本申請涉及絲線定位設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種絲線定位儀、絕對定位系統(tǒng)、絕對定位方法和標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

目前絲線在超高精度測量中的應(yīng)用越來越廣泛，但是絲線定位精度卻沒有提高。因?yàn)榻z線細(xì)小柔軟，即使微小的作用力也會影響測量精度，所以使用接觸式測量方法不可能得到很高的測量精度；光學(xué)測量儀器如經(jīng)緯儀、全站儀測量時(shí)需要瞄準(zhǔn)同一測量點(diǎn)，才能計(jì)算得到空間三維位置，對于長度方向無差別的絲線來說很難測到同一點(diǎn)，所以也無法得到很高的測量精度。

現(xiàn)有的幾種絲線定位設(shè)備包括，光電式定位儀、圖像式絲線定位儀、電容式絲線定位儀和絲線位移監(jiān)測器。

其中，光電式定位儀是美國著名的斯坦福直線加速器中心(簡稱slac)的直線加速器相干光源(簡稱lcls)項(xiàng)目中，在利用振動線技術(shù)測量磁中心位置時(shí)，為了確定絲線和磁鐵外部基準(zhǔn)之間的關(guān)系而設(shè)計(jì)的。該定位儀利用激光二極管作為光源，四象限psd作為傳感器；因?yàn)榧す舛O管的光源尺寸遠(yuǎn)大于絲線直徑，設(shè)計(jì)者巧妙的利用了尺寸約為1/5絲線直徑的狹縫作為光閘來細(xì)分信號,從而提高精度。利用三坐標(biāo)測量機(jī)精確標(biāo)定獲取狹縫相對定位儀外部基準(zhǔn)之間的位置關(guān)系，絲線絕對定位精度可達(dá)到30微米。當(dāng)絲線移動時(shí)，狹縫必須對準(zhǔn)絲線才能測量，所以測量費(fèi)時(shí)、無法進(jìn)行動態(tài)觀測。

圖像式絲線定位儀，主要以開源公司的owps產(chǎn)品為代表，是應(yīng)clic的應(yīng)用需求開發(fā)的。它采用兩只微型ccd/cmos相機(jī)作為傳感器建立雙目視覺測量模型，相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)以及模型中的結(jié)構(gòu)參數(shù)經(jīng)過精確標(biāo)定。測量時(shí)，利用相機(jī)內(nèi)部參數(shù)校正絲線圖像坐標(biāo)之后，通過結(jié)構(gòu)參數(shù)準(zhǔn)確計(jì)算視野內(nèi)絲線的三維位置。測量準(zhǔn)確度可達(dá)10微米，精度可達(dá)5微米。但因?yàn)殓R頭景深限制，其測量范圍僅為10mm×10mm。只能使用特殊絲線：vectran，測量其它材料絲線尤其是金屬絲時(shí)，由于反光無法實(shí)現(xiàn)絲線高精度提取，大大限制了它的精度，也無法進(jìn)行絕對位置測量。

電容式絲線定位儀，以fogale公司的wps為代表。其原理是變介質(zhì)型電容傳感器，絲線穿過平行電極時(shí)，會引起極間介質(zhì)介電常數(shù)變化，從而將絲線位置轉(zhuǎn)換為電容量的變化。可將測量精度提高到10微米。但是沒有絕對定位基準(zhǔn)，只能進(jìn)行相對位置測量。

絲線位移監(jiān)測器，是zhuhongyan等在文獻(xiàn)“designandsimulationofawirepositionmonitorforcryogenicsystemsinanadslinac”chinesephysicsc.vol.38,no.8(2014)中報(bào)道的一種絲線定位設(shè)備，該定位儀用于測量低溫恒溫器中設(shè)備位置收縮量，主要針對設(shè)備溫度變化過程中設(shè)備位置的相對變化，相對位置測量精度可達(dá)到30微米，但無精確外部基準(zhǔn)，無法對絕對位置進(jìn)行測量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請的目的是提供一種改進(jìn)的絲線定位儀，基于該絲線定位儀的絲線絕對定位系統(tǒng)，采用該絲線定位儀進(jìn)行絲線絕對定位的方法，以及絲線絕對定位的誤差標(biāo)定方法。

