影像测量仪实战技巧－－角度测量篇

Robin-yu

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。
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。
% Q! `8 _( i% O5 j- ]& o  E" ^
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。

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。
8 q2 y3 e6 f4 a; M2 J


1 ^  m/ o7 G$ _角度测量技巧一：直线采集尽量长。

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。


2 `" Q5 D9 f- i/ @2 C- U$ n
! t( y3 \* B' f$ p: i

图1
  a- r7 P  {* i- O

7 T$ z1 c1 U* r4 k. |8 w) Q9 u
9 J! M) I  }( K+ e5 E) T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。


) S7 i+ W) J, y- t+ A
角度测量技巧二：回归直线偏差小。

- u: M: Z" V% L0 U6 N& q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。

: C7 e0 z$ K: h* k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。

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。



" R) t# I# m. f

图2
9 G8 _- K% L( L" N8 s# e

9 G5 S- r, z9 E1 V0 ^
0 r$ M, v0 ^. T9 |
角度测量技巧三：放大倍率尽量大。
( t) \" K) X  V) M
7 O3 E9 r2 w$ h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。
* v9 r9 b- j% u+ f: q
; F5 d/ H! f$ R& I
% U% F4 u3 _1 I" r
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。

zhouyueping

Very good, thanks

wenjun08

Very good，学习了

wudongtianxia

谢谢分享！。。。。。。。

amban

分析很到位，谢谢了！

nxilxi

Very good，学习了
4 m2 I1 a& _; z1 D+ z

westwest

有见解，多谢了楼主分享

laolong1981

很好的测量方法，谢谢！

lxb409743779

呵呵，了解了，就是没有仪器亲自试验一下，呵呵