關于合像水平儀檢平板的疑問？

回復 22# 規矩灣錦苑


    樓上此帖我非常感興趣，就是樓主談到的“也就是說平板過小，0.01mm/m的合象水平儀不可以檢1級平板，平板過大0.01mm/m的合象水平儀可以檢高于1級的平板。”上述說法的理由說明是對JJG117-2005規程的學習、理解下了功夫的，這確實是規程需要提高改進的重要方面，我期待著在此說法的基礎上，樓上談出更明確、讓人能夠接受的論據來。

回復 23# xqbljc


    我在20樓說的評定基準問題的確沒有說清楚，造成了誤解。“對角線平面，最小二乘平面、三遠點平面等。無論采用什么測量方法，評定基準都是相同的。”不是指這三個近似于最小區域平面的平面是相同的，不是指評定結果相同，在在這一點上來說，我覺得我們沒有分歧。我的意思是指，無論采用什么測量方法，如果在用理想平面進行評定之前的數據已經是同一個測量基準下的數據，那么如果都使用最小區域平面評定，大家的評定方法是一樣的。如果都用三遠點平面評定，大家的評定方法也是一樣的。同樣用其他的大家共同選定的理想平面評定，評定方法也是一樣的。也就是說只要評定基準一旦確定，評定方法只與評定基準密切相關，而與測量方法無關。因此，我覺得我們的不同意見仍然在關于集中在“測量基準”上。

回復 27# 規矩灣錦苑


    20樓的說法應該是非常清楚的，也沒有對我造成誤解，本人更不會去認為你是指評定結果相同。我只是認為確定評定基準位置的對角線平面，最小二乘平面、三遠點平面等不同，那么評定基準（位置）怎么會都是相同的呢？你現在文字敘述的內容“無論采用什么測量方法，如果在用理想平面進行評定之前的數據已經是同一個測量基準下的數據......”，此類話語已經不是誤解的問題了，而是根本就看不懂了。既然看不懂，當然就沒有資格去說三道四了。
    至于你現在談到的三遠點平面評定，我在前面已經談到了，由于相距最遠的三點可以有無數個，所以由三遠點確定的評定基準（理想平面）位置也就有無數個，故評定結果應該不是唯一的。這就是為什么規程在近似評定方法中，推薦了對角線評定方法，而沒有推薦三遠點評定方法的原因之一。

回復 24# xqbljc


    關于測量基準的定義，前面我已經說過，就是“測量時，讀數的參考對象。”仍以平尺工作面直線度測量為例：
       第一種方法就是測量基準是統一的情況，例如用三坐標測量，將平尺放在大平板上用指示計測量，用標準平尺和量塊試塞法測量、用自準直儀和光靶測量等等。
       第二種方法就是測量基準不是統一的情況，又可以細分為三種：
       1.節距法：這種方法的特點是被檢點的讀數是相對于前一被檢點的，每一個被檢點都是以自己的前一被檢點為讀數參考對象，測量基準是不斷變化的。用水平儀和橋板測量就是最典型的測量方法。當然用其他的小角度測量儀配合橋板進行測量都是這種方法的應用。
       2.跨步儀法：這種方法由類似于橋板的工具，橋面一端向前延伸一個跨距，在延伸的一端安裝指示計，測量時一步一步向前跨進，在指示計上讀數。特點是，被檢點的讀數是相對于它的前面兩個被檢點的連線為參考對象讀出的，測量基準是該被檢點前面兩點的連線，測量基準也是不斷變化的。
       3.表橋法：如果將方法2中的指示計和中間的“橋墩”交換位置，即指示計在兩個支撐點中間，用于測量平尺直線度，就是表橋測量法了。表橋法的特點是被檢點的讀數是相對于該點相鄰的前后兩個被檢點的連線讀得，前后兩點的連線就是測量基準，測量基準當然也是不斷變化的。用平面平晶測量長平尺平面度也屬于表橋法的測量原理。
       針對以上按測量基準劃分的平直度測量方法，有的平直度檢測前輩形象地把第一種方法稱為“一點法”，因為測量時與被檢表面的接觸點只有一個。把節距法稱為“二點法”，因為測量時與被檢表面的接觸點是兩個。把另外兩個方法稱為“三點法”，因為測量時與被檢表面的接觸點是三個。我還是非常欣賞這種說法的。
       一點法測得的數據可以不加任何處理，就可以進入用評定基準進行直線度的評定。
       兩點法（節距法）在進入用評定基準進行直線度評定之前，則必須采用逐點累積的方法（就是我說的累積法。接受你的意見，在此說明，這個累積法是指尋找同一個測量基準的計算方法，不是平直度的測量方法），將各被檢點的數據統一到同一個測量基準上去。這個測量基準可以按你說的兩端點連線，也可以根本不考慮兩端點連線，直接累積到初始的0點為基準。至于兩端點連線，對于直線度來說屬于評定基準的問題了，在這一步可以不考慮，完全可以納入下一步的評定計算問題來考慮。
       三點法同樣存在著測量基準的統一問題，只不過看起來統一測量基準的計算方法比節距法的測量基準統一更復雜。時間關系，就不詳細說了。
       以上就是我之所以反復談到當采用的測量方法測量基準不統一的時候，“必須將各被檢點的測量基準統一到同一個測量基準上去”的原因。

