如何提高角度测量精度，一直以来是二维测量仪器难以攻克的难关。现在市场上流行的二维测量仪器关于角度测量的方法基本有两种，一种是切线法，一种是采点计算法。
+ t) N2 C/ d- I 切线法是指人工旋转屏幕上或者镜头内刻线，分别对准工件两条边线，通过编码器或者圆光栅计数来测量角度的方法。这种方法又分为两种，投影切线法，如投影仪，工具显微镜等，和影像切线法，如影像仪，带视频功能的工具显微镜，依靠软件自带的米字线旋转测量。8 M8 y- m' e% P: a% C1 u9 c
2 v' ^- r% }- I1 V; c( ?切线法操作方便简单，但是测量精读低，适合快速批量检测，如果被测件角度精读要求较高，另一种方法，采点计算法就比较适合。2 s2 g8 L# M y) I( L5 W: \
$ J. [8 M* E9 M7 R6 z所有的几何元素都是有点组成的，包括基本元素直线，曲线和圆弧。二维平面角度由基本几何元素两条直线组成，直线由无数的点组成。所以角度测量准确与否，采点是最关键的。7 V2 d$ {* T# f6 p e' s
3 a% e8 i! R& P$ d1 t; X3 [/ P s
6 O% E/ _1 y" v' c角度测量技巧一：直线采集尽量长。
* w ~1 }2 O) z; U F* l1 w, ^, o% k5 q, k S
影像测量仪，由于屏幕显示有限，加上放大倍率较大（一般在0.7档～4.5档 28X～180X)，屏幕显示部分的工件尺寸实际只有几毫米，很多测量人员在检测的时候习惯只在屏幕显示部分上采集点、线元素。如果采集的点有偏差，所采线段越短，那么所测得的角度值偏差就会越大，线段越长，测得角度值偏差就会越小。如图1所示，理论角度为30度，采点偏差0.25mm,，我们可以清楚的看到线段长短对测量值的影响。
1 o3 w O: W4 g [1 Q$ F- t1 n, q/ w6 m- @3 z
 $ C/ w/ F! O: j9 Q* Y
# N7 }. n/ l* B/ D( d, @6 P j图1
6 }9 C! D# | h# X6 l7 O6 `5 E ( ^6 _7 r: d9 g
" B( T$ z. f+ n( \. b9 l, a# U
1 m* m% Y4 ]" P9 m) G4 M所以我们在测量角度的时候，尽量将角度两边的线采集长些，如果屏幕显示范围太小，可以移动工作台，在角度所在直线的起点位置附件采一点，然后在终点位置采一点，这样所测角度误差将会大大减小。
0 k, g5 B' |1 Q6 H* {: y
) E/ x% S' ]' a' V
7 \# v; [+ L I$ L3 b
. }& B% }4 j) m4 r- b角度测量技巧二：回归直线偏差小。( k k: x: k/ X, ? x1 T* n3 ~/ e* i
: g/ D0 N8 x& N7 b$ T
有很多检测人员反应，在测量角度时，重复精度很差，同一个人同样的方法，两次测量重复误差达到0.5度之多。
7 s+ N- ?4 A7 e! y4 x9 S6 \, C: {7 a0 L. t
很多影像测量软件，包括三坐标测量软件，直线采集都是默认为两点。对于一些比较规则，直线性较好的零件来说，不会引起太大误差，但对于直线性不好，毛刺较多的零件来说，两点采集直线的方法会带来很大的误差，且重复精度很差，这样的直线构成的角度，多次测量的重复性肯定不会好了。
% Q4 m9 w. V2 F+ L* G
5 u- P: G% X, c2 Z# v9 z, U如果我们使用多点寻回归直线的方法来确定角度的两边，所采直线会更贴近被测工件的实际边线，直线偏差就会减少，同时，测量误差也会减少许多，测值重复性大大改善。如图2所示。; X1 }2 I9 {/ m$ R
! k* q4 u; E O# Z7 K/ B$ R: W! {: P
! m$ S4 N ]( U4 b8 d! W; e' j+ U7 D G" G0 F8 L; O6 E! P/ ?" U
, K0 D3 v" N- V2 B7 a8 S# b' Q8 i( k' @/ R! J
图2
: y9 g* l7 |# e/ f" O4 r x
. K- i, F0 y$ t% J/ j; l4 n) r' r! K2 Z$ n# k; P# C
6 v3 m) C8 c2 g. y( y角度测量技巧三：放大倍率尽量大。; J. j, ]) W5 P% h/ z& {
, m% Y. M* {! z0 M很多机械零件，被测角度边线很短，只有2mm～3mm，例如，轴类零件倒角。如果我们还使用镜头最小档0.7，或者1来采点测量的话，工件成像也只有48mm～120mm，采点偏差会给测量值带来很大影响。如果我们换用放大倍率3或者4的话，工件成像能达到240mm～480mm，图像边缘的真实情况更容易观察，采点偏差将会降到最低。不过，这种方法也带来了很多不便，图形过大，显示窗口只能显示很小一部分，但对于操作熟练的检测人员和追求高精度的品管来说，这些应该都不是问题。
: J; x1 R# T! E. _
: T" Q! ` ?( @" y" T) f+ B! ?$ s9 T& I# {- U( r
; e2 |$ P2 ?# b& |8 m. d
影像测量仪是二维测量仪器里功能最多，适用范围最广的仪器，其基本功能有限：点，线，圆，圆弧的采集。但是其组合计算的功能却相当广泛，只要开动脑筋，善于运用，很多测量上的问题都能得到很好的解决。 | 
发表于 2009-12-6 17:10:22
