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1、贵州民族学院毕业设计最小区域法评定平面度误差的软件设计湛江摘 要：随着精密测量技术的发展，人们对精密加工的精度要求越来越高。本文阐述了误差的基本概念、产生平面度误差的因素、怎样减小误差和利用C语言程序设计的方式来评定平面度误差；重点介绍了利用最小区域法来评定平面度误差的软件设计，写出设计思路，画程序流程图，写程序，从而制作出该设计；简述平面度误差软件设计在现代技术发展中的应用，并对未来的发展趋势进行了展望。关 键 词：平面度误差 对角线法 最小区域法 顺序程序设计15The software design of the flatness error evaluated by the minim
2、um zone methodZhan JiangAbstract: With the development of precision measurement technology, people are increasingly demanding precision machining of high precision. This article describes the basic concept of the error, resulting in flatness error factors, how to reduce errors and use of C language
3、programming approach to evaluate the flatness error; focuses on the use of minimum zone method to evaluate the flatness error of software design, writing design ideas, paint program flow chart and write procedures to create the design; briefly describes the software design of flatness error in the a
4、pplication of modern technology development,and predict the future development trend. Key words: Flatness error Diagonal method Minimum zone method Sequential programming目录第1章 绪论1第2章 平面度误差的基本概念及产生的因素22.1 平面度误差的基本概念22.1.1 测量不确定度的概念及测量误差的分类22.1.2 评定平板平面度误差的基本原则22.1.3 对角线法32.1.4 最小区域法52.2 获取平面度原始数据的方法5
5、 2.2.1图解法52.2.2旋转法52.2.3计算法6第3章 平面度误差的C语言程序设计及分析73.1 Microsoft Visual C+ 6.0软件简介73.2设计原理73.2.1设计思路73.2.2程序框图83.2.3程序流程10第4章 软件测试114.1 系统调试114.2 对角线法软件测试114.3 最小区域法软件测试12第5章 测试结果与理论分析13第6章 结论13致谢15参考文献15附录16第1章 绪论精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术为一体的综合性交叉学科，涉及广泛的学科领域，它的发展需要众多相关学科的支持。在现代工业制造技术和科学研究中，测量仪
6、器具有精密化、集成化、智能化的发展趋势，从而对误差评定的要求也越来越高。近年来，精密测量技术在各个行业的飞速发展，大致表现在：1.不断应用于新的物理原理及新的技术成就；2.高精度；3.高速度；4.测量方式多样化发展；5.高灵敏度、高分辨、小型化、集成化；6.标准化；7.实现各种溯源的要求；8.围绕微型机械设计理论开展的测试、理论的分析工作。我国的计量测试技术，在建立计量基准、标准方面，在某些高精度零部件的测试与仪器的研制等方面，有些技术已达到或接近国际先进技术水平。但在某些高精度大型及微小尺寸和测试仪器产品的配套性和技术更新方面，与国际先进水平相比还存在很大差距。目前，一些生产厂家为了提高产品
7、的质量和生产效率，在某些仪器上采用超精密平面度在线测量与误差补偿技术，这对平面度误差的测量要求会更高。然而，在所有评定平面度误差方法中，最小区域法是最精确的。我们对软件的设计可以达到精确、快速、直观的优点。平面度误差的测量是先通过某种测量方法得到被测实际面的原始数据，然后进行数据处理以求得被测实际面的平面度误差。本文主要描述对角线法和最小区域法评定平面度误差的软件设计，把两种方法进行分析、比较，看哪种方法计算的结果更精确，更适合于社会的发展需求。 第2章 误差的基本概念及产生的因素2.1平面度误差的基本概念平面度误差是指被测实际表面相对其理想平面的变动量。2.1.1测量不确定度的概念及测量误差