回復 25# xqbljc


    我認為整體平面度和局部平面度的確是平板檢定的兩個不同的參數。如果整體平面度合格，但是最大點和最小點如果處于同一個局部平面中，很可能局部平面度就不合格。同樣的，如果局部平面度合格，但是整體平面呈鍋底狀或者饅頭狀，整體平面度也極有可能不合格。因此無論平板的整體平面度還是局部平面度都應該滿足檢定規程的要求。所以說，整體平面度和局部平面度不能相互替代，只能相互補充。

回復 28# xqbljc


    關于三遠點平面為評定基準得到的平面度結果不是唯一的，我完全贊同你的意見。平板檢定規程不使用三遠點平面為評定基準是事實，也是正確的。但是平面度測量中并不排斥三遠點作為評定基準，國外一些機床標準就約定三遠點平面為機床導軌或工作臺組成的平面平面度的評定基準。
       我在20樓關于評定基準和評定方法的解釋，我覺得的確有誤導的可能性。改成如下方法解釋不知道如何：
       平面度的評定結果決定于評定方法，而評定方法決定于評定基準，而與測量方法無關，只要大家約定了使用的評定基準，采用什么方法評定，基本上也就大同小異了。因此，我覺得我們在評定方法的看法應該是沒有分歧的，不同意見仍然集中在對“測量基準”和測量方法的看法上，因為選擇不同的測量基準才真正決定了選擇什么測量方法。

回復 29# 規矩灣錦苑


    建議樓上是否短暫休息一下，因為從你的回復中，可以看出思路已經有些混亂，已經出現前后自相矛盾的話語，無法自圓其說的征兆了。
    我們是在探討使用小角度測量儀器對被測截面進行直線度測量，但你怎么將某些以實物基準為測量基準的方法也搬到這里來探討了呢？“將平尺放在大平板上用指示計測量（俗稱打表法），用標準平尺和量塊試塞法測量（類似打表法）”等，不就是以實物做為測量基準的嗎！我在前面已經說過，當前探討的內容已經超出了樓主所提問題的范圍，但是如果探討的內容繼續突破小角度測量儀器對被測截面進行直線度測量這個話題圈子，那可就是有些“跑偏了”。
    另外你在前面談到的“用自準直儀和光靶測量直線度”的觀點（光靶應該是測繪界的術語，實則為反射鏡），明明是認可了在同一個測量截面的測量過程中“測量基準只有一個”，而不是隨測量點的不同而不停的變化的，為什么現在當談到“節距法”時，又講到“當然用其他的小角度測量儀器配合（使用）橋板進行測量都是這種方法的應用”，并進一步得出“測量基準是不斷變化的”的錯誤結論，這里的敘述中，所謂小角度測量儀器就包括自準直儀，但卻出現了“測量基準只有一個”和“測量基準是不斷變化的”的兩個前后自相矛盾，無法自圓其說的結論呢？！再者，測量的主標準器如何“配合”測量的輔助工具橋板呢！我看不懂這些文字描述，總不能主次不分吧。
    另外你的“用平面平晶測量長平尺平面度也屬于表橋法的測量原理。”實在是讓人無法理解，估計這話的本意是“用平面平晶以分段法測量長研磨平尺平面度也屬于表橋法的測量原理。”但不管怎樣，用平面平晶進行的平面度測量，首先應歸類于“光波技術干涉法”的分類范疇啊。
    你談到的“這個測量基準可以按你說的兩端點連線”，我什么時間講過兩端點連線是測量基準了呢？我的觀點非常明確，兩端點連線是評定基準，即使某些特殊情況下，兩端點連線做為評定基準與測量基準出現了重合的現象，但評定基準與測量基準還是截然不同的兩個東西。
    綜上所述，依舊堅持前面的建議，樓上確實需要先休息一下，待觀點明確了、思路清晰了，再來探討問題也不遲，那時的論據才能更有說服力。

