球板校准规范
Calibration specification of ball plate
适用于光学三维扫描测量仪的计量阵列结构球板
球板是一种多尺寸和坐标标准器，由多个标准球镶嵌在平板上构成。基体一般采用钢和碳纤维材料。球是组成球板的基本要素，可分为规则和不规则结构的球板。球直径、形状、球心距和球心坐标是球板的主要计量特性。
测量标准及其他设备
推荐采用坐标测量机进行校准。坐标测量机具有三维探测能力，可以对球的直径、形状和球心距进行准确测量。对于规则阵列结构的球板校准，可以采用多个位置测量的方法，提高测量不确定度。允许使用满足不确定度要求的其他设备进行校准。
校准方法
(1)根据球板的结构和说明书， 测量球板上的定向元素，由标准球的球心及连线构成坐标系的零点和轴线方向，建立测量坐标系。
(2)对球板上的每个球进行测量。测量点分布可根据球板结构进行调整。通常在球表面均匀采集25个点，数据点的分布如下：
-在标准球的极点(探针方向所定义) 一点；
-极点下22. 5°四点(均匀分布) ；
-极点下45°八点(均匀分布) ，相对于前一组点旋转22. 5°；
-极点下67.5°四点(均匀分布) ，相对于前一组点旋转22. 5°；
-极点下90° (即在赤道上)八点(均匀分布) ，相对于前一组点旋转22. 5°。
测量数据处理
1.拟合球
利用*小二乘法拟合球，分别获得n个球的球直径Di和球心坐标(xi, yi, zi)。
2.球直径
直径即为球板上各球的球径D。
3.球形状误差
计算球i上的测量点与拟合球心的距离，其*大距离Rimax和*小距离Rimin 之差，即为球面形状误差
4.球心坐标
规则阵列结构的球板通常用于坐标测量机的误差分离。为了提高球心坐标测量不确定度，对25个球的球板进行4个位置的测量，以消除坐标测量机的几何参数误差的影响。对于其它球数的球板参照此方法进行。位置(b)是位置(a)绕坐标机的Z轴旋转180°，位置(c)是位置(a)绕Y旋转180°，位置(d)是位置(c)绕Z旋转180°，取4次测量数据的平均值作为测量结果。在每个位置的测量中，进行正反向测量，取两次数据的平均值作为测量结果，以消除温度漂移的影响。
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