基于VB的直线度误差数据处理

　　直线度误差测量及数据处理是机械类专业学生必作的一项基本实验, 同时也是几何量测量中应用比较频繁的测量项目之一。在过去的实验过程中, 一直使用合相水平仪按照节距法进行测量, 根据最小包容区域法手工作图进行数据处理。但是手工作图法所需时间较长, 测量结果会应作图的准确性而存在差异, 精度受到限制。为此, 我们利用VB语言编制程序, 以国标中规定的最小包容区域法为依据进行数据处理, 将计算机技术应用到实际问题, 取得了较好的实验效果。

　　1 最小包容区域法介绍

　　根据直线度公差带定义:“在给定平面内, 公差带是距离为公差值t的两平行直线之间的区域”。分析直线度误差就是用两条平行直线包容实际误差曲线, 并且该区域应为最小, 符合最小条件, 形成最小包容区域。最小包容区域法符合最小条件: 被测实际要素对其理想要素的最大变动量为最小。所作两条包容直线是否符合最小包容区域, 可按下列方法判断: 若上(下)面的一条包容直线与误差曲线的两个最高(低)点接触, 下(上)面的一条包容线与误差曲线的一个最低(高)点接触, 则最低(高)点应在两个最高(低)点之间(图1)。

　　2 程序设计思路

　　以合相水平仪为例, 对一条形平尺使用节距法进行测量。合相水平仪分度值为0.01/1000mm, 公件直线度公差0.015mm, 条形平尺长1400mm, 共分7进行测量(测量方法见参考文献[3]), 测量所得数据见表1。

　　2.1 画误差曲线

　　根据实验原始数据, 计算出各点累积值, 建立直角坐标系,以测量方向为X轴, X轴上各点表示各测点, 以测量误差累计值为Y轴, 依据表1提供的数据可以作出误差曲线(见图2)。

　　2.2 作一条包容直线

　　根据最小包容区域判断, 包容直线应满足: 两平行线中有一条过误差曲线上两最高(低)点, 另一条过误差曲线上一最低(高)点, 且最低(高)点应在两最高(低)点之间。据此, 过误差曲线上任意不相邻两点作直线L, 设(x1,y1)、(x2,y2)为误差曲线上不相邻两点, 则直线L方程为

　　2.3 判断直线L是否在各测点一侧

　　根据最小包容区域判断, 过两点(高点或低点)的连线应与实际误差曲线相切, 直线L应在各测点的一侧。根据(1)式求各测点对应的Y坐标值记作ci, 设

　　当(2)式结果全为非正或非负时, 则直线L在各测点的一侧。

　　2.4 作另一条包容直线

　　另一条包容直线应过误差曲线上一最低(高)点, 且最低(高)点应在两最高(低)点之间。据此, 求各测点到L的距离, 距离为最大且在L两点(x1,y1)、(x2,y2)之间的测点为特征点, 记作(x3,y3), 过此点作L的平行线。此平行线与L形成包容区域。