CN103528597A - 水平尺校准方法及其校准器具 - Google Patents

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杨华
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Abstract

本发明属于几何量计量领域,具体涉及一种水平尺校准方法及其校准器具,采用光学分度头和夹具作为标准器,通过一次装卡,即可完成对水平尺水平位置水泡、铅垂位置水泡与45°位置水泡的零位误差和分度值误差的校准,不仅操作方便、快捷,减小操作误差,提高校准准确度,还弥补《JJF1085-2002水平尺校准规范》中校准方法的不足与空白,并通过误差分析及实例验证,此方法可行。

Description

水平尺校准方法及其校准器具
技术领域
本发明涉及几何量计量领域,涉及计量器具中水平尺的校准技术,具体涉及一种水平尺校准新方法及其校准器具。
背景技术
水平尺是利用液面水平的原理,以水准泡直接显示角位移,测量被测表面相对水平位置、铅直位置、倾斜位置偏离程度的一种计量器具,主要用于土木建筑和普通机器的安装,尺体主要有铁制、木制及铝合金制3种,分度值主要有0.5,1,2,5和10mm/m几种。水平尺的零位误差与分度值误差(包括水平位置水泡、铅垂位置水泡、45°位置水泡)是考察水平尺计量特性的重要参数。依据JJF1085-2002水平尺校准规范,对此两项的校准存在两点不足:
(一)采用的标准器多,分别是可调平板、专用平面平行柱、专用45°角尺、专用校准台、量块、百分表,使得操作繁琐、操作误差大;
(二)规范中的方法只能对2分度值校准,而3与1的分度值误差校准为空白,而大多数水平尺度具有2、3与1,必须分别对2、3与1进行校准。
发明内容
鉴于以上现有技术中的缺点,本发明的目的是提供一种不同于《JJF1085-2002水平尺校准规范》的水平尺校准新方法,用于解决现有校准方法所存在的校准器多、操作繁琐、操作误差大的问题,同时还弥补《JJF1085-2002水平尺校准规范》中校准方法的不足与空白。
为了实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种水平尺校准方法,采用夹具和光学分度头作为校准器具,校准时将夹具固定于光学分度头的主轴锥孔中,调整光学分度头使夹具水平,将水平尺固定在夹具上,具体校准步骤为:待气泡稳定后,在水平位置水泡的一端读数得数值a1,然后,将水平尺调转180°,放在夹具的原位置,按照第一次读数的一边记下水泡另一端的读数数值a2,两次读数差值的一半为水平位置水泡的零位误差。
可选地,调整光学分度头,使水平位置水泡的一端对准长刻线,将光学分度头转过90°,在铅垂位置水泡的相应一端读数数值a3,将a3加上水平位置水泡的零位误差即为铅垂位置的零位误差。
可选地,调整光学分度头,使水平位置水泡的一端对准长刻线,将光学分度头转过45°,在45°位置水泡的相应一端读数数值a4,将a4加上水平位置水泡2的零位误差即为45°位置水泡的零位误差。
本发明还提供一种水平尺的分度值误差校准方法,采用夹具和光学分度头作为校准器具,校准时将夹具固定于光学分度头的主轴锥孔中,调整光学分度头使夹具水平,将水平尺固定在夹具上,该方法包括如下步骤:
转动光学分度头,使水泡对准水泡左边或右边的起始线,然后依次改变光学分度头的示值,每次改变量为被校水平尺的标称分度值,待水泡稳定后,在水泡的一端进行读数b0,b1,b2,…,bn;
以同样的方法校准水泡另一边,按公式Δb=1-(bi-bi-1)计算出分度值误差,式中:Δb是水平尺的分度值误差,单位为格;bi,bi-1是水平尺的读数,单位为格。
本发明又提供一种水平尺校准器具,包括夹具和光学分度头,校准时将夹具固定于光学分度头的主轴锥孔中,调整光学分度头使夹具水平,将水平尺固定在夹具上。
可选地,夹具包括小平板、圆盘和芯轴,芯轴是用于与光学分度头主轴锥孔连接的部件,圆盘与芯轴垂直连接,通过小平板侧面螺纹孔将小平板固定于圆盘上。
综上所述,本发明的水平尺校准方法,具有以下有益效果,采用光学分度头和夹具作为校准器,通过一次装卡,即可完成对水平尺水平位置水泡、铅垂位置水泡与45°位置水泡的零位误差和分度值误差的校准,不仅操作方便、快捷,减小操作误差,提高校准准确度,还弥补了《JJF1085-2002水平尺校准规范》中校准方法的不足与空白,并通过误差分析及实例验证,此方法可行。
附图说明
图1为水平尺示意图,1为45°位置水泡1;2为水平位置水泡;3为铅垂位置水泡;
图2为水平尺校准装配主视图,4为夹具;5为水平尺;6为光学分度头。
图3为水平尺校准装配左视图。
图4为夹具4简图主视图,7为小平板;8为圆盘;9为心轴。
图5为夹具4简图左视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。
需要说明的是,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如图2所示,本发明所述的水平尺校准方法中校准器具由夹具4和光学分度头6组成,校准时将夹具4固定于光学分度头6的主轴锥孔中,调整光学分度头6使小平板7大致水平,将水平尺5固定在小平板7上,如图2所示,然后逐项进行校准。
零位误差校准
水平位置水泡的零位误差校准
待气泡稳定后,在水平位置水泡2的一端读数得a1,然后,将水平尺5调转180°,放在小平板7的原位置,按照第一次读数的一边记下气泡另一端的读数a2,两次读数差的一半为零位误差。
铅垂位置水泡的零位误差校准
调整光学分度头6,使水平位置水泡2的一端对准长刻线,将光学分度头6转过90°,在铅垂位置水泡3的相应一端读数a3,将a3加上水平位置水泡2的零位误差即为铅垂位置的零位误差。
45°位置水泡的零位误差校准
调整光学分度头6,使水平位置水泡2的一端对准长刻线,将光学分度头6转过45°,在1的相应一端读数a4,将a4加上水平位置水泡2的零位误差即为45°位置的零位误差。
分度值误差校准
转动光学分度头6,使气泡对准水准泡左边(或右边)的起始线,然后依次改变分度头的示值,每次改变量为被校水平尺的标称分度值,待气泡稳定后,在气泡的一端进行读数b0,b1,b2,…,bn。以同样的方法校准水准泡另一边。分度值误差按下式计算:
Δb=1-(bi-bi-1)
式中:Δb—水平尺的分度值误差,格;
bi,bi-1—水平尺的读数,格。
综上所述,依据以上方法,可分别对水平位置水泡2、铅垂位置水泡3与45°位置水泡1的零位误差和分度值误差进行校准。本发明采用光学分度头6和夹具4取代可调平板、专用平面平行柱、专用45°角尺、专用校准台、量块、百分表,不仅操作方便、快捷,减小操作误差,提高校准准确度,还弥补《JJF1085-2002水平尺校准规范》中校准方法。

