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

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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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