管體橢圓度的測量儀器

一種管體橢圓度的測量儀器，包括剛性半圓球、接觸端和刻度千分尺，所述接觸端和所述刻度千分尺分別設置在所述剛性半圓球的半圓兩端；所述刻度千分尺的測量方向線與所述接觸端在一條直線上，并且所述直線通過所述剛性半圓球的圓心；所述剛性半圓球的直徑等于，所述接觸端到所述剛性半圓球之間的距離、所述刻度千分尺的測量觸點到所述剛性半圓球之間的距離和所述被測管體的直徑，三者之和。橢圓度誤差的測量方法很簡單，可根據(jù)精度要求，選用不同的長度量儀進行測量。本實用新型使用便攜、結構簡單、精度高、測量、可降低工作強度；本實用新型檢測覆蓋面廣，可覆蓋所有規(guī)格管徑的鋼管橢圓度，解決了管體橢圓度的測量難題。

鋼管橢圓度測量儀的圓心求解原理

橢圓度作為鋼管端部的重要幾何尺寸，在保證管道施工進度和質量方面有著重要意義。數(shù)據(jù)上傳模塊主要由測量數(shù)據(jù)上傳至MicrosoftSQLserver2008數(shù)據(jù)庫和FTP上傳鋼管端面輪廓描點圖組成。本研究利用二乘法原理設計該旋轉極坐標鋼管橢圓度自動測量設備，可以保證橢圓度和周長自動測量精度。實際上，橢圓度誤差反映了實際圓與理想圓的徑向偏離程度，圓導軌的平面度則反映了實際圓與理想圓的軸向偏離程度。用鋼管圓度測量儀測量鋼管圓度時，實際被測表平面的位置用極坐標 （Ri，θi）表示，其中Ri是半徑偏差的觀測值，θi是測點的位置相角，該測點的坐標如圖1所示。圖1 測點坐標示意圖直角坐標 （xi，yi）為令小圓心的坐標為 （u1，u2），則相對于此圓心各測點的坐標 （xi′， yi′） 和半徑 Ri′分別為：二乘圓心的坐標 （u1，u2）應這樣確定，它使半徑誤差 ei=（Ri′－R）2和E2為小， 其中 E2的計算方法見式（6）這是個非線性二乘問題，求解比較困難。實際上，根據(jù)橢圓度誤差精度測量的特點，在測量之前必須調整零件的回轉軸線，使u1、u2之值很小，滿足所謂的 “小偏差假設”；并且，零件的橢圓度誤差和其半徑相比是微量，稱為小誤差情況，在這兩種情況下半徑誤差ei可表示為于是，得到二乘法的線性模型半徑偏差Ri相當于高度偏差，平均半徑R相當于截距，因此，由公式（8）可得二乘圓心和半徑分別為小外接圓法只適用于外圓，以包容被測圓輪廓且半徑為外接圓圓心為圓心，所作包容被測圓輪廓的兩同心圓半徑差即為圓度誤差。

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橢圓度相關性質

由于平面截圓錐（或圓柱）得到的圖形有可能是橢圓，所以它屬于一種圓錐截線。

例如：有一個圓柱，被截得到一個截面，下面證明它是一個橢圓（用上面的定義）：

將兩個半徑與圓柱半徑相等的半球從圓柱兩端向中間擠壓，它們碰到截面的時候停止，那么會得到兩個公共點，顯然他們是截面與球的切點。

設兩點為F1、F2

對于截面上任意一點P，過P做圓柱的母線Q1、Q2，與球、圓柱相切的大圓分別交于Q1、Q2

則PF1=PQ1、PF2=PQ2，所以PF1 PF2=Q1Q2

由定義1知：截面是一個橢圓，且以F1、F2為焦點

用同樣的方法，也可以證明圓錐的斜截面（不通過底面）為一個橢圓

橢圓有一些光學性質

橢圓的面鏡（以橢圓的長軸為軸，把橢圓轉動180度形成的立體圖形，其外表面全部做成反射面，中空）可以將某個焦點發(fā)出的光線全部反射到另一個焦點處；橢圓度定義橢圓是一種圓錐曲線（也有人叫圓錐截線的），現(xiàn)在高中教材上有兩種定義：1、平面上到兩點距離之和為定值的點的集合（該定值大于兩點間距離）（這兩個定點也稱為橢圓的焦點，焦點之間的距離叫做焦距）。橢圓的透鏡（某些截面為橢圓）有匯聚光線的作用（也叫凸透鏡），老花眼鏡、放大鏡和眼鏡都是這種鏡片（這些光學性質可以通過反證法證明）

北京賽誠工控科技有限責任公司成立于2003年，是專業(yè)從事制管行業(yè)自動化控制產品設計和開發(fā)的高新技術企業(yè)。

公司重點致力于制管行業(yè)非標準成套設備的研發(fā)。目前公司主要產品有激光自動跟蹤系統(tǒng)、超聲波探傷系統(tǒng)、鋼管橢圓度等外觀檢測系統(tǒng)、焊縫自動修磨系統(tǒng)等。公司的產品已經在多家企業(yè)中得到應用，產品現(xiàn)場適用性好，使用穩(wěn)定可靠。