关于合像水平仪检平板的疑问？

回复 22# 规矩湾锦苑


    楼上此帖我非常感兴趣，就是楼主谈到的“也就是说平板过小，0.01mm/m的合象水平仪不可以检1级平板，平板过大0.01mm/m的合象水平仪可以检高于1级的平板。”上述说法的理由说明是对JJG117-2005规程的学习、理解下了功夫的，这确实是规程需要提高改进的重要方面，我期待着在此说法的基础上，楼上谈出更明确、让人能够接受的论据来。

回复 23# xqbljc


    我在20楼说的评定基准问题的确没有说清楚，造成了误解。“对角线平面，最小二乘平面、三远点平面等。无论采用什么测量方法，评定基准都是相同的。”不是指这三个近似于最小区域平面的平面是相同的，不是指评定结果相同，在在这一点上来说，我觉得我们没有分歧。我的意思是指，无论采用什么测量方法，如果在用理想平面进行评定之前的数据已经是同一个测量基准下的数据，那么如果都使用最小区域平面评定，大家的评定方法是一样的。如果都用三远点平面评定，大家的评定方法也是一样的。同样用其他的大家共同选定的理想平面评定，评定方法也是一样的。也就是说只要评定基准一旦确定，评定方法只与评定基准密切相关，而与测量方法无关。因此，我觉得我们的不同意见仍然在关于集中在“测量基准”上。

回复 27# 规矩湾锦苑


    20楼的说法应该是非常清楚的，也没有对我造成误解，本人更不会去认为你是指评定结果相同。我只是认为确定评定基准位置的对角线平面，最小二乘平面、三远点平面等不同，那么评定基准（位置）怎么会都是相同的呢？你现在文字叙述的内容“无论采用什么测量方法，如果在用理想平面进行评定之前的数据已经是同一个测量基准下的数据......”，此类话语已经不是误解的问题了，而是根本就看不懂了。既然看不懂，当然就没有资格去说三道四了。
    至于你现在谈到的三远点平面评定，我在前面已经谈到了，由于相距最远的三点可以有无数个，所以由三远点确定的评定基准（理想平面）位置也就有无数个，故评定结果应该不是唯一的。这就是为什么规程在近似评定方法中，推荐了对角线评定方法，而没有推荐三远点评定方法的原因之一。

回复 24# xqbljc


    关于测量基准的定义，前面我已经说过，就是“测量时，读数的参考对象。”仍以平尺工作面直线度测量为例：
       第一种方法就是测量基准是统一的情况，例如用三坐标测量，将平尺放在大平板上用指示计测量，用标准平尺和量块试塞法测量、用自准直仪和光靶测量等等。
       第二种方法就是测量基准不是统一的情况，又可以细分为三种：
       1.节距法：这种方法的特点是被检点的读数是相对于前一被检点的，每一个被检点都是以自己的前一被检点为读数参考对象，测量基准是不断变化的。用水平仪和桥板测量就是最典型的测量方法。当然用其他的小角度测量仪配合桥板进行测量都是这种方法的应用。
       2.跨步仪法：这种方法由类似于桥板的工具，桥面一端向前延伸一个跨距，在延伸的一端安装指示计，测量时一步一步向前跨进，在指示计上读数。特点是，被检点的读数是相对于它的前面两个被检点的连线为参考对象读出的，测量基准是该被检点前面两点的连线，测量基准也是不断变化的。
       3.表桥法：如果将方法2中的指示计和中间的“桥墩”交换位置，即指示计在两个支撑点中间，用于测量平尺直线度，就是表桥测量法了。表桥法的特点是被检点的读数是相对于该点相邻的前后两个被检点的连线读得，前后两点的连线就是测量基准，测量基准当然也是不断变化的。用平面平晶测量长平尺平面度也属于表桥法的测量原理。
       针对以上按测量基准划分的平直度测量方法，有的平直度检测前辈形象地把第一种方法称为“一点法”，因为测量时与被检表面的接触点只有一个。把节距法称为“二点法”，因为测量时与被检表面的接触点是两个。把另外两个方法称为“三点法”，因为测量时与被检表面的接触点是三个。我还是非常欣赏这种说法的。
       一点法测得的数据可以不加任何处理，就可以进入用评定基准进行直线度的评定。
       两点法（节距法）在进入用评定基准进行直线度评定之前，则必须采用逐点累积的方法（就是我说的累积法。接受你的意见，在此说明，这个累积法是指寻找同一个测量基准的计算方法，不是平直度的测量方法），将各被检点的数据统一到同一个测量基准上去。这个测量基准可以按你说的两端点连线，也可以根本不考虑两端点连线，直接累积到初始的0点为基准。至于两端点连线，对于直线度来说属于评定基准的问题了，在这一步可以不考虑，完全可以纳入下一步的评定计算问题来考虑。
       三点法同样存在着测量基准的统一问题，只不过看起来统一测量基准的计算方法比节距法的测量基准统一更复杂。时间关系，就不详细说了。
       以上就是我之所以反复谈到当采用的测量方法测量基准不统一的时候，“必须将各被检点的测量基准统一到同一个测量基准上去”的原因。

