管體橢圓度的測(cè)量?jī)x器

一種管體橢圓度的測(cè)量?jī)x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(shè)置在所述剛性半圓球的半圓兩端；所述刻度千分尺的測(cè)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(cè)量觸點(diǎn)到所述剛性半圓球之間的距離和所述被測(cè)管體的直徑，三者之和。橢圓度誤差的測(cè)量方法很簡(jiǎn)單，可根據(jù)精度要求，選用不同的長(zhǎng)度量?jī)x進(jìn)行測(cè)量。本實(shí)用新型使用便攜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、測(cè)量、可降低工作強(qiáng)度；本實(shí)用新型檢測(cè)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(cè)量難題。

鋼管橢圓度測(cè)量?jī)x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(jìn)度和質(zhì)量方面有著重要意義。數(shù)據(jù)上傳模塊主要由測(cè)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(diǎn)圖組成。本研究利用二乘法原理設(shè)計(jì)該旋轉(zhuǎn)極坐標(biāo)鋼管橢圓度自動(dòng)測(cè)量設(shè)備，可以保證橢圓度和周長(zhǎng)自動(dòng)測(cè)量精度。實(shí)際上，橢圓度誤差反映了實(shí)際圓與理想圓的徑向偏離程度，圓導(dǎo)軌的平面度則反映了實(shí)際圓與理想圓的軸向偏離程度。用鋼管圓度測(cè)量?jī)x測(cè)量鋼管圓度時(shí)，實(shí)際被測(cè)表平面的位置用極坐標(biāo) （Ri，θi）表示，其中Ri是半徑偏差的觀測(cè)值，θi是測(cè)點(diǎn)的位置相角，該測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)如圖1所示。圖1 測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)示意圖直角坐標(biāo) （xi，yi）為令小圓心的坐標(biāo)為 （u1，u2），則相對(duì)于此圓心各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo) （xi′， yi′） 和半徑 Ri′分別為：二乘圓心的坐標(biāo) （u1，u2）應(yīng)這樣確定，它使半徑誤差 ei=（Ri′－R）2和E2為小， 其中 E2的計(jì)算方法見式（6）這是個(gè)非線性二乘問題，求解比較困難。實(shí)際上，根據(jù)橢圓度誤差精度測(cè)量的特點(diǎn)，在測(cè)量之前必須調(diào)整零件的回轉(zhuǎn)軸線，使u1、u2之值很小，滿足所謂的 “小偏差假設(shè)”；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(dāng)于高度偏差，平均半徑R相當(dāng)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(cè)圓輪廓且半徑為外接圓圓心為圓心，所作包容被測(cè)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(guān)性質(zhì)

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(gè)圓柱，被截得到一個(gè)截面，下面證明它是一個(gè)橢圓（用上面的定義）：

將兩個(gè)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(shí)候停止，那么會(huì)得到兩個(gè)公共點(diǎn)，顯然他們是截面與球的切點(diǎn)。

設(shè)兩點(diǎn)為F1、F2

對(duì)于截面上任意一點(diǎn)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(gè)橢圓，且以F1、F2為焦點(diǎn)

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(gè)橢圓

橢圓有一些光學(xué)性質(zhì)

橢圓的面鏡（以橢圓的長(zhǎng)軸為軸，把橢圓轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)焦點(diǎn)發(fā)出的光線全部反射到另一個(gè)焦點(diǎn)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(diǎn)距離之和為定值的點(diǎn)的集合（該定值大于兩點(diǎn)間距離）（這兩個(gè)定點(diǎn)也稱為橢圓的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)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(xué)性質(zhì)可以通過反證法證明）

北京賽誠(chéng)工控科技有限責(zé)任公司成立于2003年，是專業(yè)從事制管行業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)。

公司重點(diǎn)致力于制管行業(yè)非標(biāo)準(zhǔn)成套設(shè)備的研發(fā)。目前公司主要產(chǎn)品有激光自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、超聲波探傷系統(tǒng)、鋼管橢圓度等外觀檢測(cè)系統(tǒng)、焊縫自動(dòng)修磨系統(tǒng)等。公司的產(chǎn)品已經(jīng)在多家企業(yè)中得到應(yīng)用，產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)適用性好，使用穩(wěn)定可靠。