一种基于比较测量法的碳纤维量仪及其校准与测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于比较测量法的碳纤维量仪及其校准与测量方法，属于测量用具技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，对产品质量的要求也越来越苟1刻，要求尖端、精准的计量器具来完成检测任务。而制作量具最常用的材料就是不锈钢，但在制作大量程的卡尺类量具时，以下因素限制了不锈钢的使用:密度大不仅造成大量程量具重量过大不易操作，更重要的是，因自重过大，其量具自身的形位公差难以保证，最具代表性的就是直线度。而通过改变量具形状提高的抗弯强度是比较有限的，所以目前市场上的大卡尺更多的是采用增大截面尺寸的方式。而这同时又造成自重的增加。卡尺类量具多数由手持操作，人的体温会迅速传给卡尺从而造成卡尺热膨胀。而大量程卡尺更多的应用场所是现场甚至工地，外界温度的影响也会造成卡尺的热胀冷缩，从而影响测量精度。
[0003]上述两种原因都限制了不锈钢材料在大量程卡尺上的应用，因此，市场上大的卡尺量程一般都不超过2米。这就造成了在大型工件如大型轴承、压力容器、箱体、船体的加工、装配等需要大量程、中等精度场合下，往往无合适的量具来进行检测。现在市售的碳纤维卡尺，因价格太高，用量很小、无法推广。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于比较测量法的碳纤维量仪及其校准与测量方法，该碳纤维量仪应适用于大尺寸工件测量的要求，并提供一种测量精度高、操作简单的校准与测量方法，保证测量的稳定性和准确性。
[0005]本发明采取的技术方案是:一种基于比较测量法的碳纤维量仪，它包括一个碳纤维校准器，它还包括一个碳纤维无线传输测长仪，所述碳纤维无线传输测长仪包含设有尺寸刻度的第一碳纤维尺身、第一紧固机构、第二紧固机构、第一支撑杆、第二支撑杆和测量机构，套在第一碳纤维尺身一端的第一紧固机构采用锁止偏心轮把第一从动锁紧块与第一主动锁紧块锁止连接，与第一主动锁紧块连接的第一支撑座上设有两个第一支撑杆，套在第一碳纤维尺身另一端的第二紧固机构也采用锁止偏心轮把第二从动锁紧块与第二主动锁紧块锁止连接，与第二主动锁紧块连接的第二支撑座上设有两个第二支撑杆，在第二主动锁紧块的下端部设有测量机构，所述第一支撑座在第一主动锁紧块上和所述第二支撑座在第二主动锁紧块上设有结构相同的上下移位机构;所述测量机构包含位于第二主动锁紧块下端部的第一测定头、位于第一主动锁紧块下端部的第二测定头、指示表和无线传输装置，所述无线传输装置采用测量传感器依次与RS422接口、RS422转换RS232模块和无线发射器进行电连接，无线发射器的RS232输入控制单元依次与Μ⑶微控制单元、WIFI收发单元和增益天线进行电连接，增益天线与电脑采用无线连接;所述碳纤维校准器包含设有尺寸刻度的第二碳纤维尺身、设有示数器的第一校准块、第二校准块、第一支撑块和第二支撑块，在第二碳纤维尺身的一端依次设有第一校准块和第一支撑块，在第二碳纤维尺身的另一端依次设有第二校准块和第二支撑块，第一校准块及第二校准块与第二碳纤维尺身下端接触面之间的第一契块采用第一间隙调整螺栓调整并固定，第一校准块和第二校准块分别采用第一锁紧螺母固定在第二碳纤维尺身上，第一支撑块及第二支撑块与第二碳纤维尺身下端接触面之间的第二契块采用第二间隙调整螺栓调整并固定，第一支撑块和第二支撑块分别采用第二锁紧螺母固定在第二碳纤维尺身上;在进行校准工作时，所述碳纤维无线传输测长仪的第一主动锁紧块和第二主动锁紧块的下端分别放置在第一支撑块和第二支撑块上端面的定位槽中的端面调整块上，端面调整块的高度通过旋转平面调整螺丝调节，平面调整螺丝用螺栓固定在定位槽中。
[0006]所述上下移位机构采用穿过第一支撑座或第二支撑座的固定螺栓连接位于第一主动锁紧块或第二主动锁紧块上滑槽中的滑块。