回复 25# xqbljc


    我认为整体平面度和局部平面度的确是平板检定的两个不同的参数。如果整体平面度合格，但是最大点和最小点如果处于同一个局部平面中，很可能局部平面度就不合格。同样的，如果局部平面度合格，但是整体平面呈锅底状或者馒头状，整体平面度也极有可能不合格。因此无论平板的整体平面度还是局部平面度都应该满足检定规程的要求。所以说，整体平面度和局部平面度不能相互替代，只能相互补充。

回复 28# xqbljc


    关于三远点平面为评定基准得到的平面度结果不是唯一的，我完全赞同你的意见。平板检定规程不使用三远点平面为评定基准是事实，也是正确的。但是平面度测量中并不排斥三远点作为评定基准，国外一些机床标准就约定三远点平面为机床导轨或工作台组成的平面平面度的评定基准。
       我在20楼关于评定基准和评定方法的解释，我觉得的确有误导的可能性。改成如下方法解释不知道如何：
       平面度的评定结果决定于评定方法，而评定方法决定于评定基准，而与测量方法无关，只要大家约定了使用的评定基准，采用什么方法评定，基本上也就大同小异了。因此，我觉得我们在评定方法的看法应该是没有分歧的，不同意见仍然集中在对“测量基准”和测量方法的看法上，因为选择不同的测量基准才真正决定了选择什么测量方法。

回复 29# 规矩湾锦苑


    建议楼上是否短暂休息一下，因为从你的回复中，可以看出思路已经有些混乱，已经出现前后自相矛盾的话语，无法自圆其说的征兆了。
    我们是在探讨使用小角度测量仪器对被测截面进行直线度测量，但你怎么将某些以实物基准为测量基准的方法也搬到这里来探讨了呢？“将平尺放在大平板上用指示计测量（俗称打表法），用标准平尺和量块试塞法测量（类似打表法）”等，不就是以实物做为测量基准的吗！我在前面已经说过，当前探讨的内容已经超出了楼主所提问题的范围，但是如果探讨的内容继续突破小角度测量仪器对被测截面进行直线度测量这个话题圈子，那可就是有些“跑偏了”。
    另外你在前面谈到的“用自准直仪和光靶测量直线度”的观点（光靶应该是测绘界的术语，实则为反射镜），明明是认可了在同一个测量截面的测量过程中“测量基准只有一个”，而不是随测量点的不同而不停的变化的，为什么现在当谈到“节距法”时，又讲到“当然用其他的小角度测量仪器配合（使用）桥板进行测量都是这种方法的应用”，并进一步得出“测量基准是不断变化的”的错误结论，这里的叙述中，所谓小角度测量仪器就包括自准直仪，但却出现了“测量基准只有一个”和“测量基准是不断变化的”的两个前后自相矛盾，无法自圆其说的结论呢？！再者，测量的主标准器如何“配合”测量的辅助工具桥板呢！我看不懂这些文字描述，总不能主次不分吧。
    另外你的“用平面平晶测量长平尺平面度也属于表桥法的测量原理。”实在是让人无法理解，估计这话的本意是“用平面平晶以分段法测量长研磨平尺平面度也属于表桥法的测量原理。”但不管怎样，用平面平晶进行的平面度测量，首先应归类于“光波技术干涉法”的分类范畴啊。
    你谈到的“这个测量基准可以按你说的两端点连线”，我什么时间讲过两端点连线是测量基准了呢？我的观点非常明确，两端点连线是评定基准，即使某些特殊情况下，两端点连线做为评定基准与测量基准出现了重合的现象，但评定基准与测量基准还是截然不同的两个东西。
    综上所述，依旧坚持前面的建议，楼上确实需要先休息一下，待观点明确了、思路清晰了，再来探讨问题也不迟，那时的论据才能更有说服力。