本申請采用了以下技術(shù)方案：

本申請的一方面公開了一種絲線定位儀，包括球形殼體11、電極板組和基座13，球形殼體11的軸線上開設(shè)絲線通道，以便絲線穿過；電極板組由四塊獨(dú)立且大小相等的長條形電極板121、122、123、124組成，四塊電極板121、122、123、124沿絲線通道方向安裝在絲線通道內(nèi)，四塊電極板兩兩平行且鏡像對稱的布置于球形殼體11軸線的上下左右，上下兩塊電極板的對稱面與左右兩塊電極板的對稱面垂直，并且兩個(gè)對稱面的交線與球形殼體11軸線重合，使用時(shí)，絲線穿過四塊電極板籠罩的區(qū)域；球形殼體11活動安裝于基座13上，球形殼體11在基座13上可以沿開設(shè)絲線通道的軸線轉(zhuǎn)動。

需要說明的是，為了保障測量的準(zhǔn)確性，本申請所采用的球形殼體是高精度球體，基座也是高精度的，球形殼體在基座上轉(zhuǎn)動時(shí)，球形殼體軸線的位置是不變的。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，絲線通道為一個(gè)圓柱形孔，其軸心線也是和球形殼體的軸線重合的，這樣可以方便并保障四塊電極板的準(zhǔn)確安裝。

還需要說明的是，本申請的絲線定位儀，與現(xiàn)有的絲線定位儀最大的區(qū)別在于，本申請的絲線定位儀使用時(shí)，是在金屬絲線上加載射頻信號，當(dāng)加載射頻信號的金屬絲線靠近電極板時(shí)，電極板上會產(chǎn)生鏡像電荷，電荷量與金屬絲和電極之間的距離有關(guān)，利用相對放置的兩個(gè)電極板，則可以綜合處理兩個(gè)電極板的信號，得到金屬絲線與兩個(gè)電極板對稱中心線的距離。本申請利用四塊電極板，則可以得到金屬絲線相對于電極板對稱中心線的二維坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)相對定位。再結(jié)合球形殼體本身的絕對定位，則可以實(shí)現(xiàn)金屬絲線的絕對定位。這里需要解釋的是，球形殼體的絕對定位可以采用常規(guī)的空間坐標(biāo)測量設(shè)備，這將在后續(xù)的方案中說明；球形殼體絕對定位實(shí)際上是對球形殼體的軸線進(jìn)行絕對定位，而在本申請的絲線定位儀設(shè)計(jì)中，電極板對稱中心線與球形殼體的軸線是重合的，因此，金屬絲線相對于電極板對稱中心線的相對定位加上球形殼體軸線的絕對定位，就可以實(shí)現(xiàn)金屬絲線的絕對定位。不過，在安裝電極板時(shí)，很難確保四塊電極板的對稱中心線與球形殼體的軸線重合，因此，本申請?zhí)岢隽嘶诒旧暾埖慕z線定位儀的，誤差標(biāo)定方法，這也將在后續(xù)的方案中詳細(xì)說明。

優(yōu)選的，球形殼體11的外表面開設(shè)有十二個(gè)v型槽，每個(gè)v型槽的兩個(gè)基準(zhǔn)面相互垂直；四塊電極板121、122、123、124中，每塊電極板的兩端各開設(shè)有一個(gè)v型槽，共計(jì)八個(gè)v型槽，這八個(gè)v型槽中，v型槽的延伸方向與相應(yīng)電極板的長度方向垂直，v型槽的其中一個(gè)基準(zhǔn)面與相應(yīng)電極板平行，四塊電極板121、122、123、124同一端的v型槽沿球形殼體11的軸線對稱設(shè)置，兩端的v型槽鏡像對稱設(shè)置；另外四個(gè)v型槽的延伸方向與球形殼體11的軸線平行，四個(gè)v型槽沿球形殼體11的軸線對稱而均勻的設(shè)置于球形殼體11的最外緣，并且，v型槽設(shè)置于兩塊相鄰的電極板之間，v型槽的兩個(gè)基準(zhǔn)面分別與兩塊相鄰的電極板平行。

