CN103162661A - 一种收敛计检定装置及其检定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种收敛计检定装置及其检定方法，本发明的收敛计检定装置由基座、左挂钩座、右挂钩座、直线光栅尺、光栅尺数显表、高精度手动平移台和待测收敛计组成，并提出了一种收敛计检定方法。它通过高精度手动平移台拉伸待测收敛计，直线光栅尺和光栅尺数显表组成系统实时显示待测收敛计拉伸的相对位移，将前后数据进行比较，标定待测收敛计的测量精度、稳定性等特性，从而可以显著达到检定收敛测量精度的目的。它具有测量精度高、灵敏度高的优点，可用于收敛计测量精度、稳定性的检测。

Description

一种收敛计检定装置及其检定方法

技术领域

本发明涉及精密仪器制造和精密测试计量技术领域，尤其是涉及一种收敛计检定装置及其检定方法。 

技术背景

收敛计适用于量测隧道、巷道、峒室及其它工程围岩周边任意方向两点间的距离微小变化，达到评定工程稳定性、研究工程围岩及支护的变形发展规律、确定合理支护参数的目的。收敛量测已公认是地下工程量测项目中必须项目之一。收敛计检定装置是一种重要标定收敛计测量精度、稳定性和可靠性精密测量仪器。目前，解决检定收敛计的方案主要由以下几种，各有优缺点。 

1、现有的技术方案之一（参见贾敏强、赵东升、刘大忠、高冉、夏霄红、孙会庆，“收敛计检定装置”，实用新型专利：201220049847），是利用工作台、平动装置、测微仪表（千分尺）和标准量块组成的检定装置，它是目前国内首个对收敛计的整体测量精度进行标定的装置，该实用新型专利的优点是：检定装置结构简单，易于实现标定收敛计的测量精度。它的缺点是：收敛计、工作台、平动装置和测微仪等的同轴度较难把握，其次，目前大多数都为数显收敛计，其测量精度为0.1mm,分辨率为0.01mm，而该实用新型专利所采用的测微仪表（千分尺）的最高测量精度为0.01mm，同时测微仪表的量程较小，最高为150mm。 

2、现有的技术方案之二（参见颜景淦、张连城等，“收敛计张力控制误差与测量精度分析”，岩土工程技术，2000年第4期，总参工程兵第四设计研究院），该项研究通过理论计算分析了收敛计恒张力控制精度对收敛计测量精度的影响。该项研究具有一定的实用价值，但缺少对影响收敛计测量精度的其它因素进行分析。 

3、现有的技术方案之三（参见李玉宝、杨丽，“收敛计检验与精度分析”，测绘通报，2009年第3期，东南大学交通学院），该项研究通过在实验室环境下，对收敛计进行独立连续的观测，将观测值进行方差分析和t分布假设检验，从而标定收敛计工作稳定性，具有一定的应用价值和现实意义，缺点在于缺少对标定收敛计测量精度的有力分析。 

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种可精确记录待测收敛计的拉伸位移、从而能显著达到检定收敛测量精度目的的收敛计检定装置。 

本发明的第二个目的在于提供一种能够对待测收敛计整体性能进行标定的检定方法。 

本发明的第一个目的是这样实现的： 

一种收敛计检定装置，包括基座、左挂钩座、右挂钩座、直线光栅尺、光栅尺数显表和待测收敛计，左挂钩座安装在基座的上边左端，特征是：在基座的上边右端安装有由高精度双导轨、高精度丝杆、防尘罩、可移动滑块和手柄组成的高精度手动平移台，左挂钩座和直线光栅尺安装在高精度手动平移台前后的高精度双导轨上边，光栅尺数显表通过数据线与直线光栅尺连接，待测收敛计的左挂钩和右挂钩分别钩在左挂钩座和右挂钩座上。该检定装置通过调节高精度手动平移台的高精度丝杆，带动可移动滑块移动，从而拉伸待测收敛计，直线光栅尺测量可移动滑块运动的相对位移，光栅尺数显表显示直线光栅尺读取的位移量，将前后数据进行比较，标定待测收敛计的测量精度、稳定性等特性。