回复 31# 规矩湾锦苑


    规程与任何人都没有排斥三远点作为评定基准。我个人的意见，哪怕你用手可以摸出被测平面的平面度也可算一种可行的检定方法，当然前提条件是：手摸出被测平面的平面度的测量结果不确定度应满足U≤1/3MPEV。

回复  星空漫步


    ⑵在能够反映平板真实情况的前提下，取的点越少越好； ...
xqbljc 发表于 2010-1-7 16:37

如果只检测一块，恐怕很难判断出最少取几点才能真实地反映平板情况，所以我个人觉得在这种情况下点数多一些应该更准确、更好。

回复 13# xqbljc


    这个帖子所说的内容大致理解了。

说道“并将刀口形直尺的工作刃口竖直放在这两块量块上面”，个人还有一点小小的想法：
两块量块的放置面未必等高，如果这样刀刃就不会与量块的工作面接触，而可能接触到量块的棱边，刀刃放在量块任意位置上时，各接触线不一定是不共面的，因此不如放上两块弦弓高相等的半圆柱（规）上。

    总的说来，如您所说前面提到的刀口尺法不太实用。

回复 20# 规矩湾锦苑


    我个人的学识也许比较有限，就我现在的认知水平而言我认为“以被测截面的直线度误差折线来替代被测截面的直线度误差曲线”应该是节距法的特点。

回复 34# 星空漫步


    一块平板是有无数条线构成，一条线又是由无数个点构成，所以平板上应该有无数个点。那么在平板检定中应该检多少条线、多少个点比较合适呢？取点问题首先需要遵循的原则是，能够反映平板的真实平面度状态，其次要考虑在真实反映的基础上，取点越少越好，因为规程要考虑科学性、正确性。但也要考虑可行性、经济性。实验结果说明，检定时并非取点越多，反映平板的真实状态越完整、越正确。当然这个实验是要有一定数量的被检平板做保证的。据我所知，在局部平面度检测的实验中，规程修订人员在平板生产厂家的帮助下，先后对近百块平板进行了整体、局部平面度和平面波动量的检测，在大量实验数据的基础上，确定了局部平面度的检测方法和技术指标，实践证明：局部平面度检定项目的确立，技术指标的提出，变通方法平面波动量检测的规定，基本是合理可行的，特别需要指出的是，这些东西都是在国家标准提出之前就确定的。所以，在上述技术问题上，规程是走在标准前面的。

非常赞同xqbljc 的解答。
      平板准确度级别的判别根据工作面平面度、局部工作面平面度和表面粗糙度的测量结果确定，取其中级别最低的作为检定结果”        ...
规矩湾锦苑 发表于 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，表面粗糙度也罢，评定时是否包含了刮花所产生的低位点？
如果包括了的话，则“取其中级别最低的作为检定结果”显然是不合适的。

回复 37# ydq


    您所说的我都理解，所不明白的是：到底多大的平板对应的应该取几点做评定才比较合适。

我觉得16楼的2，与21楼、25楼说的都有道理，应该属于个人对词语的理解方法、角度的差异，估计从结果上来看应该是殊途同归的。
24楼的内容也可以理解，在首尾衔接的前提下，如果每个位置的读数都是0，那么直线度误差就是0；否则直线度不为0，如规矩湾锦苑所举的“操场、马路、最后到后面的操场”的例子。

