一种低温环境下尺寸测量的误差标定方法与流程

本发明涉及误差标定方法，具体涉及一种低温环境下尺寸测量的误差标定方法。

背景技术：

1、低温阀门等低温设备的低温性能很多情况下取决于其在低温下的尺寸，为了确保低温设备的低温性能，则需确保低温设备在低温工作时的尺寸精准性，因此常常需要在低温环境下完成低温设备尺寸的精准测量。常温测量一般采用标准球作为测量的标定依据，但是现有的标准球均采用膨胀系数较低的陶瓷或碳纤维材料，这些材料制成的标准球无法在低温环境下工作，因此无法作为低温测量的标定依据，导致难以准确测量出低温环境下工作的低温设备尺寸，因此现需建立一套可适应低温及较大温度适应范围的误差标定手段，为低温下的尺寸测量、低温工作故障定位、低温设备的尺寸型面优化提供有效的技术支撑。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种低温环境下尺寸测量的误差标定方法，以解决低温设备在低温环境中工作时，无法准确获取其尺寸，且现有的标准球无法在低温环境下工作，导致难以作为误差标定基准，进而无法为低温下的尺寸测量、低温工作故障定位、低温设备的尺寸型面优化提供有效技术支撑的问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种低温环境下尺寸测量的误差标定方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

3、步骤1、获取一个标准球和一个金属球；所述标准球在常温下具有第一标准尺寸；所述金属球在常温下具有第二标准尺寸；

4、步骤2、在常温下测量标准球的尺寸，测得的尺寸为第一测量尺寸；

5、步骤3、将所述第一测量尺寸与第一标准尺寸进行对比，获取第一误差；

6、步骤4、将所述金属球放置于低温环境中，待金属球被冷却至预设温度后，使用与步骤2相同的测量方法测量冷却后的金属球的尺寸，测得的尺寸为第二测量尺寸；

7、步骤5、将所述第二测量尺寸与金属球的理论尺寸对比，获取第二误差；所述理论尺寸基于所述第二标准尺寸、所述预设温度以及金属球的材料性质所得；

8、步骤6、将所述第一误差和第二误差合并，获取最大范围的误差即为待测零件的低温原位尺寸测量的标定误差。

9、进一步地，步骤4具体为，将所述金属球放置于液氮环境中，待金属球被液氮冷却至预设温度后，排除液氮，使用与步骤2相同的测量方法原位测量冷却后的金属球尺寸，测得的尺寸为第二测量尺寸。

10、进一步地，为了获取不同低温下，测量待测零件的标定误差，本发明做了以下改进：

11、还包括步骤7，多次重复步骤4至步骤6，并在每次重复步骤4时改变所述预设温度，以标定不同低温下的尺寸测量误差。

12、进一步地，为了减小对待测零件以及金属球的影响，并提高测量速度，本发明做了以下改进：

13、步骤2具体为，采用线激光扫描测量法测量标准球的尺寸，测得的尺寸为第一测量尺寸。

14、进一步地，所述金属球为不锈钢球。

15、进一步地，步骤6还包括：在常温测量待测零件的第三测量尺寸，合并第三测量尺寸与所述标定误差获取待测零件在预设温度下的实际尺寸。

16、进一步地，所述标准球的标准尺寸为ф50.8mm；

17、所述金属球的尺寸为ф50mm。

18、本发明的有益效果：

19、1、本发明采用在常温下以标准球作为标定的基准，先获取常温下的测量误差，再以金属球从常温转至低温下的理论尺寸为基准，获取低温下的测量误差；将两个测量误差合并即为待测零件低温下测量的标定误差；使用该方法能够精准的获取低温设备在低温环境中工作时的尺寸，为低温工作故障定位、低温设备的尺寸型面优化提供有效的技术支撑。

20、2、本发明误差标定方法所标定的低温环境温度范围较广，至少可覆盖0至-196℃的区间温度并做到标定区间的连续性，实现了低温下的标定及覆盖全温度范围的标定。

21、3、本发明用不锈钢球作为低温环境下误差标定的基准，解决了陶瓷或碳纤维材料制作的标准球在低温下无法工作的问题。

22、4、本发明采用线激光扫描测量法进行测量，其测量精度更高，且非接触式测量对待测零件影响小、尺寸测量速度快且可重复测量。

技术特征：

1.一种低温环境下尺寸测量的误差标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低温环境下尺寸测量的误差标定方法，其特征在于，步骤4具体为：

3.根据权利要求1或2所述的低温环境下尺寸测量的误差标定方法，其特征在于，还包括步骤7：

4.根据权利要求3所述的低温环境下尺寸测量的误差标定方法，其特征在于，步骤2具体为：

5.根据权利要求4所述的低温环境下尺寸测量的误差标定方法，其特征在于，所述金属球为实心不锈钢球。

6.根据权利要求5所述的低温环境下尺寸测量的误差标定方法，其特征在于，步骤6还包括：

7.根据权利要求6所述的低温环境下尺寸测量的误差标定方法，其特征在于，所述标准球的标准尺寸为ф50.8mm；

技术总结
本发明公开了一种低温环境下尺寸测量的误差标定方法，以解决低温设备在低温环境中工作时，无法准确获取其尺寸，且现有的标准球无法在低温环境下工作，导致难以作为误差标定基准，进而无法为低温下的尺寸测量、低温工作故障定位、低温设备的尺寸型面优化提供有效技术支撑的问题。本发明采用在常温下以标准球作为标定的基准，先获取常温下的测量误差，再以金属球从常温转至低温下的理论尺寸为基准，获取低温下的测量误差；将两个测量误差合并即为待测零件低温下测量的标定误差；使用该方法能够精准的获取低温设备在低温环境中工作时的尺寸，为低温工作故障定位、低温设备的尺寸型面优化提供有效的技术支撑。

技术研发人员：唐斌运,李大海,张萌,罗帅帅,王伟青,张富淦,刘涛
受保护的技术使用者：西安航天动力试验技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15