8、的分类测量不确定度是描述测量结果与被测量的客观真实值之间的偏差。测量误差的分类：1. 系统误差：仪器误差、原理误差特点：同一被测量的多次测量结果，偏差的量值符号不变；对一定量程而言，偏差具有可预见规律性。2. 偶然误差：随机误差 特点：具有不可预见性，多次重复测量可以减小误差。A 有界性：一定测量条件下，偏差的绝对值不会超过一定的范围。B 对称性：正负偏差值出现的机率相等。C 单值性：靠近0的偏差值出现的机率最高。（符合正态分布）D 抵消性：多次测量的偶然误差的平均值趋于0。（N趋于无穷大）3.粗大误差：在一定条件下，测量值明显偏离真值时的误差，主要是人为因素造成的。2.1.2评定平板平面度误
9、差的基本原则平板平面度误差是指平板加工后的实际表面和理论上的理想平面之间的差值。平板平面度误差的检定，是通过被测实际表面与理想表面相比较来进行的，而理想平面相对于实际表面的位置，将影响平板平面度误差的检定结果。为此规定在评定平面度误差时，理想平面的位置按最小条件来确定。 最小条件是指：在确定理想平面位置时，应使该理想平面与实际表面相接触，并使两者之间的最大距离为最小。对于被测实际表面平面度的评定，可作很多个理想平面。比如：三个理想平面I-I、I-II、III-III,放在实际表面的不同位置上，每个理想平面到实际表面的最大距离分别为1、2和3，选其距离最小者，因1小于2小于3，所以位置I-I是符
10、合最小条件的理想平面，获得的平面度误差值是唯一的，即最大距离为最小的只有一个，这样规定就不会因评定基准的位置不统一而带来测量误差。按最小条件评定，排除了评定基准带来的误差，更如实地反映了被测平板的平面度误差，有利于最大限度地保证平板平面度的合格性和评定结果的唯一性，所以说最小条件是评定平板平面度误差的基本原则。 2.1.3对角线法对角线法是把被测面各点的原始数据按对角线布点，按某一个基准平面A0通过一条对角线，并平行另一对角线，通过数据处理的方法，求其它各点相对于这个平面的偏差值，求出偏差值最值之差，得到了平面度误差值（fDL）。对角线法测量平面度误差，大致分为三步:1. 把被测面划分为若干条
11、被测线，每线若干点，测线按对角线布点，即布点形成封闭的米字形，利用线差法测出每条测线上各点对两端点连线的直线度偏差。2. 通过数据处理把直线度偏差换算为同一评定基准的平面度偏差i，如图2-1中的(a)(f)所示。3. 对角线法中规定：基准平面A0通过一条对角线a1c3（变量a1c3：表示c3点相对a1点的差值，其他变量意义一样），并平行于另一条对角线c1a3，这样就把(g)图的数据处理后，得到(h)图数据；把最大值与最小值作差，即为平面度误差。 图 2-1 对角线法求平面度误差分析图2.1.4 最小区域法最小区域法是把被测面各点的原始数据，通过数据处理的方法，求出“最小条件”的平面度误差值（f
12、MZ）。本设计采用图2-1中(h)的数据（这是经过对角线法作偏差处理后的数据，形成了比较合理的点的分布）。过z1点作一条直线平行于x1z3直线，将所有点投影在该直线上，如图2-2所示。把各被测点投影在XOZ面上，并在坐标中表示出来，作投影点的外接多边形（该图 图 2-2 最小区域法的投影图形为凸多边形），如图2-3所示；求过点（0，x1）与其它点所组成的直线斜率，计算所 有斜率的最值及直线方程；当x=1时，算出纵坐标的差值ha,同理求出hb。利用直线方程所过的点，计算过该点与其它点所组成的直线，求直线斜率的最值，求出所过的点，并算出该直线，分别讨论出x=2时的纵坐标的差大值hc；比较ha, h
13、b，hc的值，其中最大值为平面度误差。2.2获取平面度原始数据的方法获取平面度原始数据的方法有以下三种：图解法、旋转法、计算法。2.2.1图解法 图解法是一种几何作图求解法。它 图 2-3 最小区域法的外接图是以各测点的测量值按比例在直角坐标系上描点，用作图方式从坐标图上量取平面度偏差值。它有简单、直观的优点，但该法需用坐标纸准确作图，且有作图误差，适合现场使用。 2.2.2旋转法 旋转法是将被测基面经过适当变换（旋转或平移），使测量基面和评定基面重合，获得符合最小条件的位置，通过测量数据的交换获取平面度误差。该法不需使用绘图或计算工具，有简便易行的优点，具体操作时常需做多次旋转，对不熟练者效
14、率不高。但该法是最基本的方法，只要掌握旋转要领，最终必能达到目的。 2.2.3计算法应用计算公式获得平面度误差值。该法有计算精确的优点，但需事先判准高低点，否则将造成计算错误或者影响其计算准确度。必须指出，上述三种方法在使用中具有同等价值，可按其掌握程度、测量条件灵活选用。在实际工作中采用哪一种方法，取决于工作现场的具体条件和人员的特长与水平而定。 第3章 平面度误差的C语言程序设计及分析3.1 Microsoft Visual C+ 6.0软件简介 Microsoft Visual C+ 6.0软件是基于Windows系统平台、可视化的集成开发环境，它的源程序按C+语言的要求编写，并加入了微软提供的功能强大的MFC类库。MFC中封装了大部分Windows API函数和Windows控件，它包含的功能涉及到整个Windows操作系统。MFC不仅给用户提供了Windows图形环境下应用程序的框架，而且还提供了创建应用程序的组件。这样，开发人员不必从头设计创建和管理一个标准Windows应用程序所需的程序，而是从一个比较高的起点编程，故节省了大量的时间。另外，它提供了大量的代码，指导用户编程时实现某些技术和功能。因此，使用VC+提供的高度可视化的应用