其它回帖，下面继续研读、学习。

本人不太清楚所谓“三远点评定方法”的具体计算方法、规则，这对我来说是需要学习的。

一点参考：
在我所接触的坐标测量软件中，有一种平面评定方法，叫“最高三点法”，把被测件（如焊球阵列封装）平放在台子上，测量每个接触点（焊球顶点），再用这种方法做评定，所得的平面度结果是唯一的。该法所构造出来的平面是由“最高三点”决定的，这三个点恰好落在该构造平面上，其余点都落在该构造平面的一侧，而非两侧，我个人认为要能够保证做到这一点的面，应该是唯一的。

回复 41# 星空漫步


    “三远点评定方法”和“最高三点法”估计应该是不一样的。
    “三远点评定方法”是用平面上相距最远的三点构成评定基准（理想平面）的位置，这样的三点应该有无数组，所以这样的平面也就有无数个，然后由其余被测点上转换到对这个评定基准（理想平面）偏差做为各个点的平面度偏差。由此可以看出，这样评定得到的结果不会是唯一的。有些企业，依据习惯（老师傅言传身教）还是经常用这种评定方法的，这种评定方法测量时的布点布线方式基本是采用方格法来进行的。我基本不用这种方法，所以了解的比较少，只能这样粗略的解释。
     至于“最高三点法”我不是太清楚，估计最高三点是等值的吧，另外用三坐标测量，方法的正确性应该取决于编程人员的构思的正确性，这方面本人外行，不好乱猜测后给出不负责任的解答。

回复 42# xqbljc

也就是说“最远三点法”的远近是在平面内（按照对平面的投影距离）衡量的，对吧？如果是这样的话，和我说的“最高三点法”所得的结果就应该是不同的。

我所说的“最高三点法”的高低是在平面上下，即平面的法线方向衡量的。
详细的计算规则不太好做文字描述，总之那三个点也是要通过一些更换、计算才找到的，最后在满足软件评定规则的前提下得到该平面度的。
都是软件代替人来算，所以没有刻意去记那个评定规则，即算法。

对平面度误差评定基准的看法：
1.最高三点构成的平面是唯一的，但是不一定是稳定的，此三点距离越近越不稳定。此评定结果不符合平面度误差定义。
2.最远三点构成的平面是稳定的，但是不是唯一的，至少有4个结果。此评定结果不符合平面度误差定义。
3.最小二乘法构成的平面也是唯一的，但是计算较复杂，手工计算困难。此评定结果不符合平面度误差定义。
4.对角线构成的平面也是唯一的，手工计算相对还是比较容易实现的。此评定结果不符合平面度误差定义。
5.最小包容区域平面是唯一的，也是符合平面度误差定义的。但是计算比较复杂。
       前四种评定基准虽然不符合平面度误差的定义，但是也是近似的结果，各自有各自的使用场合，应该得到灵活运用。评定基准的选择，首先是按技术标准规定，技术标准规定了什么作为评定基准，我们就使用什么评定基准。对于没有技术标准作规定的被测表面平面度，则应该按行业惯例选择评定基准。当遇到供需双方发生质量纠纷进行仲裁时，最小包容区域平面是最终仲裁的评定基准。

回复 34# 星空漫步


    关于使用节距法测量时，到底跨距多大，仍然是依据“被测平面的平面度的测量结果不确定度应满足U≤1/3MPEV。”
       跨距越小，虽然越能够反映被检表面的真实情况，但是，测量误差是随着测量次数增加的。如果每一次测量的误差是δ，第n个点的数据需要前面各次测量数据的累计，其测量误差就是δ的根号n倍。如果我们还想维持被测平面的平面度的测量结果不确定度满足U≤1/3MPEV，势必原来选择的仪器准确度就必须提高，0.02mm/m就要换0.01mm/m，再不能满足就换0.005mm/m，甚至准确度更高的仪器。在选择桥板跨距和仪器准确度时，这两个因素应该综合考虑。
       所以这个问题又回到了平直度测量选择测量设备的基本原则上来了，即“被测平面的平面度的测量结果不确定度应满足U≤1/3MPEV”。哪怕是“手摸”，只要能够满足这个条件，就算是选择测量设备是合理的，虽然是举例有点偏激，却是有道理的。选择仪器再好，不满足这个要求，测量结果也还是有较大风险的。