其中，球形殼體11的最外緣是相對于球形殼體11的軸線而言的最外緣。

需要說明的是，調(diào)整基準(zhǔn)的作用，一方面，是為了方便電極板安裝，以保障電極板安裝的準(zhǔn)確性；另一方面，通過調(diào)整基準(zhǔn)可以調(diào)節(jié)球形殼體的位置?？梢岳斫?，本申請的絲線定位儀中，球形殼體是沿著軸線轉(zhuǎn)動的，但是，在其它方位上是固定的；在絲線測量時(shí)，有時(shí)需要對絲線定位儀的姿態(tài)，即軸線轉(zhuǎn)動以外的其它方向，進(jìn)行微調(diào)，以使絲線與電極板平行，因此需要調(diào)整基準(zhǔn)改變球形殼體的姿態(tài)。需要說明的是，調(diào)整基準(zhǔn)是調(diào)節(jié)整個(gè)球形殼體和電極板的姿態(tài)，使絲線與電極板平行的；電極板與球形殼體本身是固定安裝的，四塊電極板在調(diào)試安裝好后，位置是固定不變的。

還需要說明的是，十二個(gè)v型槽中，電極板兩端的v型槽除了可以作為安裝基準(zhǔn)，方便電極板安裝以外，還可以作為偏航角調(diào)整基準(zhǔn)，而四個(gè)與球形殼體11的軸線平行的v型槽，則作為水平調(diào)整基準(zhǔn)，調(diào)整滾動角和俯仰角。此外，本申請的球形殼體本身精度很高，可直接測量球體空間位置，作為空間安裝基準(zhǔn)。

優(yōu)選的，球形殼體11上，在絲線通道14的兩個(gè)開口處，分別設(shè)計(jì)有高精度攝影測量反射鏡片151、152、153、154。

需要說明的是，高精度攝影測量反射區(qū)域的作用是為了配合非接觸式攝影測量方法對球形殼體進(jìn)行絕對定位而設(shè)計(jì)的，可以理解，如果球形殼體的定位采用其它方式，例如三坐標(biāo)測量機(jī)、跟蹤儀等，則可以不用高精度攝影測量反射區(qū)域。

本申請的另一面公開了一種絲線絕對定位系統(tǒng)，包括三坐標(biāo)測量機(jī)和本申請的絲線定位儀；絲線定位儀1固定安裝在三坐標(biāo)測量機(jī)的六自由度平臺21上，在三坐標(biāo)測量機(jī)的載物臺22上，位于絲線定位儀1兩側(cè)分別豎立安裝有絲線支撐機(jī)構(gòu)23、24；使用時(shí)，絲線3經(jīng)由絲線支撐機(jī)構(gòu)23、24穿過絲線定位儀1。

需要說明的是，如前面提到的，本申請的絲線定位儀可以對絲線進(jìn)行相對定位，再結(jié)合絲線定位儀本身空間坐標(biāo)的絕對定位，即可以實(shí)現(xiàn)絲線的絕對定位；而本申請的一種實(shí)現(xiàn)方式中，絲線絕對定位系統(tǒng)采用的就是三坐標(biāo)測量機(jī)對絲線定位儀進(jìn)行空間定位。可以理解，除了三坐標(biāo)測量機(jī)，還可以采用其它的空間坐標(biāo)測量設(shè)備，在此不做具體限定。

本申請的再一面還公開了一種絲線絕對定位方法，包括采用本申請的絲線定位儀，按照以下方法對金屬絲線進(jìn)行定位測量：

調(diào)整絲線定位儀的位置，使金屬絲線穿過絲線定位儀時(shí)，與電極板平行；

在金屬絲線上加載射頻信號，測量四塊電極板121、122、123、124上的電流，以球形殼體11的軸線為中心，定義左右兩塊電極板方向?yàn)閤軸，上下兩塊電極板方向?yàn)閥軸，根據(jù)公式一和公式二，獲得金屬絲線相對于球形殼體11軸線的位置；

