CN103868497A - 一种高精度的角度测量装置 - Google Patents

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沈幼文
吴熙元
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Abstract

本发明涉及一种高精度的角度测量装置，它适用于地质测斜仪器的校正台，能大幅度提高校正台的倾斜角和方位角的测量精度。本装置是由两个直径大小一致主、副刻度圆环，一个水平仪工作台组成(附图)，主刻度环通过水平转动轴与水平仪工作台连接，水平转动轴两端分别装有转动轴轮。副刻度圆环固定在水平转动轴上，可随转动轴转动。主、副刻度圆环上刻有高精度的分刻度，通过主、副刻度环的相对移动和刻度读数，可高精度地进行角度测量，测量精度可达到0.02°以上。

Description

一种高精度的角度测量装置
技术领域
本发明涉及一种角度测量装置，特别涉及一种高精度倾斜角测量校正台。 
发明内容
本发明克服现有倾斜角度测量精度不高技术的缺陷，提出一种结构紧凑、精度高、分度值小的高精度角度测量装置。 
本发明的角度测量设计原理：主刻度圆环在圆环的圆周表面均匀刻有360根刻线，每二根刻线之间的弧长相当于对应1°角度的弧长；副刻度圆环的圆周表面有N+1个刻度的总弧长与主刻度圆环上N个刻度的总弧长度相等，如果副刻度圆环的最小刻度弧长对应的夹角的为B°，主刻度圆环上的每个最小刻度的弧长对应的夹角的为A°，则有B·(N+1)＝A·N，由此可得主刻度圆环与副刻度圆环两者最小刻度所对应角度的差k＝B-A＝A/(N+1)，k为倾角测量的精确度。当N＝50，A＝1.00°时，k＝0.02°，即装置的测量精度达0.02°。 
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。 
附图1是本发明的测量装置组成图。高精度的角度测量装置由10部分组成。 
图1中的组成部分为：(1)转动轴；(2)手轮；(3)轴套；(4)副刻度圆环；(5)高精度水泡；(6)水平仪工作平台；(7)夹持器；(8)锁紧螺母；(9)支撑稳定立柱；(10)主刻度圆环。 
附图2是本发明的测量装置角度读数实例图。 
图2中：(4)副刻度圆环；(10)主刻度圆环；(11)主、副刻度对齐线。 
附图2(a)是主刻度环(10)和副刻度环(4)上刻度平面展开图。 
附图2(b)是主刻度环(10)和副刻度环(4)上刻度平面展开图中刻度对齐线部分放大图。 
具体实施方式
实施过程 
参照附图1，详细叙述本发明的具体实施过程。 
水平仪工作台(6)上方装有二个相互正交的高精度水泡(5)，工作台中间位置有轴套(3)，轴套中间穿有转动轴(1)，转动轴(1)两端分别装有手轮(2)和夹持器(7)，在中间的位置装置主、副刻度圆环(10)、(4)，主刻度圆环(10)与转动轴(1)固定，副刻度圆环(4)与水平仪工作台(6)固定。调节水平仪工作台上方装的二个高精度水泡(5)，使高精度水泡(5)均处于水平状态。调整主刻度圆环(10)与副刻度圆环(4)的相对位置，使主刻度圆环(10)与副刻度圆环(4)的“0”位对准时夹持器(7)处于垂直位置。将需要标定或校正的测角仪器用夹持器(7)固定，转动手轮(2)，使夹持器(7)带动测角仪器沿转动轴(1)的轴线转动，直到达到所需要的角度。 
测量方法 
角度测量装置在起始位置时主、副刻度圆环(10)、(4)的“0”位是相互对准的，当转动手轮(2)，则主、副刻度圆环(10)、(4)会相对转动某个角度，这时可在主刻度圆环(10)读出副刻度圆环(4)零线以左的刻度，该数值就是所测量角度的整数部分；此时副刻度圆环(4)一定有一条与主刻度圆环(10)的刻线对齐，在副刻度圆环(4)上读出该刻线距零线的格数，将其与测量的精确度相乘，就得到所测量角度的小数部分；将所得到的整数和小数部分相加，就得到所测量角度值。 
读数举例 
参照图2(a)、(b)，在主刻度圆环(10)读出副刻度圆环(4)零线以左的刻度为12，该数值就是所测量角度的整数部分为12°；此时副刻度圆环4有一条与主刻度圆环10的刻线对齐刻线(11)，其格数共计为11格；由于主、副刻度圆环设计的测量的精确度为0.02°，将其与测量的精确度0.02°相乘，就得到所测量角度的小数部分，即0.02×11＝0.22°；将所得到的整数部分12°和小数部分0.22°，就得到所测量角度值为12.22°。 

Claims (3)

1.一种高精度的角度测量装置，其特征是水平仪工作台上方装有两个相互正交的高精度水泡，工作台侧面中间位置有轴套，轴套中间装有转动轴，转动轴两端分别装有手轮和夹持器，在手轮和工作台侧面的中间的位置装有主、副刻度圆环，其中主刻度圆环与转动轴固定，副刻度圆环与水平仪工作台固定。
2.根据权利1所述的一种高精度的角度测量装置，角度测量通过主、副刻度圆环刻度方式实现；主刻度圆环在圆环的圆周表面均匀刻有360根刻线，每两根刻线之间的弧长相当于对应1°角度的弧长，副刻度圆环的圆周表面在相当于主刻度圆环49根刻线之间的弧长中均匀刻有50根刻线，其中每两根刻线之间的弧长相当于对应0.98°角度的弧长，由此实现高精度的角度测量。
3.根据权利2所述的一种高精度的角度测量装置，角度测量通过主、副刻度圆环刻度方式实现；主刻度圆环在圆环的圆周表面均匀刻有M根刻线，每两根刻线之间的弧长相当于对应360/M°角度的弧长，副刻度圆环的圆周表面在相当于主刻度圆环N根刻线之间的弧长中均匀刻有N+1根刻线，由此实现高精度的角度测量。
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