CN109737989A - 电子水准仪i角检测校准装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子水准仪i角检测校准装置及检测方法。电子水准仪i角检测校准装置，包括：第一强制对中装置、设于所述第一强制对中装置上的吊镜、设于所述第一强制对中装置物像侧的第二强制对中装置、设于所述第二强制对中装置上的待测电子水准仪和设于所述吊镜成像侧的成像板，所述待测电子水准仪的物象侧设有成像物，所述吊镜设置在以所述待测电子水准仪和所述成像物为焦点所形成的校准椭圆轨迹上。本发明提供的电子水准仪i角检测校准装置及检测方法，可以将45m长的场地缩减至22.5m以内，且不需要移动仪器就可以进行所述待测电子水准仪的i角校准，大大减轻了劳动强度，设备制造成本较低。

Description

电子水准仪i角检测校准装置及检测方法

技术领域

本发明涉及电子水准仪技术领域，尤其涉及一种电子水准仪i角检测校准装置及检测方法。

背景技术

电子水准仪，又称数字水准仪，是一种高精度的高程测量设备，由主机、条码尺和数据处理软件三大部分组成。测量原理是可以在目镜中可以提供一条水平准线，读取相应位置的条码尺上的条码测量高程。电子水准仪的i角误差为其视准轴误差，在电子水准仪测量过程中，当水准仪的水准管轴在空间平行于望远镜的视准轴时，在竖直面上的投影是平行的，若两轴不平行，则在竖直面上的投影也不平行，在进行水准测量时就会造成误差，在进行校准时，i角误差是其中尤为重要的校准值。

然而传统的电子水准仪i角校准检测方法是根据两点高程不变的原理，在不同位置对两点高程进行测量，计算其差值从而计算出i角，校准时多采用费氏法，在一个45米长的场地的15m，30m处分别进行测量，校准i角，这种方法需要的场地大，并且需要挪动电子水准仪进行换站，校准时劳动量大，非常消耗人力。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种操作方便、无需要挪动电子水准仪进行换站检测的电子水准仪i角检测校准装置及检测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的电子水准仪i角检测校准装置，包括：第一强制对中装置、设于所述第一强制对中装置上的吊镜、设于所述第一强制对中装置物像侧的第二强制对中装置、设于所述第二强制对中装置上的待测电子水准仪和设于所述吊镜成像侧的成像板，所述待测电子水准仪的物象侧设有成像物，所述吊镜设置在以所述待测电子水准仪和所述成像物为焦点所形成的校准椭圆轨迹上。

优选的，所述成像板与所述待测电子水准仪之间的水平距离为30米，所述校准椭圆轨迹的焦距为15米、长轴为30米。

优选的，所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的底部均设有丝杆升降机，所述丝杆升降机用于调节所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的水平高度。

优选的，所述成像板的侧壁设有遮光板，所述遮光板朝向所述成像板的中部延伸，且所述遮光板的中部设有补光板，所述补光板上设有电控开关。

优选的，所述成像物设于一固定水准点上，所述固定水准点通过采用全站仪进行定位，所述成像物、所述第一强制对中装置、所述待测电子水准仪、所述第二强制对中装置、所述吊镜和所述成像板均处于同一竖直平面。

优选的，所述电子水准仪与所述第二强制对中装置之间采用卡合固定的方式进行装配，所述吊镜与所述第二强制对中装置之间采用螺纹连接的方式进行装置。

优选的，所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的顶部均设有限位件，所述限位件用于所述待测电子水准仪和所述吊镜的装配限位，所述成像物为条尺码或条尺。

与相关技术相比较，本发明提供的电子水准仪i角检测校准装置，具有如下有益效果：使用所述电子水准仪i角检测校准装置来进行所述电子水准仪的i角校准，可以将45m长的场地缩减至22.5m以内，且不需要移动仪器就可以进行所述待测电子水准仪的i角校准，大大减轻了劳动强度，设备制造成本较低，不需要使用光管，高精度微缩条码或是光栅尺、激光干涉仪等设备，通过更换所述成像物即可完成各种不同型号的所述待测电子水准仪的校准，提高了所述电子水准仪i角检测校准装置的实用性。

本发明还提供一种电子水准仪i角校准检测方法，包括：

根据全站仪将成像物放置在固定水准点上，将成像板放置在与所述成像物水平距离45米的成像点上；

将待测电子水准仪放置在与所述成像物水平距离15米的第二对中点上，所述待测电子水准仪底部设有第二强制对中装置；

将一吊镜设置在以所述待测电子水准仪和所述成像物为焦点、焦距为15米、长轴为30米的校准椭圆轨迹上，所述吊镜的底部设有第一强制对中装置；

计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物之间的交点与所述成像物底部之间的距离，以得到第一距离；