公式一：

公式二：

其中，dx為絲線水平方向偏離中心的歸一化距離、dy為豎直方向偏離中心的歸一化距離，ib和id分別為x軸向上兩塊電極板測量的電流，ia和ic分別為y軸向上兩塊電極板測量的電流，x為金屬絲線橫向上偏離球形殼體11的軸線的距離、y為金屬絲線豎向上偏離球形殼體11的軸線的距離、b為電極板與球形殼體11的軸線的距離、φ為電極板相對于球形殼體11的軸線的張角；

采用空間坐標(biāo)測量設(shè)備測量球形殼體11的絕對位置，根據(jù)球形殼體11的絕對位置，和金屬絲線相對于球形殼體11軸線的位置，計(jì)算金屬絲線的絕對位置，實(shí)現(xiàn)金屬絲線的絕對定位。

優(yōu)選的，空間坐標(biāo)測量設(shè)備為三坐標(biāo)測量機(jī)、跟蹤儀或高精度攝影測量定位儀。

本申請的再一面還公開了一種絲線定位儀的誤差標(biāo)定方法，采用本申請的絲線定位儀，按照以下方法對絲線定位儀進(jìn)行誤差標(biāo)定：

1)調(diào)整定位儀姿態(tài)，使電極與金屬絲線平行，上下電極與載物臺平行，定位儀讀數(shù)x1、y1；

2)金屬絲位置不變，將定位儀旋轉(zhuǎn)180度，定位儀讀數(shù)x2、y2；

x1＝rx+δx，y1＝ry+δy，在旋轉(zhuǎn)180度后，x2＝rx-δx，y2＝ry-δy；兩次讀數(shù)相減可得到δx＝(x1-x2)/2，δy＝(y1-y2)/2；

其中，rx為絲線與球形殼體軸線水平方向的距離，ry為絲線與球形殼體軸線豎直方向的距離，x1、y1和x2、y2是絲線定位儀兩次測量的絲線相對于電極板對稱中心線的二維坐標(biāo)，δx為電極板對稱中心線與球形殼體軸線的橫向偏差，δy為電極板對稱中心線與球形殼體軸線的豎向偏差。

需要說明的是，調(diào)整定位儀姿態(tài)，在本申請的一種實(shí)現(xiàn)方式中，主要是通過調(diào)整基準(zhǔn)v型槽進(jìn)行的；而球形殼體或定位儀本身的三維坐標(biāo)則是通過其它設(shè)備，例如千分表、水平儀或者空間坐標(biāo)測量設(shè)備測量基準(zhǔn)位置，得到與所需位置的差別，然后由六自由度平臺按照測出的差別進(jìn)行相應(yīng)的自動調(diào)整。此外，電極與金屬絲線平行，主要是保障絲線的平行度即可，絲線的水平平行通過絲線兩端的支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，電極板的平行是在裝配的時(shí)候直接保障其平行度的。在本申請的誤差標(biāo)定方法中，絲線不用直接放在電極的對稱面，可以利用電流信號判斷絲線的位置，將它移動到電極對稱中心上去。因?yàn)榇嬖谘b配誤差，電極對稱中心可能和球心不重合，誤差標(biāo)定方法就是為了測出這個(gè)偏差。

本申請的有益效果在于：

本申請的絲線定位儀，將四塊電極板安裝在高精度的球形殼體內(nèi)，利用四塊電極板對加載射頻信號的金屬絲線進(jìn)行相對定位，然后再對球形殼體進(jìn)行空間坐標(biāo)測量，確定球形殼體的絕對位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)絲線絕對定位。本申請的絲線定位儀為絲線定位提供了一種新的測量準(zhǔn)確的絕對定位設(shè)備，并且，使用簡單方便，易操作。

