触针式轮廓仪传感器非线性误差补偿研究

作者：付嵌波; 赫东锋; 卢珺琪

来源：轴承, 2023, 1-7.

• 触针式轮廓仪
• 非线性误差
• 误差补偿
• Levenberg-Marquardt

触针式轮廓仪由于其测量范围大，对环境要求低，成为工业领域测量表面形貌的一种重要仪器。触针式轮廓仪在测量时，杠杆转动带来的非线性误差是影响测量精度的一个重要因素。现有的非线性误差补偿方法多采用多项式对非线性误差进行拟合，随着触针式轮廓仪测量范围的增大，多项式误差补偿方法存在较大的残余误差。为此本文首先建立了一种触针式传感器的非多项式误差模型。然后，以标准球作为标准器，结合Pratt圆拟合最小二乘算法以及Levenberg-Marquardt寻优算法，实现了该模型中参数的标定。最后，利用标定获得的参数对触针式轮廓仪传感器的非线性误差进行了补偿。实验结果表明，所提出的非多项式误差模型比传统多项式模型更能有效减小触针式轮廓仪传感器的非线性误差。另外，通过不同半径标准球的标定和补偿实验，表明采用同一标准球获得的标定参数可以应用于不同曲率半径曲线测量时的非线性误差补偿，为复杂轮廓测量时传感器非线性误差补偿提供了依据。

• 单位
  西安工业大学; 机电工程学院