CN110285836A - 倾角式静力水准仪校准装置及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倾角式静力水准仪校准装置及校准方法，包括工作平台、游标高度尺以及用于承载水准仪浮球的载物台，所述游标高度尺的主尺竖直设置在所述工作平台上，所述载物台通过支撑件与所述游标高度尺的游标固定连接，并可通过所述游标的带动沿所述主尺上下移动。与已有的校准方式相比，本申请的校准装置在实施校准时不需要把角度传感器从倾角式静力水准仪中拆卸出来，实施校准时可以真实反映倾角式静力水准仪的实际使用状态。

Description

倾角式静力水准仪校准装置及校准方法

技术领域

本发明属于静力水准仪校准技术领域，尤其涉及一种倾角式静力水准仪校准装置及校准方法。

背景技术

专利201610274770.4公开了一种倾角式静力水准仪，通过在填充有液体介质的腔体内设置传导系统，传导系统一般包括浮球、测杆、限位装置和倾角感应器，浮球浮在液体介质内，测杆的一端与浮球相连，另一端铰接于限位装置上并与倾角感应器相连；浮球跟随液位变化，带动测杆绕铰接点旋转，倾角感应器感应角度的变化并输出相应的电信号，数据采集系统根据电信号得出测点的垂直位移变化量。

目前倾角式静力水准仪的校准方式有两种：第一种，该方式是把倾角式静力水准仪的角度传感器拆卸下来，单独进行校准，这样的校准方式不能真实还原倾角式静力水准仪的实际使用状态，因此存在一定程度的失真，有些型号的倾角式静力水准的角度传感器拆装不存在可逆性；第二种，该方式是用量块来对倾角式静力水准仪进行校准，这样虽然不用拆卸角度传感器，但是存在两个问题：1、由于倾角式静力水准仪结构空间的问题，量块的放置和拿出并不方便；2、由于结构问题，校准时量块与角度传感器的触点是动态移动的，量块放置的位置并不能保证一定放置在传感器终端浮球的最下端，在实施校准时就会存在较大的误差。综上所述，已有的校准方式已经不能满足相应的校准需求。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种结构简单、操作方便的倾角式静力水准仪校准装置及校准方法。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

倾角式静力水准仪校准装置，包括工作平台、游标高度尺以及用于承载水准仪浮球的载物台，所述游标高度尺的主尺竖直设置在所述工作平台上，所述载物台通过支撑件与所述游标高度尺的游标固定连接，并可通过所述游标的带动沿所述主尺上下移动。

进一步的，所述支撑件包括竖直杆和水平杆，所述竖直杆的底端与所述载物台连接，顶端连接有所述水平杆，所述水平杆的另一端与所述游标固定连接，所述水平杆与所述主尺相垂直。

进一步的，所述载物台的上端面为水平面。

进一步的，所述主尺的底端设有底座。

倾角式静力水准仪校准方法，包括如下步骤：

步骤1：首先锁紧游标与支撑件的固定螺钉，通过调整游标并移动倾角式静力水准仪，让载物台放置于浮球的下端并让载物台工作面与浮球进行点接触；

步骤2：根据即将要校准的倾角式静力水准仪的量程Xmm，从0mm到Xmm间，每隔(X/m)mm设为一个校准点，在量程范围内，包括0点在内，共m+1个校准点，由于游标高度尺为校准装置的标准器，因此是以高度尺的读数为标准输入，在这m+1个点对倾角式静力水准仪进行校准；

步骤3：把游标调整到让载物台与倾角式静力水准仪的壳体底面刚好接触，锁紧高度尺的游标与高度尺尺身的游标固定螺钉，让游标高度尺的读数清零，同时将倾角式静力水准仪也归零处理，也即此时为倾角式静力水准仪和游标高度尺的零点位置；

步骤4：向上移动游标高度尺的游标到读数为(X/m)mm处，锁紧高度尺的游标与高度尺尺身的游标固定螺钉，从倾角静力水准仪的读数装置获得读数Y₁，Y₁-X/mmm为第一校准点的倾角式静力水准仪绝对示值误差；

步骤5:按照上述依次完成剩余校准点的校准，第n个校准点的倾角式静力水准仪绝对示值误差为：[Y_n-n×(X/m)]mm。

步骤6:m个点校准点完成后，为一个周期的正行程的校准，以倾角式静力水准仪的量程为起点Xmm，依次往下调整游标到零点为反行程的校准；正、反行程组成一个完整周期的校准，根据校准规范，依次按照上述方法完成相应的周期数的校准；