附圖說明

圖1是本申請實(shí)施例中絲線定位儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本申請實(shí)施例中絲線定位儀球形殼體的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本申請實(shí)施例中絲線定位儀球形殼體沿絲線通道剖視的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本申請實(shí)施例中絲線絕對定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本申請實(shí)施例中絲線定位儀進(jìn)行絲線位置測量的原理分析圖；

圖6是本申請實(shí)施例中絲線定位儀進(jìn)行絲線位置測量時(shí)的誤差標(biāo)定分析圖。

具體實(shí)施方式

本申請的絲線定位儀，將四塊電極板安裝在絲線通道上，兩兩平行鏡像對稱設(shè)置在球形殼體軸線的上下左右，四塊電極板圍成的區(qū)域，實(shí)際上就是絲線定位的測量區(qū)域；四塊電極板的軸心線與球形殼體軸線重合，是為了方便絕對定位；四塊電極板可以測量出絲線相對于四塊電極板軸心線的位置，實(shí)現(xiàn)相對定位，而要進(jìn)行絕對定位，則需要測量球形殼體的空間坐標(biāo)，即得到球形殼體軸線的定位，在球形殼體軸線于四塊電極板軸心線重合的情況下，球形殼體軸線的空間定位也就是四塊電極板軸心線的絕對空間位置，再加上絲線相對于四塊電極板軸心線的位置，即得到絲線的絕對空間位置，實(shí)現(xiàn)絲線絕對定位。

本申請的絲線定位儀，在使用時(shí)，給絲線加載射頻信號，當(dāng)絲線靠近電極板時(shí)，電極板上會產(chǎn)生鏡像電荷，電荷量與金屬絲和電極之間的距離有關(guān)，但不具有方向性且是非線性的；若利用相對放置的兩個(gè)電極板，則可以綜合處理兩個(gè)電極板的信號，得到絲線與兩個(gè)電極板對稱中心線的距離，且有較大的線性區(qū)域。因此，本申請的絲線定位儀中，左右對稱的電極板，可以定位出絲線在x軸向上的位置；而上下對稱的電極板，則可以定位出絲線在y軸向上的位置；四塊電極板即可定位出絲線相對于電極板對稱中心線的距離。需要注意的是，在絲線定位測量時(shí)，需要先調(diào)整絲線定位儀的姿態(tài)或位置，使絲線與電極板平行，即保障絲線在絲線通道的縱深上是一致的，才可以用于二維坐標(biāo)標(biāo)定絲線相對于電極板對稱中心線的距離。

下面通過具體實(shí)施例對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實(shí)施例僅對本申請進(jìn)行進(jìn)一步說明，不應(yīng)理解為對本申請的限制。

實(shí)施例

本例的絲線定位儀，如圖1至圖3所示，包括球形殼體11、電極板組和基座13，球形殼體11的軸線上開設(shè)絲線通道，以便絲線穿過；電極板組由四塊獨(dú)立且大小相等的長條形電極板121、122、123、124組成，四塊電極板121、122、123、124沿絲線通道方向安裝在絲線通道內(nèi)，四塊電極板兩兩平行且鏡像對稱的布置于球形殼體11軸線的上下左右，上下兩塊電極板的對稱面與左右兩塊電極板的對稱面垂直，并且兩個(gè)對稱面的交線與球形殼體11軸線重合，使用時(shí)，絲線穿過四塊電極板籠罩的區(qū)域；球形殼體11活動安裝于基座13上，球形殼體11在基座13上可以沿開設(shè)絲線通道的軸線轉(zhuǎn)動。本例的球形殼體11和基座13都是高精度加工，球形殼體11在基座13上轉(zhuǎn)動時(shí)，軸線的空間位置是保持不變的。此外，為了調(diào)整球形殼體的姿態(tài)，同時(shí)也為了電極板準(zhǔn)確安裝，本例的球形殼體11上設(shè)計(jì)了調(diào)整基準(zhǔn)，通過調(diào)整基準(zhǔn)，可以改變球形殼體的姿態(tài)，使絲線與電極板保持平行。而為了方便采用攝影測量方法對球形殼體進(jìn)行空間定位，本例在球形殼體11上，在絲線通道14的兩個(gè)開口處，分別設(shè)計(jì)有高精度攝影測量反光標(biāo)識151、152、153、154，如圖2所示，圖2只是示出了其中一個(gè)開口處的四個(gè)反光標(biāo)識，另外一個(gè)開口處相對應(yīng)的位置處也設(shè)置有反射鏡片。

