关节三坐标测量机温度误差修正技术研究

论文摘要

本课题是与加拿大的合作项目“关节三坐标测量机的研制”的一部分。对于三坐标测量机而言，除了主要的机械组成部分和电路部分外，温度误差修正部分也是组成坐标测量机的重要组成部分，用来保证三坐标测量机的测量精度。本文介绍了国外主流关节三坐标测量机的现状，以及本项目研制的关节三坐标测量机的工作原理和组成部分，制定了以MAX1402为核心、以单片机控制数据采集的关节三坐标测量机温度量数据采集系统设计方案，以及分析温度对坐标测量机测量臂的影响并寻找到一种合适的温差修正方法进行修正。本论文详细叙述了温度量数据采集系统的硬件电路设计、软件程序设计，及温度误差修正方法。其中重点介绍了温度量数据采集系统的硬件开发及软件编程，和实现数据传输硬件设计和控制程序的设计：接口方面介绍了单片机与上位机的接口设计。本课题设计的硬件电路经过初期的调试，并通过与坐标测量机的机械部分结合，证明此硬件电路能正常运行，能达到温度传感器数据采集的要求，并通过温度误差修正方法修正温度带来的误差，使精度得到提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 本课题解决的内容和预期的效果
• 第二章 关节三坐标测量机温度误差修正模型
• 2.1 关节三坐标测量机总体方案
• 2.2 关节三坐标测量机的测量模型以及测量方程
• 2.3 温度传感器及测温方法的选择
• 2.4 关节三坐标测量机误差源分析
• 2.5 关节三坐标测量机温度误差修正
• 2.5.1 两种温度误差修正模型
• 2.5.2 本研究采用温度误差修正模型
• 第三章 温度量数据采集系统硬件设计
• 3.1 温度量数据采集系统概述
• 3.2 STC89C516RD+单片机
• 3.3 温度测量电路设计
• 3.3.1 ∑-△型 ADC工作原理
• 3.3.2 MAX1402简介
• 3.3.3 温度测量电路与单片机接口设计
• 3.4 单片机与上位机之间的数据通信
• 3.4.1 USB总线简介
• 3.4.2 USB转 UART桥接芯片CP2102简介
• 3.4.3 USB通信的硬件接口电路
• 3.5 单片机程序下载
• 3.5.1 STC89C516RD+单片机 ISP编程原理
• 3.5.2 STC89C516RD+在线编程
• 第四章 温度量数据采集系统软件设计
• 4.1 单片机程序设计
• 4.2 USB通信接口的软件程序设计
• 4.3 PC机应用程序设计
• 4.3.1 MSComm控件简介
• 4.3.2 Cserialport类简介
• 4.3.3 上位机温度量读取及显示程序设计
• 第五章 数据采集系统的调试及温度误差修正
• 5.1 单片机与上位机的通讯调试
• 5.1.1 USB通信电路板的设计和制作
• 5.1.2 USB设备驱动程序的安装与调试
• 5.1.3 单片机与上位机的通讯程序的调试
• 5.2 温度信号调理电路的调试
• 5.3 温度传感器（Pt100）的标定实验
• 5.3.1 铂电阻Pt100标定试验
• 5.3.2 标定实验所用仪器简介
• 5.3.3 标定实验具体实施步骤
• 5.4 测量实验
• 第六章 课题总结与设想
• 6.1 课题总结
• 6.2 进一步工作设想
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录 1 125mm量块的测量结果
• 附录 2 400mm量块的测量结果