回復 31# 規矩灣錦苑


    規程與任何人都沒有排斥三遠點作為評定基準。我個人的意見，哪怕你用手可以摸出被測平面的平面度也可算一種可行的檢定方法，當然前提條件是：手摸出被測平面的平面度的測量結果不確定度應滿足U≤1/3MPEV。

回復  星空漫步


    ⑵在能夠反映平板真實情況的前提下，取的點越少越好； ...
xqbljc 發表于 2010-1-7 16:37

如果只檢測一塊，恐怕很難判斷出最少取幾點才能真實地反映平板情況，所以我個人覺得在這種情況下點數多一些應該更準確、更好。

回復 13# xqbljc


    這個帖子所說的內容大致理解了。

說道“并將刀口形直尺的工作刃口豎直放在這兩塊量塊上面”，個人還有一點小小的想法：
兩塊量塊的放置面未必等高，如果這樣刀刃就不會與量塊的工作面接觸，而可能接觸到量塊的棱邊，刀刃放在量塊任意位置上時，各接觸線不一定是不共面的，因此不如放上兩塊弦弓高相等的半圓柱（規）上。

    總的說來，如您所說前面提到的刀口尺法不太實用。

回復 20# 規矩灣錦苑


    我個人的學識也許比較有限，就我現在的認知水平而言我認為“以被測截面的直線度誤差折線來替代被測截面的直線度誤差曲線”應該是節距法的特點。

回復 34# 星空漫步


    一塊平板是有無數條線構成，一條線又是由無數個點構成，所以平板上應該有無數個點。那么在平板檢定中應該檢多少條線、多少個點比較合適呢？取點問題首先需要遵循的原則是，能夠反映平板的真實平面度狀態，其次要考慮在真實反映的基礎上，取點越少越好，因為規程要考慮科學性、正確性。但也要考慮可行性、經濟性。實驗結果說明，檢定時并非取點越多，反映平板的真實狀態越完整、越正確。當然這個實驗是要有一定數量的被檢平板做保證的。據我所知，在局部平面度檢測的實驗中，規程修訂人員在平板生產廠家的幫助下，先后對近百塊平板進行了整體、局部平面度和平面波動量的檢測，在大量實驗數據的基礎上，確定了局部平面度的檢測方法和技術指標，實踐證明：局部平面度檢定項目的確立，技術指標的提出，變通方法平面波動量檢測的規定，基本是合理可行的，特別需要指出的是，這些東西都是在國家標準提出之前就確定的。所以，在上述技術問題上，規程是走在標準前面的。

非常贊同xqbljc 的解答。
      平板準確度級別的判別根據工作面平面度、局部工作面平面度和表面粗糙度的測量結果確定，取其中級別最低的作為檢定結果”        ...
規矩灣錦苑 發表于 2010-1-7 19:59

刮研平板的平面度也好，局部工作面平面度也好，表面粗糙度也罷，評定時是否包含了刮花所產生的低位點？
如果包括了的話，則“取其中級別最低的作為檢定結果”顯然是不合適的。

回復 37# ydq


    您所說的我都理解，所不明白的是：到底多大的平板對應的應該取幾點做評定才比較合適。

我覺得16樓的2，與21樓、25樓說的都有道理，應該屬于個人對詞語的理解方法、角度的差異，估計從結果上來看應該是殊途同歸的。
24樓的內容也可以理解，在首尾銜接的前提下，如果每個位置的讀數都是0，那么直線度誤差就是0；否則直線度不為0，如規矩灣錦苑所舉的“操場、馬路、最后到后面的操場”的例子。