本例的絲線定位儀，使用時(shí)，金屬絲線平行于電極板的穿過絲線通道，并在金屬絲線上加載射頻信號；絲線定位儀的定位原理是，加載射頻信號的金屬絲線會在電極板上產(chǎn)生鏡像電荷，鏡像電荷的量與金屬絲線與電極板的距離相關(guān)，因此，如圖5所示，定義四塊電極板的對稱中心線為起點(diǎn)，上下電極板為y軸，左右電極板為x軸，通過檢測四塊電極板上的電流，就可以獲知金屬絲線相對于電極板對稱中心線的位置。

計(jì)算公式如下：

公式一：

公式二：

其中，dx為絲線水平方向偏離中心的歸一化距離、dy為豎直方向偏離中心的歸一化距離，ib和id分別為x軸向上兩塊電極板測量的電流，ia和ic分別為y軸向上兩塊電極板測量的電流，x為金屬絲線橫向上偏離球形殼體11的軸線的距離、y為金屬絲線豎向上偏離球形殼體11的軸線的距離、b為電極板與球形殼體11的軸線的距離、φ為電極板相對于球形殼體11的軸線的張角。本例具體采用bergoz公司的mx-bpm板卡處理感應(yīng)電流信號，并采用北京中泰研創(chuàng)的usb7648b模數(shù)轉(zhuǎn)換卡進(jìn)行采集。

本例為了使用方便，絲線定位儀的讀出設(shè)備直接跟電流檢測設(shè)備連接，并且將以上公式一和公式二編寫到軟件程序中，因此，絲線定位儀可以直接給出金屬絲線的x，y坐標(biāo)信息，該坐標(biāo)是金屬絲線相對于電極板對稱中心線的位置坐標(biāo)。

基于本例的絲線定位儀，本例進(jìn)一步提供了一個(gè)絲線絕對定位系統(tǒng)，實(shí)際上，就是利用空間坐標(biāo)測量設(shè)備對球形殼體11的空間坐標(biāo)進(jìn)行絕對定位，本例具體采用的是三坐標(biāo)測量機(jī)。如圖4所示，本例的絲線絕對定位系統(tǒng)，包括三坐標(biāo)測量機(jī)和本例的絲線定位儀；絲線定位儀1固定安裝在三坐標(biāo)測量機(jī)的六自由度平臺21上，在三坐標(biāo)測量機(jī)的載物臺22上，位于絲線定位儀1兩側(cè)分別豎立安裝有絲線支撐機(jī)構(gòu)23、24；使用時(shí)，絲線3經(jīng)由絲線支撐機(jī)構(gòu)23、24穿過絲線定位儀1。本例具體采用的是?？怂箍礸lobal三坐標(biāo)測量機(jī)；三坐標(biāo)測量機(jī)的其它組成部件與一般的三坐標(biāo)測量機(jī)相同，在此不累述。

使用時(shí)，通過本例的絲線定位儀定位出金屬絲線的相對于電極板對稱中心線的位置，然后再通過三坐標(biāo)測量機(jī)測量出球形殼體軸線的空間坐標(biāo)，根據(jù)絲線定位儀的設(shè)計(jì)，理論上電極板對稱中心線與球形殼體軸線是重合的，因此，三坐標(biāo)測量機(jī)測量的球形殼體軸線的空間坐標(biāo)，理論上就是電極板對稱中心線的空間坐標(biāo)，該坐標(biāo)加上金屬絲線的相對于電極板對稱中心線的位置坐標(biāo)，即可得到金屬絲線的絕對空間坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)金屬絲線的絕對定位。