计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物对应的虚像之间的交点与所述虚像底部之间的距离，以得到第二距离；

根据i角计算公式对所述第一距离和所述第二距离进行计算，以得到i角值；

当所述i角值在预设角值范围内时，判定所述待测电子水准仪检测合格；

当所述i角值未在所述预设角值范围内时，判定所述待测电子水准仪检测不合格。

优选的，所述计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物之间的交点与所述成像物底部之间的距离的步骤之前，所述方法还包括：

所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的底部均设有丝杆升降机，通过控制所述丝杆升降机分别对所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的水平高度进行校准调节。

优选的，所述i角计算公式为：

其中，H5为所述第一距离，H6为所述第二距离。

与相关技术相比较，本发明提供的电子水准仪i角检测校准方法，具有如下有益效果：使用所述电子水准仪i角检测校准方法来进行所述电子水准仪的i角校准，可以将45m长的场地缩减至22.5m以内，且不需要移动仪器就可以进行所述待测电子水准仪的i角校准，大大减轻了劳动强度，设备制造成本较低，不需要使用光管，高精度微缩条码或是光栅尺、激光干涉仪等设备，通过更换所述成像物即可完成各种不同型号的所述待测电子水准仪的校准，提高了所述电子水准仪i角检测校准方法的实用性。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的电子水准仪i角检测校准装置的结构示意图；

图2为图1所示的电子水准仪i角检测校准装置的俯视结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的电子水准仪i角检测校准方法的步骤流程结构示意图；

图4为本发明第三实施例提供的电子水准仪i角检测校准方法的步骤流程结构示意图。

图中标号：100、电子水准仪i角检测校准装置，11、待测电子水准仪，12、第一强制对中装置，13、吊镜，14、固定水准点，15、成像物，16、虚像。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

请参阅图1至图2，为本发明第一实施例提供的电子水准仪i角检测校准装置的结构示意图，包括：第一强制对中装置、设于所述第一强制对中装置上的吊镜、设于所述第一强制对中装置物像侧的第二强制对中装置、设于所述第二强制对中装置上的待测电子水准仪和设于所述吊镜成像侧的成像板，所述待测电子水准仪的物象侧设有成像物，其中，所述第一强制对中装置用于所述吊镜的对中定位，所述吊镜用于对所述成像物进行反射成像，与得到与所述成像物本体等高的虚像，以使所述电子水准仪i角检测校准装置利用所述吊镜得到反射像虚像以后，通过所述待测电子水准仪测量虚像的高程与所述成像物的高程，计算高程差，即可算出所述待测电子水准仪的i角。

具体的，所述成像板与所述待测电子水准仪之间的水平距离为30米，所述吊镜设置在以所述待测电子水准仪和所述成像物为焦点、焦距为15米、长轴为30米的校准椭圆轨迹上，所述成像物为条尺码或条尺，优选的，本实施例中，所述成像物采用的是条尺码。

优选的，所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的底部均设有丝杆升降机，所述丝杆升降机用于调节所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的水平高度，进而有效的方便了用户对所述吊镜或所述待测电子水准仪的高度校准调节，所述成像板的侧壁设有遮光板，所述遮光板朝向所述成像板的中部延伸，且所述遮光板的中部设有补光板，所述补光板上设有电控开关。

此外，本实施例中，所述成像物设于一固定水准点上，所述固定水准点通过采用全站仪进行定位，所述成像物、所述第一强制对中装置、所述待测电子水准仪、所述第二强制对中装置、所述吊镜和所述成像板均处于同一竖直平面。

需要说明的是，所述电子水准仪与所述第二强制对中装置之间采用卡合固定的方式进行装配，所述吊镜与所述第二强制对中装置之间采用螺纹连接的方式进行装置，所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的顶部均设有限位件，所述限位件用于所述待测电子水准仪和所述吊镜的装配限位。

具体的，本实施例使用过程中，通过计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物之间的交点与所述成像物底部之间的距离，以得到第一距离，计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物对应的虚像之间的交点与所述虚像底部之间的距离，以得到第二距离，并根据i角计算公式对所述第一距离和所述第二距离进行计算，以得到i角值；

其中，所述i角计算公式为：

具体的，H5为所述第一距离，H6为所述第二距离。

本实施例中，通过使用所述电子水准仪i角检测校准装置来进行所述电子水准仪的i角校准，可以将45m长的场地缩减至22.5m以内，且不需要移动仪器就可以进行所述待测电子水准仪的i角校准，大大减轻了劳动强度，设备制造成本较低，不需要使用光管，高精度微缩条码或是光栅尺、激光干涉仪等设备，通过更换所述成像物即可完成各种不同型号的所述待测电子水准仪的校准，提高了所述电子水准仪i角检测校准装置的实用性。