Claims (6)

1.一种水平尺零位误差校准方法,其特征在于:采用夹具和光学分度头作为校准器具,校准时将夹具固定于光学分度头的主轴锥孔中,调整光学分度头使夹具水平,将水平尺固定在夹具上,具体包括如下步骤:
待气泡稳定后,在水平位置水泡的一端读数得数值a1,然后,将水平尺调转180°,放在夹具的原位置,按照第一次读数的一边记下水泡另一端的读数数值a2,两次读数差值的一半为水平位置水泡的零位误差。
2.根据权利要求1所述的一种水平尺零位误差校准方法,其特征在于:调整光学分度头,使水平位置水泡的一端对准长刻线,将光学分度头转过90°,在铅垂位置水泡的相应一端读数数值a3,将a3加上水平位置水泡的零位误差即为铅垂位置的零位误差。
3.根据权利要求1所述的一种水平尺零位误差校准方法,其特征在于:调整光学分度头,使水平位置水泡的一端对准长刻线,将光学分度头转过45°,在45°位置水泡的相应一端读数数值a4,将a4加上水平位置水泡2的零位误差即为45°位置水泡的零位误差。
4.一种水平尺的分度值误差校准方法,其特征在于:采用夹具和光学分度头作为校准器具,校准时将夹具固定于光学分度头的主轴锥孔中,调整光学分度头使夹具水平,将水平尺固定在夹具上,该方法包括如下步骤:
转动光学分度头,使水泡对准水泡左边或右边的起始线,然后依次改变光学分度头的示值,每次改变量为被校水平尺的标称分度值,待水泡稳定后,在水泡的一端进行读数b0,b1,b2,…,bn;
以同样的方法校准水泡另一边,按公式Δb=1-(bi-bi-1)计算出分度值误差,式中:Δb是水平尺的分度值误差,单位为格;bi,bi-1是水平尺的读数,单位为格。
5.一种水平尺校准器具,其特征在于:包括夹具和光学分度头,校准时将夹具固定于光学分度头的主轴锥孔中,调整光学分度头使夹具水平,将水平尺固定在夹具上。
6.根据权利要求5所述的一种水平尺校准器具,其特征在于:夹具包括小平板、圆盘和芯轴,芯轴是用于与光学分度头主轴锥孔连接的部件,圆盘与芯轴垂直连接,通过小平板侧面螺纹孔将小平板固定于圆盘上。
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