但是，考慮到安裝誤差，電極板對稱中心線與球形殼體軸線并是完全重合的，因此，本例提供了一種絲線絕對定位的誤差標(biāo)定方法。標(biāo)定平臺采用的是，本例的基于三坐標(biāo)測量機(jī)的絲線絕對定位系統(tǒng)。

1)首先調(diào)整絲線定位儀的姿態(tài)，使電極板與金屬絲線平行，旋轉(zhuǎn)球形殼體，使上下電極板與載物臺平行，左右電極板與載物臺垂直，并調(diào)整六自由度平臺，使金屬絲線在上下電極板的對稱面上，絲線定位儀讀數(shù)x1，此時(shí)縱向y＝0，三坐標(biāo)測量機(jī)測量定位儀的空間位置s1；

2)金屬絲線位置不變，將絲線定位儀的球形殼體旋轉(zhuǎn)180度，絲線定位儀讀數(shù)x2，三坐標(biāo)測量機(jī)測量定位儀的空間位置s2。

定義r為絲線與球形殼體軸線的距離，而x1和x2是絲線定位儀兩次測量的絲線與電極板對稱中心線的距離，δx為電極板對稱中心線與球形殼體軸線的橫向偏差，如圖6所示，則x1＝r+δx，x2＝r-δx，兩次讀數(shù)相減可得到δx＝(x1-x2)/2。即計(jì)算出電極板對稱中心線與球形殼體軸線的橫向偏差。圖6左右兩個(gè)圖分別為x1的測量示意圖和球形殼體旋轉(zhuǎn)180度后x2的測量示意圖。

可以平行移動金屬絲線，獲得不同的x1測量值，以及對應(yīng)的球形殼體旋轉(zhuǎn)180度后測量的x2測量值，多次測量，得到更為準(zhǔn)確的δx值。

縱向偏差的測量方法類似：

1)首先調(diào)整絲線定位儀的姿態(tài)，使電極板與金屬絲線平行，旋轉(zhuǎn)球形殼體，使上下電極板與載物臺平行，左右電極板與載物臺垂直，并調(diào)整六自由度平臺，使金屬絲線在左右電極板的對稱面上，絲線定位儀讀數(shù)y1，此時(shí)橫向x＝0，三坐標(biāo)測量機(jī)測量定位儀的空間位置；

2)金屬絲線位置不變，將絲線定位儀的球形殼體旋轉(zhuǎn)180度，絲線定位儀讀數(shù)y2，三坐標(biāo)測量機(jī)測量定位儀的空間位置。

定義r為絲線與球形殼體軸線的距離，而y1和y2是絲線定位儀兩次測量的絲線與電極板對稱中心線的距離，δy為電極板對稱中心線與球形殼體軸線的橫向偏差，則y1＝r+δy，y2＝r-δy，兩次讀數(shù)相減可得到δy＝(y1-y2)/2。即計(jì)算出電極板對稱中心線與球形殼體軸線的縱向偏差。

同樣可以多次測量y1以及對應(yīng)的球形殼體旋轉(zhuǎn)180度后測量的y2，得到更為準(zhǔn)確的δy值。

或者，絲線不用調(diào)節(jié)到電極板的對稱面上，通過測量第一次的x1、y1，和旋轉(zhuǎn)180度后的x2、y2，同樣通過前述方法兩次的x或y相減，計(jì)算δx值和δy值。

具體的，本例的絲線定位儀，其δx＝7.4微米，δy＝6.6微米。

本例的絲線定位儀，能夠?qū)饘俳z線進(jìn)行相對定位，也能進(jìn)行絕對定位。其中，相對定位的測量精度為5微米，準(zhǔn)確度為5微米。絕對定位的測量精度和準(zhǔn)確度取決于絲線定位儀的精準(zhǔn)度以及所采用的空間坐標(biāo)測量設(shè)備，本例具體采用三坐標(biāo)測量機(jī)對絲線進(jìn)行絕對定位，測量精度為6微米，準(zhǔn)確度為6微米。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本申請所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本申請的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本申請的保護(hù)范圍。