直线光栅尺的主尺固定于高精度手动平移台的右侧，直线光栅尺的副尺与可移动滑块相连。 

在高精度手动平移台中的高精度丝杆上设有丝杆锁紧装置，在可移动滑块上设有滑块锁紧装置。 

一种收敛计检定方法，特征是：步骤如下： 

A、在基座上安装好左挂钩座、右挂钩座、高精度手动平移台、直线光栅尺和待测收敛计，光栅尺数显表通过数据线与直线光栅尺连接，并调整好直线光栅尺与高精度丝杆的平行度，然后校准光栅尺数显表；

B、打开待测收敛计的尺带盘，拉出左挂钩放入左端测点的左测点孔内，将待测收敛计的拉至右端测点，并把右挂钩挂入右端测点的右测点孔内，调节好尺孔，将尺孔销插入，用联尺架中的尺卡将尺带与联尺架固定；将待测收敛计的右挂钩与右挂钩座连接，通过调整调节螺母，改变待测收敛计的机体长度产生对尺带的恒定张力； 

C、将待测收敛计的指示表和光栅尺数显表的数值全部清零，调节高精度手动平移台上的手柄，高精度丝杆带动可移动滑块移动，得到待测收敛计的指示表的数值Ф1和光栅尺数显表的数值Ф2，Ф1是待测收敛计检测到自身拉伸的相对位移，Ф2是收敛计检定装置检测到待测收敛计拉伸的相对位移；

D、以光栅尺数显表的数值Ф2作为待测收敛计拉伸位移的基准，根据|Ф1-Ф2|值的大小来评定待测收敛计的测量精度。

本发明将高精度手动平移台、直线光栅尺、光栅尺数显表与待测收敛计检定融合，并提出了一种收敛计检定方法，它可用于收敛计测量精度、稳定性的检测。 

本发明与已有技术相比具有以下两个创新点： 

1、使用高精度手动平移台拉伸待测收敛计。

2、使用直线光栅尺和光栅尺数显表组成的位移测量系统实时显示高精度手动平移台的移动位移。 

因此，本发明具有如下显著优点： 

1、高精度手动平移台采用双导轨，显著提高了对待测收敛计拉伸的同轴度。

2、采用直线光栅尺及其配套的光栅尺数显表，显著提高了待测收敛计检定装置的测量精度（1μm）和加大对待测收敛计的检定量程。 

3、采用高精度丝杆带动可移动滑块移动，从而拉伸待测收敛计，显著减小了待测收敛计的拉伸间距。 

4、高精度平移台中的高精度丝杆和可移动滑块分别有锁紧装置，显著减少了收敛计本身的缺陷对收敛计标定的影响。 

5、测量精度高、灵敏度高。   

附图说明

图1为本发明的结构示意图； 

图2为待测收敛计的结构示意图；

图3为高精度手动平移台的俯视图（无防尘罩）；

图4为图3的仰视图；

图5为图3的后视图（带防尘罩）。

具体实施方式：

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

一种收敛计检定装置，包括基座1、左挂钩座2、右挂钩座3、直线光栅尺5、光栅尺数显表6和待测收敛计7，左挂钩座2安装在基座1的上边左端，在基座1的上边右端安装有由高精度双导轨19、高精度丝杆17、防尘罩25、可移动滑块20和手柄18组成的高精度手动平移台4，左挂钩座2和直线光栅尺5安装在高精度手动平移台4前后的高精度双导轨19上边，光栅尺数显表6通过数据线与直线光栅尺5连接，待测收敛计7由左挂钩8、尺带10、尺孔销11、张力窗口12、指示表13、调节螺母14、尺带盘15、联尺架16和右挂钩9组成，左挂钩8和右挂钩9分别钩在左挂钩座2和右挂钩座3上。 

