工业CT探测误差与尺寸测量示值误差的研究-精密仪器及机械专业论文.docx

万方数据 万方数据 中图分类号 TH89 学校代码 10356 UDC 620.3 密级 公开 硕 士 学 位 论 文 MASTER DISSERTATION 工业 CT 探测误差和尺寸 测量示值误差的研究 The Probing Error and Error of Indication for Size Measurement of Industrial CT 作 者 王义旭 导 师 高思田 李东升 申请学位 工学硕士 培养单位 中国计量学院 学科专业 精密仪器及机械 研究方向 超精密测量 二〇一四年三月 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 中国计量学院 或其他教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 中国计量学院 有关保留、使用学位论文的 规定。特授权 中国计量学院 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借 阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（必威体育官网网址的学位 论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 致 谢 岁月无声，俯仰之间研究生生涯即将划上句号。两年半的时光里，在许多 老师的指点和许多同学的帮助下，终于完成了毕业论文。两年半的时光里，在 科研和生活上我有幸遇到了许多让我感恩的老师、同学和朋友。在此，谨借一 纸笔墨向他们表达我最诚挚的谢意与祝福。 首先我要感谢在研究生期间，指导我的校内导师李东升教授和校外导师高 思田教授。李老师和高老师作为几何量计量领域的巨擘，既具有高屋建瓴的学 术视野，又具有丰富的科研经验，总能在学生困惑的时候给予醍醐灌顶的指导， 本文是在他们的启发和指导下完成的；在生活上，二位老师也给予我很大的关 怀。两位老师精兢兢业业、不辞辛苦的科研精神和高风亮节的精神品格让人敬 佩。在此，我要向二位老师致以最崇高的敬意。 其次我要感谢中国计量科学研究院的施玉书老师，项目期间施老师在科研 上事必躬亲、精益求精的精神让我受益匪浅，本论文的许多工作是在施老师的 直接指导下完成的。还要感中国计量科学研究院的陶兴付、李伟、李琪等老师 和陈诚、徐雪芳、李旭、张华坤等学长在科研和生活上对我的帮助。 同时真诚的感谢中国计量学院的沈小燕、陈爱军等老师对我在科研上的指 导；感谢林杰俊、尹健龙、金亮冰、李敏、张玉冰、郭冲冲等师兄师姐对我的 帮扶；感谢李家福、崔廷、刘月瑶、周晓雪等同学对我的帮助；感谢师弟宋旭 很辛苦的为我毕业论文所做的工作。 最后，要感谢我的父母和兄弟姐妹，是你们的默默支持给予我力量；感谢 我的朋友们，是你们在我迷茫彷徨的时候一直陪伴我左右，给我力量，伴我启 程。 毕业在即，请允许我再一次向所有的在我前进的道路上给予我进益的老师、 同学、朋友和家人表达我最真挚的谢意。 祝福你们一切顺利！ 本文得到科技部重大仪器专项“X 射线三维显微成像检测系统量值溯源系 统建立及国家标准制订”（项目编号：2011Y的资助，在此表示衷 心感谢。 王义旭 2014 年 03 月 工业 CT 探测误差与尺寸测量示值误差的研究 摘要：探测误差和尺寸测量示值误差是工业 CT 计量化过程中基本的测量误差。 本文通过建立理想球的数学模型，探讨了影响探测误差和尺寸测量示值误差的 因素及两者间的关系。研制了用于校准和评定工业 CT 测量能力的球棒标准器， 对影响误差的因素做了分析，并对尺寸测量示值误差的不确定度进行了初步评 定。主要工作围绕以下内容进行： 首先，根据现有的国内外有关标准规范，定义了探测误差和尺寸测量示值 误差。建立了最小二乘球的理想模型，结合工业 CT 的测量原理和物理意义推 导出最小二乘球球心坐标的相对变化量与球表面测量点数的理论关系及探测误 差与测量点数的理论关系。为建立最佳测量策略和使用球标准器校准尺寸测量 示值误差提供理论依据。 其次，使用 Zeiss 27 球标准器中的标准球设计实验，验证了模型的有效性。 设计实验，结合 VDI/VDE 2630 和 ISO 10360-CT 草案中有关于测量球策略的要 求，通过模型推导和实验验证，制定了工业 CT 中标准球的测量策略：测量点 数量在 600-800 之 间 ， 点 数 的 分 布 路 径 参 照 CMM （ Coordinate Measuring Machini