[0007]所述校准块上设有一个测定头，在测定头的侧面设有测定头锁止轮，在测定头的一端设有一个调节测定头轴向位置的微调螺栓。
[0008]所述第一碳纤维尺身和第二碳纤维尺身的截面形状为上下顶角各为140度角、对边两两平行的六边形。
[0009]—种基于比较测量法的碳纤维量仪的校准与测量方法，包括如下步骤:
第一步、在卧式测长仪上校准碳纤维校准器
(a)将碳纤维校准器放置在卧式测长仪上，取下第一支撑块、第二支撑块；
(b)在测量工件的外径时，调整第一校准块、第二校准块上的测定头伸向外侧;在测量工件的内径时，调整第一校准块、第二校准块上的测定头伸向内侧;然后，把第一校准块固定在第二碳纤维尺身上标准刻度的零点位置，用第一锁紧螺母锁紧；
(c)用现有的卧式测长仪校准两个测定头之间的距离，当两个测定头之间的距离为标准值或距离标准值差距微小时，锁紧第二校准块上的第一锁紧螺母；
(d)通过微调螺栓调整存在的微小差距，打开示数器的开关，点按选择键选择数字位，点按调整键从0-9改变数值，设定完成后长按3秒设定键将设定数值锁定显示；
(e)取下碳纤维校准器，在第一校准块、第二校准块的外侧装上第一支撑块、第二支撑块并用第二锁紧螺母固定，调整第一支撑块、第二支撑块上定位槽内端面调整块的高度一致，最后把碳纤维校准器放置在平台上；
第二步、用碳纤维校准器校准碳纤维无线传输测长仪
(a)调整位于第一主动锁紧块上第一支撑杆和位于第二主动锁紧块上第二支撑杆的高度，使第一支撑杆、第二支撑杆的高度一致；
(b)在第一碳纤维尺身上调整第一主动锁紧块、第二主动锁紧块的方向；在测量工件的外径时，使第一测定头、第二测定头和指示表的工作端朝向内侧;在测量工件的内径时，使第一测定头、第二测定头和指示表的工作端朝向外侧；
(c)把连接第一主动锁紧块的第一紧固机构固定在第一碳纤维尺身上标准刻度的零点位置；
(d)将碳纤维无线传输测长仪放置在碳纤维校准器上，使第一主动锁紧块和第二主动锁紧块的底端放置在第一支撑块、第二支撑块顶端定位槽内的端面调整块上；
(e)让第一主动锁紧块上的第二测定头和第二主动锁紧块上的第一测定头分别靠紧第一校准块和第二校准块上的测定头；
(f)移动连接第二主动锁紧块的第二紧固机构，让第二主动锁紧块的底端在第二支撑块顶端的凹槽内滑动，且指示表的第一测定头与第二校准块上的测定头接触，调整到设定位置后，用锁止偏心轮锁紧，将指示表的示数调0，取下碳纤维无线传输测长仪；
第三步、使用碳纤维无线传输测长仪测量被测工件
用碳纤维无线传输测长仪测量时，将碳纤维无线传输测长仪放在被测工件上方，第一支撑杆和第二支撑杆贴在被测工件的顶面;在测量工件的外径时，使第一测定头、第二测定头贴紧被测工件的外圆柱表面;在测量工件的内径时，使第一测定头、第二测定头贴紧被测工件的内圆柱表面;然后，微调整指示表一侧的第二紧固机构的位置，当指示表的示数为最小值时，该测量值即为被测工件的实际外径尺寸，该测量值通过无线传输装置无线传输到电脑中。
[0010]本发明的有益效果是:这种基于比较测量法的碳纤维量仪包括一个碳纤维校准器和一个碳纤维无线传输测长仪，碳纤维无线传输测长仪包含设有第一碳纤维尺身、两个紧固机构、两个主动锁紧块、两对支撑杆和测量机构，测量机构包含第一测定头、第二测定头、指示表和无线传输装置。碳纤维校准器包含第二碳纤维尺身、两个校准块和两个支撑块。在进行校准工作时，碳纤维无线传输测长仪的第一主动锁紧块和第二主动锁紧块的下端分别放置在第一支撑块和第二支撑块上端面的定位槽中。该碳纤维量仪的碳纤维尺身具有强度高、质量轻、热膨胀系数小的特点，碳纤维结构可以抵御任何类型的破坏，几乎牢不可破，具备极高的稳定性;最高可达到微米级的测量精度，可满足大部分客户的测量需求;改变其夹具位置可以测量内径或外径在100mm—8000mm的任何工件，夹具的变化可以测量更深的直径;高精度无线传输模块来测量产品尺寸，将获取到的数据传输到电脑中。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0012]图1是