直线光栅尺5的主尺22固定于高精度手动平移台4的右侧，直线光栅尺5的副尺23与可移动滑块20相连。 

在高精度手动平移台4中的高精度丝杆17上设有丝杆锁紧装置24，在可移动滑块20上设有滑块锁紧装置21。 

一种收敛计检定方法，步骤如下： 

A、在基座1上安装好左挂钩座2、右挂钩座3、高精度手动平移台4、直线光栅尺5和待测收敛计7，光栅尺数显表6通过数据线与直线光栅尺5连接，并调整好直线光栅尺5与高精度丝杆17的平行度，然后校准光栅尺数显表6；

B、打开待测收敛计7的尺带盘15，拉出左挂钩8放入左端测点的左测点孔内，将待测收敛计7的拉至右端测点，并把右挂钩9挂入右端测点的右测点孔内，调节好尺孔，将尺孔销11插入，用联尺架16中的尺卡将尺带10与联尺架16固定；将待测收敛计7的右挂钩9与右挂钩座3连接，通过调整调节螺母14，改变待测收敛计7的机体长度产生对尺带10的恒定张力； 

C、将待测收敛计7的指示表13和光栅尺数显表6的数值全部清零，调节高精度手动平移台4上的手柄18，高精度丝杆17带动可移动滑块20移动，得到待测收敛计7的指示表的数值Ф1和光栅尺数显表6的数值Ф2，Ф1是待测收敛计7检测到自身拉伸的相对位移，Ф2是收敛计检定装置检测到待测收敛计7拉伸的相对位移；

D、以光栅尺数显表6的数值Ф2作为待测收敛计7拉伸位移的基准，根据|Ф1-Ф2|值的大小来评定待测收敛计7的测量精度。

Claims (4)

1.一种收敛计检定装置，包括基座、左挂钩座、右挂钩座、直线光栅尺、光栅尺数显表和待测收敛计，左挂钩座安装在基座的上边左端，其特征在于：在基座的上边右端安装有由高精度双导轨、高精度丝杆、防尘罩、可移动滑块和手柄组成的高精度手动平移台，左挂钩座和直线光栅尺安装在高精度手动平移台前后的高精度双导轨上边，光栅尺数显表通过数据线与直线光栅尺连接，待测收敛计的左挂钩和右挂钩分别钩在左挂钩座和右挂钩座上。

2.根据权利要求1所述的收敛计检定装置，其特征在于：直线光栅尺的主尺固定于高精度手动平移台的右侧，直线光栅尺的副尺与可移动滑块相连。

3.根据权利要求1或2所述的收敛计检定装置，其特征在于：在高精度手动平移台中的高精度丝杆上设有丝杆锁紧装置，在可移动滑块上设有滑块锁紧装置。

4.一种收敛计检定方法，特征是：步骤如下：

A、在基座上安装好左挂钩座、右挂钩座、高精度手动平移台、直线光栅尺和待测收敛计，光栅尺数显表通过数据线与直线光栅尺连接，并调整好直线光栅尺与高精度丝杆的平行度，然后校准光栅尺数显表；

B、打开待测收敛计的尺带盘，拉出左挂钩放入左端测点的左测点孔内，将待测收敛计的拉至右端测点，并把右挂钩挂入右端测点的右测点孔内，调节好尺孔，将尺孔销插入，用联尺架中的尺卡将尺带与联尺架固定；将待测收敛计的右挂钩与右挂钩座连接，通过调整调节螺母，改变待测收敛计的机体长度产生对尺带的恒定张力； 

C、将待测收敛计的指示表和光栅尺数显表的数值全部清零，调节高精度手动平移台上的手柄，高精度丝杆带动可移动滑块移动，得到待测收敛计的指示表的数值Ф1和光栅尺数显表的数值Ф2，Ф1是待测收敛计检测到自身拉伸的相对位移，Ф2是收敛计检定装置检测到待测收敛计拉伸的相对位移；

D、以光栅尺数显表的数值Ф2作为待测收敛计拉伸位移的基准，根据|Ф1-Ф2|值的大小来评定待测收敛计的测量精度。

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