其它回帖，下面繼續研讀、學習。

本人不太清楚所謂“三遠點評定方法”的具體計算方法、規則，這對我來說是需要學習的。

一點參考：
在我所接觸的坐標測量軟件中，有一種平面評定方法，叫“最高三點法”，把被測件（如焊球陣列封裝）平放在臺子上，測量每個接觸點（焊球頂點），再用這種方法做評定，所得的平面度結果是唯一的。該法所構造出來的平面是由“最高三點”決定的，這三個點恰好落在該構造平面上，其余點都落在該構造平面的一側，而非兩側，我個人認為要能夠保證做到這一點的面，應該是唯一的。

回復 41# 星空漫步


    “三遠點評定方法”和“最高三點法”估計應該是不一樣的。
    “三遠點評定方法”是用平面上相距最遠的三點構成評定基準（理想平面）的位置，這樣的三點應該有無數組，所以這樣的平面也就有無數個，然后由其余被測點上轉換到對這個評定基準（理想平面）偏差做為各個點的平面度偏差。由此可以看出，這樣評定得到的結果不會是唯一的。有些企業，依據習慣（老師傅言傳身教）還是經常用這種評定方法的，這種評定方法測量時的布點布線方式基本是采用方格法來進行的。我基本不用這種方法，所以了解的比較少，只能這樣粗略的解釋。
     至于“最高三點法”我不是太清楚，估計最高三點是等值的吧，另外用三坐標測量，方法的正確性應該取決于編程人員的構思的正確性，這方面本人外行，不好亂猜測后給出不負責任的解答。

回復 42# xqbljc

也就是說“最遠三點法”的遠近是在平面內（按照對平面的投影距離）衡量的，對吧？如果是這樣的話，和我說的“最高三點法”所得的結果就應該是不同的。

我所說的“最高三點法”的高低是在平面上下，即平面的法線方向衡量的。
詳細的計算規則不太好做文字描述，總之那三個點也是要通過一些更換、計算才找到的，最后在滿足軟件評定規則的前提下得到該平面度的。
都是軟件代替人來算，所以沒有刻意去記那個評定規則，即算法。

對平面度誤差評定基準的看法：
1.最高三點構成的平面是唯一的，但是不一定是穩定的，此三點距離越近越不穩定。此評定結果不符合平面度誤差定義。
2.最遠三點構成的平面是穩定的，但是不是唯一的，至少有4個結果。此評定結果不符合平面度誤差定義。
3.最小二乘法構成的平面也是唯一的，但是計算較復雜，手工計算困難。此評定結果不符合平面度誤差定義。
4.對角線構成的平面也是唯一的，手工計算相對還是比較容易實現的。此評定結果不符合平面度誤差定義。
5.最小包容區域平面是唯一的，也是符合平面度誤差定義的。但是計算比較復雜。
       前四種評定基準雖然不符合平面度誤差的定義，但是也是近似的結果，各自有各自的使用場合，應該得到靈活運用。評定基準的選擇，首先是按技術標準規定，技術標準規定了什么作為評定基準，我們就使用什么評定基準。對于沒有技術標準作規定的被測表面平面度，則應該按行業慣例選擇評定基準。當遇到供需雙方發生質量糾紛進行仲裁時，最小包容區域平面是最終仲裁的評定基準。

回復 34# 星空漫步


    關于使用節距法測量時，到底跨距多大，仍然是依據“被測平面的平面度的測量結果不確定度應滿足U≤1/3MPEV。”
       跨距越小，雖然越能夠反映被檢表面的真實情況，但是，測量誤差是隨著測量次數增加的。如果每一次測量的誤差是δ，第n個點的數據需要前面各次測量數據的累計，其測量誤差就是δ的根號n倍。如果我們還想維持被測平面的平面度的測量結果不確定度滿足U≤1/3MPEV，勢必原來選擇的儀器準確度就必須提高，0.02mm/m就要換0.01mm/m，再不能滿足就換0.005mm/m，甚至準確度更高的儀器。在選擇橋板跨距和儀器準確度時，這兩個因素應該綜合考慮。
       所以這個問題又回到了平直度測量選擇測量設備的基本原則上來了，即“被測平面的平面度的測量結果不確定度應滿足U≤1/3MPEV”。哪怕是“手摸”，只要能夠滿足這個條件，就算是選擇測量設備是合理的，雖然是舉例有點偏激，卻是有道理的。選擇儀器再好，不滿足這個要求，測量結果也還是有較大風險的。