实施例二

请参阅图3，为本发明第二实施例提供的电子水准仪i角检测校准方法的步骤流程结构示意图，包括步骤：

步骤S10，根据全站仪将成像物放置在固定水准点上，将成像板放置在与所述成像物水平距离45米的成像点上；

其中，所述成像物为条尺码或条尺，优选的，本实施例中，所述成像物采用的是条尺码；

步骤S20，将待测电子水准仪放置在与所述成像物水平距离15米的第二对中点上，所述待测电子水准仪底部设有第二强制对中装置；

其中，所述第二强制对中装置用于所述待测电子水准仪的对中定位；

步骤S30，将一吊镜设置在以所述待测电子水准仪和所述成像物为焦点、焦距为15米、长轴为30米的校准椭圆轨迹上，所述吊镜的底部设有第一强制对中装置；

其中，所述吊镜用于对所述成像物进行反射成像，与得到与所述成像物本体等高的虚像，以使所述电子水准仪i角检测校准方法可以利用所述吊镜得到反射像虚像以后，通过所述待测电子水准仪测量虚像的高程与所述成像物的高程，计算高程差，即可算出所述待测电子水准仪的i角；

步骤S40，计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物之间的交点与所述成像物底部之间的距离，以得到第一距离；

本实施例中，所述成像板的侧壁设有遮光板，所述遮光板朝向所述成像板的中部延伸，且所述遮光板的中部设有补光板，所述补光板上设有电控开关，所述成像物、所述第一强制对中装置、所述待测电子水准仪、所述第二强制对中装置、所述吊镜和所述成像板均处于同一竖直平面；

步骤S50，计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物对应的虚像之间的交点与所述虚像底部之间的距离，以得到第二距离；

步骤S60，根据i角计算公式对所述第一距离和所述第二距离进行计算，以得到i角值；

其中，所述i角计算公式为：

其中，H5为所述第一距离，H6为所述第二距离；

步骤S70，当所述i角值在预设角值范围内时，判定所述待测电子水准仪检测合格；当所述i角值未在所述预设角值范围内时，判定所述待测电子水准仪检测不合格；

需要说明的是，所述电子水准仪与所述第二强制对中装置之间采用卡合固定的方式进行装配，所述吊镜与所述第二强制对中装置之间采用螺纹连接的方式进行装置，所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的顶部均设有限位件，所述限位件用于所述待测电子水准仪和所述吊镜的装配限位；

本实施例中，通过使用所述电子水准仪i角检测校准方法来进行所述电子水准仪的i角校准，可以将45m长的场地缩减至22.5m以内，且不需要移动仪器就可以进行所述待测电子水准仪的i角校准，大大减轻了劳动强度，设备制造成本较低，不需要使用光管，高精度微缩条码或是光栅尺、激光干涉仪等设备，通过更换所述成像物即可完成各种不同型号的所述待测电子水准仪的校准，提高了所述电子水准仪i角检测校准方法的实用性。

实施例三

请参阅图4，为本发明第三实施例提供的电子水准仪i角检测校准方法的步骤流程结构示意图，包括：

步骤S11，根据全站仪将成像物放置在固定水准点上，将成像板放置在与所述成像物水平距离45米的成像点上；

其中，所述成像物为条尺码或条尺，优选的，本实施例中，所述成像物采用的是条尺码；

步骤S21，将待测电子水准仪放置在与所述成像物水平距离15米的第二对中点上，所述待测电子水准仪底部设有第二强制对中装置；

其中，所述第二强制对中装置用于所述待测电子水准仪的对中定位；

步骤S31，将一吊镜设置在以所述待测电子水准仪和所述成像物为焦点、焦距为15米、长轴为30米的校准椭圆轨迹上，所述吊镜的底部设有第一强制对中装置；

其中，所述吊镜用于对所述成像物进行反射成像，与得到与所述成像物本体等高的虚像，以使所述电子水准仪i角检测校准方法可以利用所述吊镜得到反射像虚像以后，通过所述待测电子水准仪测量虚像的高程与所述成像物的高程，计算高程差，即可算出所述待测电子水准仪的i角；

步骤S41，通过控制丝杆升降机分别对所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的水平高度进行校准调节；

具体的，所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的底部均设有丝杆升降机，所述丝杆升降机用于调节所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的水平高度；

步骤S51，计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物之间的交点与所述成像物底部之间的距离，以得到第一距离；

本实施例中，所述成像板的侧壁设有遮光板，所述遮光板朝向所述成像板的中部延伸，且所述遮光板的中部设有补光板，所述补光板上设有电控开关，所述成像物、所述第一强制对中装置、所述待测电子水准仪、所述第二强制对中装置、所述吊镜和所述成像板均处于同一竖直平面；

