运用计算机进行数据处理拓展老量仪功能

　　随着科学技术的发展，现代化的几何量测量量仪层出不穷，给测量技术带来飞速发展，也方便了测量操作。但是，一些在用的老式光学和机械量仪，其性能稳定，仍然具备较高的测量准确度，只是没有配备相应的数据处理软件，对复杂一些的数据处理，依靠袖珍计算器来进行计算，显得力不从心，制约了一些测量方法在这些量仪上的应用。对于这类“老量仪”，只要配置相应的数据处理软件，就能较大地提升其测量应用功能，起到既能满足检测工作的需要，又节约资金的效果。

　　本文选择在工具显微镜上测量非整圆圆弧和直线这个常见间题。非整圆测量，传统的方法有弓高弦长法、光学V型法和三点坐标计算法，这些测量方法不管是应用平面几何还是解析几何计算，其本质都是三点确定一个圆。当以基本的三个点来确定圆(或二个点确定直线)的几何参数，由于被测件制造时存在形状误差和测量误差，使回归计算结果产生较大的偏离，而工件制造的形状误差和测量过程的测量误差却是不可避免的，这就影响测量结果的准确度和复现性。如果采集大于基本点数的来计算回归几何元素，其回归计算精度将有较大的提高，并且能计算出几何元素的形状误差。

　　在MS-L,xcel电子表格软件环境中，编制运用最小二乘法原理回归计算工程测量中最常见的圆和直线程序。该程序解决了最小二乘法在计算圆时需要整个圆周等分测量采点的间题，可在圆弧的任意位置采点测量，这样测量时可有效避开被测表面的加工缺陷和形状误差较大的部位，也能多采集一些取样点，以提高测量的准确度和复现性。

　　程序的数学模型如下:

　　r、n1、Y1分别为测量点数和其对应的坐标值，圆方程

　　该应用程序可处理不少于3点的任意采点数的整圆和非整圆圆弧的回归计算，对于直线为不少于2点的任意采点数。程序计算输出各自元素的特征参数和相互位置关系参数，如圆与圆的关系，程序计算判别两圆是相交、相切还是相离状态，计算输出对应的交点、切点坐标以及两圆心间的距离;对于直线与直线的关系，程序计算输出交点坐标和两直线间的夹角;对于圆与直线的关系，程序根据两元素的位置关系，计算输出对应的交点、切点坐标以及圆心到直线的距离。程序还可计算对应被测元素的形状误差，如圆度误差值和直线度误差值。

　　图1是程序的数据输人界面，将在工具显微镜(或其他坐标测量装置)上测量得到的采样点坐标数据输人对应的单元格中，并根据被测元素是直线还是圆弧，用鼠标在下拉窗体中选择对应的元素属性，然后单击一数据处理按钮_，程序计算并输出对应的数据处理结果。图2是程序的计算结果输出界面局部截图，图例中测量计算的元素为圆弧和直线，计算输出各元素的特征参数和相互位置关系参数，圆和直线为相离状态。