五点测量法：如何正确进行测量？

热误差测量技术的目的是将机床热误差和温度同步、准确地测量出来，为热误差建模提供数据，或者作为热误差检验的评价数据。测量方法既要符合热误差的定义，同时又不能过于复杂，以便现场工程人员能够掌握。

目前国际标准《机床检验通则（ISO 230-3：2007 IDT）第三部分：热效应的确定》提出了对机床热误差进行测量的“五点测量法”，如图4-2 所示。

如图4-2 所示，五点法测量系统主要包括3 部分，即检验棒、位移传感器和传感器夹具。检验棒为圆柱体结构，被安装在机床主轴刀具部位；位移传感器通过传感器夹具固定在工作台上。当热误差产生后，代表刀具的检验棒和代表工作台的位移传感器之间发生相对位移，引起位移传感器输出的电压值变化，通过测量电压值换算得到位移量，即可获取检验棒空间的5 点热误差值。在图4-2 中，5 个传感器分别记为S1，S2，S3，S4，S5，其中S1 传感器的轴线方向和检验棒的轴向平行，当产生Z 向热误差时，输出信号随之变化，可以测量Z 向热误差。同理，S2、S3 的轴线方向和X 方向平行，可以测量X 向热误差，并且结合S2 和S3 之间Z 向间距可算出绕Y 轴的转动角度，S4、S5 轴线方向和Y 轴平行，可以测量Y 向热误差，并且结合S4 和S5 之间的Z 向间距可算出绕X 轴的旋转角度。

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图4-2　五点测量法

1.检验棒；2.位移传感器；3.传感器夹具

其中位移传感器可以使用电容、电感或电涡流传感器，量程应该大于机床热误差的最大变化量，精度通常在±1 ～2 μm 即可满足机床热误差的测量需求。由于五点测量法原理简单，操作方便，所需器材易于获取，因此得到了广泛应用。