平面度評定方法確實如樓上所講，經常用到的基本就是“對角線法”、“最小二乘法”、“三點法”和“最小條件法”，其它由于可操作性等其它原因應該講不是用的很多。
     樓上對上述平面度誤差評定方法的解釋正確、合理，基本方面的要點都概括了。
     樓上對“測量誤差是隨著測量（點）次數增加的”的敘述，應該講是非常有道理的。這也是許多從事計量檢定工作的人所忽略的問題。比如講，某國家在中國企業驗收出口的平板，就提出了要求用方格法布線布點，而且要求100mm一跨，對于較大規格的平板，檢定一次往往需要近兩個小時（不包括數據處理時間），表面看檢定的點多，好象反映的平板平面度情況真實，實際上正如樓上所講，測量由于測量點數的劇增和測量時間的拖長等諸多因素，造成了測量誤差的增大，應屬好心辦壞事，得到的是適得其反的結果。
     另外關于前面“手摸”的舉例，確實有些偏激，我的本意就是不管用什么方法，只要能滿足被測平面的平面度測量結果不確定度U≤1/3MPEV就好，請大家理解。
     再一個就是平面度評定方法的最小條件準則問題，樓上也談到整個評定過程包括在近似評定方法得到結果的基礎上，還要再搞旋轉軸的選定、旋轉量的計算等，此過程還有一個“試”的過程，有可能需反復多次，確實比較麻煩。所以，本人基本不做這一步。個人認為，對角線評定方法盡管不符合平面度定義，結果是近似的，但從生產的角度來講應該是要求更嚴格了，也就是講，只會出現“誤廢”，而不會出現“誤收”，這個檢測的結果是可以接受的，再者，生產企業也有內控標準，平面度技術指標基本都壓縮了20％，所以在近似結果符合要求的基礎上，最小條件準則就放到一邊去了。另外，對于剛好超差的產品，即使經過旋轉等許多麻煩的步驟，使其平面度符合了技術指標的要求，我看，產品質量也好不到那里去。
     上述看法不一定對，僅供思考。

回復 44# 規矩灣錦苑  并 xqbljc


      最高三點法主要應用于半導體行業的封裝測試，對一般人而言，該應用比較特殊。其中，最為典型的例子就是BGA封裝（球柵陣列封裝）的焊球頂點共面度測試，通過這項測試你可以判斷BGA封裝上焊球可能出現虛焊的可能性。考慮到實際焊接時，是那最高的三點__即最外突的三點，首先接觸焊接面的，所以該法應當是BGA封裝焊球頂點共面度測試的唯一正確方法，而不是最小包容區域法，或最小二乘法等其它的評定方法。

     我認為最高三點法還是具有穩定性的，該技術是國外多年前的成熟技術，我記得軟件中的相關評定規則并不允許使用相鄰三點為最高點來構建平面，如果真是那樣的話，就如你所說“不一定是穩定的”了。

     評定規則細節，現在實在是記不清了，需要查閱有關資料方能明白。但我記得評定規則要求在由最高三點構成的三角形區域內是要有低點的！

     另外，我覺得如果軟件算出來的面，不是穩定的面的話，也就意味著該面可能不是唯一的，那樣的軟件應該不會有人要吧。

45樓與46樓說的有道理，學習了。

回復 12# 規矩灣錦苑


    領導,有一個問題請教您.
   用合像水平儀檢平板.用合像水平儀把平板調平以后,假如第一段跨距合像水平儀向"+"方向轉了15格,那么這段跨距讀數應該是15吧?如果第二段跨距在+15的前提下轉到了"-"方向,并且轉了10格,那記錄數據時應該怎么寫呢?是寫10還是25呢??

回復 47# 星空漫步

　　我說的不一定穩定可以這樣假設，最高三點在一個很小的區域內，且三點的區域中心不與被檢對象重心重合，此時這個被檢對象很難放置穩定。
　　你說的，“評定規則要求在由最高三點構成的三角形區域內是要有低點的”應該是三個最高點包容一個最低點，這是最小包容區域平面評定的判定原則之一，稱為最小包容區域的三角形判定原則，這不能算作最高三點判定原則。如果一定要算，這也只能是極其特殊的情況，不是最高三點判定方法的普遍現象。