和工控机)、显示设备(液晶显示器)、声光报警装置和打印机等。可以实时显示内径，计算椭圆度，绘制内径截面曲线。主轴转速可达6r/min(往复旋转170°以内)。

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本文介绍了多种内径和外径测量方法，它们都适用于大直径工件的内径和外径检测。本文介绍了接触测量法、间接测量法和非接触测量法。非接触式自动在线检测方法更适合生产加工，可以实现在线检测，减少测量滞后，实时控制外径，提高合格率，减少原材料浪费。更适合现代测量设备。

本文由保定彭岚测控技术有限公司撰写

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