平面度评定方法确实如楼上所讲，经常用到的基本就是“对角线法”、“最小二乘法”、“三点法”和“最小条件法”，其它由于可操作性等其它原因应该讲不是用的很多。
     楼上对上述平面度误差评定方法的解释正确、合理，基本方面的要点都概括了。
     楼上对“测量误差是随着测量（点）次数增加的”的叙述，应该讲是非常有道理的。这也是许多从事计量检定工作的人所忽略的问题。比如讲，某国家在中国企业验收出口的平板，就提出了要求用方格法布线布点，而且要求100mm一跨，对于较大规格的平板，检定一次往往需要近两个小时（不包括数据处理时间），表面看检定的点多，好象反映的平板平面度情况真实，实际上正如楼上所讲，测量由于测量点数的剧增和测量时间的拖长等诸多因素，造成了测量误差的增大，应属好心办坏事，得到的是适得其反的结果。
     另外关于前面“手摸”的举例，确实有些偏激，我的本意就是不管用什么方法，只要能满足被测平面的平面度测量结果不确定度U≤1/3MPEV就好，请大家理解。
     再一个就是平面度评定方法的最小条件准则问题，楼上也谈到整个评定过程包括在近似评定方法得到结果的基础上，还要再搞旋转轴的选定、旋转量的计算等，此过程还有一个“试”的过程，有可能需反复多次，确实比较麻烦。所以，本人基本不做这一步。个人认为，对角线评定方法尽管不符合平面度定义，结果是近似的，但从生产的角度来讲应该是要求更严格了，也就是讲，只会出现“误废”，而不会出现“误收”，这个检测的结果是可以接受的，再者，生产企业也有内控标准，平面度技术指标基本都压缩了20％，所以在近似结果符合要求的基础上，最小条件准则就放到一边去了。另外，对于刚好超差的产品，即使经过旋转等许多麻烦的步骤，使其平面度符合了技术指标的要求，我看，产品质量也好不到那里去。
     上述看法不一定对，仅供思考。

回复 44# 规矩湾锦苑  并 xqbljc


      最高三点法主要应用于半导体行业的封装测试，对一般人而言，该应用比较特殊。其中，最为典型的例子就是BGA封装（球栅阵列封装）的焊球顶点共面度测试，通过这项测试你可以判断BGA封装上焊球可能出现虚焊的可能性。考虑到实际焊接时，是那最高的三点__即最外突的三点，首先接触焊接面的，所以该法应当是BGA封装焊球顶点共面度测试的唯一正确方法，而不是最小包容区域法，或最小二乘法等其它的评定方法。

     我认为最高三点法还是具有稳定性的，该技术是国外多年前的成熟技术，我记得软件中的相关评定规则并不允许使用相邻三点为最高点来构建平面，如果真是那样的话，就如你所说“不一定是稳定的”了。

     评定规则细节，现在实在是记不清了，需要查阅有关资料方能明白。但我记得评定规则要求在由最高三点构成的三角形区域内是要有低点的！

     另外，我觉得如果软件算出来的面，不是稳定的面的话，也就意味着该面可能不是唯一的，那样的软件应该不会有人要吧。

45楼与46楼说的有道理，学习了。

回复 12# 规矩湾锦苑


    领导,有一个问题请教您.
   用合像水平仪检平板.用合像水平仪把平板调平以后,假如第一段跨距合像水平仪向"+"方向转了15格,那么这段跨距读数应该是15吧?如果第二段跨距在+15的前提下转到了"-"方向,并且转了10格,那记录数据时应该怎么写呢?是写10还是25呢??

回复 47# 星空漫步

　　我说的不一定稳定可以这样假设，最高三点在一个很小的区域内，且三点的区域中心不与被检对象重心重合，此时这个被检对象很难放置稳定。
　　你说的，“评定规则要求在由最高三点构成的三角形区域内是要有低点的”应该是三个最高点包容一个最低点，这是最小包容区域平面评定的判定原则之一，称为最小包容区域的三角形判定原则，这不能算作最高三点判定原则。如果一定要算，这也只能是极其特殊的情况，不是最高三点判定方法的普遍现象。