基于Delphi平板工作面平面度“最小条件原则”评定方法

刘　伟　代　娜

(武汉市计量测试检定研究所，武汉 430050)

0　引言

平板是机械测量中最常见的用以工件检测或划线的平面基准器具。目前，国内大部分计量技术机构都依据JJG 117—2005开展了平板检定、校准工作。在平板的检定、校准过程中，工作面平面度是最主要的检定项目，也是判别平板准确度等级的重要技术指标。平板工作面平面度的数据处理有对角四点平面评定和最小条件原则评定两种方法。在日常检定中通常优先采用对角四点平面评定。这是因为按最小条件原则评定平面度误差值，必须找到理想平面的方位，但有时候难以实现。然而，如果出现争议，应使用“最小条件原则”评定的测量结果作为平面度仲裁的最终评定结果。

本文主要是针对最小条件评定原则进行讨论，采用Delphi及SQLite数据库编制程序算法，以使数据处理过程简单化，提高工作效率，减少误差。

1　Delphi、SQLite简介

Delphi，是著名的快速应用程序开发工具(Rapid Application Development，简称RAD)。它的前身，即是DOS时代盛行一时的“Borland Turbo Pascal”，最早的版本由美国Borland(宝兰)公司于1995年开发。Delphi是一个集成开发环境(IDE)，使用的核心是由传统Pascal语言发展而来的Object Pascal，以图形用户界面为开发环境，透过IDE、VCL工具与编译器，配合连结数据库的功能，构成一个以面向对象程序设计为中心的应用程序开发工具。

SQLite，是一款轻型的数据库，是遵守ACID的关联式数据库管理系统，它的设计目标是嵌入式的，而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用资源非常的低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K的内存就够了。它能够支持Windows/Linux/Unix等主流的操作系统，同时能够跟很多程序语言相结合。

2　基于最小条件评定原则的程序算法

依据JJG 117—2005检定规程附录A示例中的采取的评定算法直接变换原始数据，不需要使用计算和绘图工具，简便易行，但在实际操作中需要进行多次旋转，不熟悉者掌握起来非常困难，效率不高。本文采取计算机自动判定的算法，结合数据库可实现输入数据自动进行“基面转换”，依据最小条件评定原则判定是否符合判别准则，依据JJG 117—2005检定规程中的表1得出被测平板符合的等级。

2.1　最小条件评定原理

所谓最小条件评定原则是以包容平板实际工作面且距离为最小的两平行平面间的距离为平板工作面平面度。该平面度可按对角线评定的测量结果进行“基面转换”求得。经基面转换后，平板工作面上最高点数值与最低点数值之差作为测量结果。

2.2　符合“最小条件原则”平面度的判别准则

将“基面转换”求得的数值转换为平面直角坐标系，如图1所示，依据算法得出是否符合以下准则：

图1

1)三角形准则的判别

如图1(a)所示，已知A，B，C，K4点坐标值，若点K落在△ABC中，则必有

∠A=∠1+∠2

(1)

∠B=∠3+∠4

(2)

∠C=∠5+∠6

(3)

且∠1……∠6均不为0。若满足式(1)～式(3)，表明可初步按三角形准则转入下一步进行数据处理。

2)直线准则的判别

如果经初判不符合三角形准则，则判断是否符合直线准则。选第1高(低)点、第2高(低)和最低(高)点在XOY面上的投影为A，B，C，如图1(b)所示，若点C落在直线AB上，则

AC+CB=AB

(4)

如果满足式(4)，表明可初步按直线准则转入下一步进行相应的数据处理。

3)交叉准则的判别

如果不符合直线准则，则判断是否符合交叉准则。如图1(c)第1、第2高点和第1、第2低点在XOY平面上的投影为点M、N和P、Q，其连线为初始评定直线，若同时经过直线MN和PQ有一点K，且

(5)

如满足式(5)，可初步按符合交叉准则进入下一个计算步骤。

3　程序框图及三角形准则判断

图2　程序框图

三角形准则判断代码：

TYPE

Tjg

Dim X As Integer

Dim Y As Integer

Dim Z As Double

End Tjg

Dim H1，H2，H3，L1,JD As Tjg

Dim kab,kac,kad,kbc As Double

Input (H1,H2,H3,L1)

kab=(H2.y-H1.y)/(H2.X-H1.x)

if (H3.x-H1.x) = 0 then

kac=(H3.x-H1.x)/(H3.y-H1.y)

else

kac=(H3.y-H1.y)/(H3.x-H1.x)

endif

kad=(L1.y-H1.y)/(H3.x-H1.x)

kbc=(H3.y-H2.y)/(H3.x-H2.x)

if (kab <> kac)AND(kad <> kbc) then

if (jsjd(H1,L1,H2,H3,JD)=0) then

if((jd.x-b.x)*(jd.x-c.x)<0)AND ((jd.x-d.x)*(a.x-d.x)<0)then

Result = True

endif

endif

endif

4　结果验证

用本文介绍的方法，按照JJG 117—2005检定规程附录A示例中图A.2输入对角线布点评定的偏差和平板的规格，如图3～图6所示。所得结果如图6所示，与规程示例相一致。

图3　输入界面

图4　选取线段界面

图5　基面转换界面

图6　判断界面

5　结束语

本文采取计算机自动判定的算法，结合数据库可实现输入数据自动进行“基面转换”，自动判定平板的准确度等级，使得平板检测简单快速、减少人为误差，实用性强，非常值得利用。

[1]JJG 117—2005平板.中国计量出版社，2005

[2]Steve Teixeira&Xavier Pacheco.Delphi 5 开发人员指南[M].机械工业出版社，2003

[3]许云宝.用图解法求解评定平面度误差的最小条件[J].计量技术，1991(1)

[4]张振宇，唐雪梅.平板平面度检测数据的一种快速处理方法[J].计量技术，2004(2)