大外径绝对尺寸及其形状误差的精密测量一直是大尺寸测量中的一个难题,是目前重型机电设备制造行业中迫切需要解决的课题。本论文针对单滚轮法的致命缺陷,提出一种多滚轮多传感器冗余测量方案用于大轴直径的高精度测量。所设计方案采用多滚轮和数据融合技术剔除打滑信号,并对温度、压力变形引起的测量误差进行分离与修正,显著提高测量精度。 本论文重点研究的主要内容有: 分析研究了单滚轮测量方法的缺陷,在此基础上提出多滚轮测量方法,介绍了滚轮法测量原理和测量系统组成; 全面分析了多滚压轮大直径测量方法的误差来源,有针对性地提出相应的修正方法,提高了系统的测量精度; 设计、研制了多滚压轮测量方法基于虚拟仪器的数据采集及其控制系统,介绍了系统传感器与接口电路的选择、系统的组建,采集软件和控制软件的设计与实现; 对大轴圆度误差频域分离方法进行了讨论,针对大轴圆度误差测量中系统调整困难及谐波分量抑制问题,提出用ICA方法分离圆度误差。进行了三点法实验测定,并用独立分量分析方法进行了数据处理,结果表明ICA误差分离方法简单、实用且高效。