步骤S61，计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物对应的虚像之间的交点与所述虚像底部之间的距离，以得到第二距离；

步骤S71，根据i角计算公式对所述第一距离和所述第二距离进行计算，以得到i角值；

其中，所述i角计算公式为：

其中，H5为所述第一距离，H6为所述第二距离；

步骤S81，当所述i角值在预设角值范围内时，判定所述待测电子水准仪检测合格；当所述i角值未在所述预设角值范围内时，判定所述待测电子水准仪检测不合格；

需要说明的是，所述电子水准仪与所述第二强制对中装置之间采用卡合固定的方式进行装配，所述吊镜与所述第二强制对中装置之间采用螺纹连接的方式进行装置，所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的顶部均设有限位件，所述限位件用于所述待测电子水准仪和所述吊镜的装配限位；

本实施例中，通过使用所述电子水准仪i角检测校准方法来进行所述电子水准仪的i角校准，可以将45m长的场地缩减至22.5m以内，且不需要移动仪器就可以进行所述待测电子水准仪的i角校准，大大减轻了劳动强度，设备制造成本较低，不需要使用光管，高精度微缩条码或是光栅尺、激光干涉仪等设备，通过更换所述成像物即可完成各种不同型号的所述待测电子水准仪的校准，提高了所述电子水准仪i角检测校准方法的实用性

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制发明的专利范围，凡是利用发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子水准仪i角检测校准装置，其特征在于，包括：第一强制对中装置、设于所述第一强制对中装置上的吊镜、设于所述第一强制对中装置物像侧的第二强制对中装置、设于所述第二强制对中装置上的待测电子水准仪和设于所述吊镜成像侧的成像板，所述待测电子水准仪的物象侧设有成像物，所述吊镜设置在以所述待测电子水准仪和所述成像物为焦点所形成的校准椭圆轨迹上。

2.根据权利要求1所述的电子水准仪i角检测校准装置，所述成像板与所述待测电子水准仪之间的水平距离为30米，所述校准椭圆轨迹的焦距为15米、长轴为30米。

3.根据权利要求1所述的电子水准仪i角检测校准装置，其特征在于，所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的底部均设有丝杆升降机，所述丝杆升降机用于调节所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的水平高度。

4.根据权利要求1所述的电子水准仪i角检测校准装置，其特征在于，所述成像板的侧壁设有遮光板，所述遮光板朝向所述成像板的中部延伸，且所述遮光板的中部设有补光板，所述补光板上设有电控开关。

5.根据权利要求1所述的电子水准仪i角检测校准装置，其特征在于，所述成像物设于一固定水准点上，所述固定水准点通过采用全站仪进行定位，所述成像物、所述第一强制对中装置、所述待测电子水准仪、所述第二强制对中装置、所述吊镜和所述成像板均处于同一竖直平面。

6.根据权利要求1所述的电子水准仪i角检测校准装置，其特征在于，所述电子水准仪与所述第二强制对中装置之间采用卡合固定的方式进行装配，所述吊镜与所述第二强制对中装置之间采用螺纹连接的方式进行装置。

7.根据权利要求1所述的电子水准仪i角检测校准装置，其特征在于，所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的顶部均设有限位件，所述限位件用于所述待测电子水准仪和所述吊镜的装配限位，所述成像物为条尺码或条尺。

8.一种电子水准仪i角校准检测方法，其特征在于，包括：

根据全站仪将成像物放置在固定水准点上，将成像板放置在与所述成像物水平距离45米的成像点上；

将待测电子水准仪放置在与所述成像物水平距离15米的第二对中点上，所述待测电子水准仪底部设有第二强制对中装置；

将一吊镜设置在以所述待测电子水准仪和所述成像物为焦点所形成的校准椭圆轨迹上，所述吊镜的底部设有第一强制对中装置；

计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物之间的交点与所述成像物底部之间的距离，以得到第一距离；

计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物对应的虚像之间的交点与所述虚像底部之间的距离，以得到第二距离；

根据i角计算公式对所述第一距离和所述第二距离进行计算，以得到i角值；

当所述i角值在预设角值范围内时，判定所述待测电子水准仪检测合格；

当所述i角值未在所述预设角值范围内时，判定所述待测电子水准仪检测不合格。

9.根据权利要求8所述的电子水准仪i角校准检测方法，所述计算所述校准椭圆轨迹与所述成像物之间的交点与所述成像物底部之间的距离的步骤之前，所述方法还包括：

所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的底部均设有丝杆升降机，通过控制所述丝杆升降机分别对所述第一强制对中装置和所述第二强制对中装置的水平高度进行校准调节。

10.根据权利要求8所述的电子水准仪i角校准检测方法，所述i角计算公式为：

其中，H5为所述第一距离，H6为所述第二距离。