步骤7:完成所有周期数的校准后，调整游标、移动倾角式静力水准仪，把支撑件和载物台从倾角式静力水准仪的壳体中移出，校准完成。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于：

1、与已有的校准方式相比，本申请的校准装置在实施校准时不需要把角度传感器从倾角式静力水准仪中拆卸出来，实施校准时可以真实反映倾角式静力水准仪的实际使用状态，同时具有结构简单、操作方便的优点。

2、与已有的校准方式相比，本申请的校准装置的支撑件设计充分考虑了游标高度尺的结构特点，与游标高度尺连接安装时，易安装且互换性强。

3、与已有的校准方式相比，本申请的校准装置也充分考虑了倾角式静力水准仪的结构特点，放置进入和退出倾角式静力水准仪内部时快捷方便，实施校准时载物台的工作面与浮球的动态接触稳定，定位与匹配精准。

4、经过计算和实验验证，与已有的校准方式相比，本申请的校准装置的计量特性能满足校准市面上绝大多数倾角式静力水准仪校准的需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1和图2，本实施例倾角式静力水准仪校准装置，包括工作平台1、游标高度尺以及用于承载水准仪浮球10的载物台2，游标高度尺的主尺3竖直设置在水平工作平台1上，在主尺3与工作平台1之间还可以设置底座4，主尺3竖直设置在底座4上，底座具有一定的质量，从而将底座4直接放置在工作平台1上时，即可实现主尺3与工作平台1的竖直安装，无需通过螺钉等紧固件进行连接。载物台2通过支撑件5与游标高度尺的游标6固定连接，并可通过游标6的带动沿主尺3上下移动。

具体的，支撑件5通过支撑件固定螺钉7和游标6固定连接，游标高度尺的游标6和支撑件5可以通过支撑件5固定螺钉锁紧，让支撑件5可以跟随游标6同时运动。

本实施例中，倾角式静力水准仪由外壳8、角度传感器9、浮球10、连接杆11及其他公知辅助通讯设施组成。由于辅助通讯设施与本发明没有直接关联，因此图1和图2中并没有进行展示。浮球10和连接杆11是固定连接，浮球10通过连接杆11可以围绕点O为圆心进行圆周运动，如图2所示。

可以想到的是，在实际应用中，支撑件5可以包括竖直杆501和水平杆502，竖直杆501的底端与载物台2连接，顶端连接有水平杆502，水平杆502的另一端与游标6固定连接，水平杆502与主尺3相垂直，也就是说支撑件5呈“7”字形，从而方便载物台2伸入外壳8中承托浮球10。为方便承托浮球10，载物台2的上端面为水平面，也就是说承载浮球10的端面(工作面)为水平面。

参见上述校准装置对倾角式静力水准仪进行校准的过程如下：

步骤1：首先锁紧游标6与支撑件5的固定螺钉，通过调整游标6并移动倾角式静力水准仪，让载物台2放置于浮球10的下端并让载物台2工作面与浮球10进行点接触。支撑件5的高度、宽度、长度、厚度都是根据倾角式静力水准仪外壳8、浮球10、角度传感器9、连接杆11的尺寸以及这些部件之间的间隙空间进行设计的，因此在校准开始前可以把载物台2的工作面放置于浮球10的下方，浮球10与载物台2的工作面刚好有个点接触(如图2所示)，且这个接触点处于载物台2工作面的中心位置。

步骤2：根据即将要校准的倾角式静力水准仪的量程Xmm，从0mm到Xmm间，每隔(X/10)mm设为一个校准点，在量程范围内，包括0点在内，共11个校准点。由于游标高度尺为校准装置的标准器，因此是以高度尺的读数为标准输入，在这11个点对倾角式静力水准仪进行校准。

步骤3：把游标6调整到让载物台2与倾角式静力水准仪的壳体底面刚好接触，锁紧高度尺的游标6与高度尺尺身3的游标固定螺钉12，让游标高度尺的读数清零，同时将倾角式静力水准仪也归零处理，也即此时为倾角式静力水准仪和游标高度尺的零点位置。

步骤4：向上移动游标高度尺的游标6到读数为(X/10)mm处，锁紧高度尺的游标6与高度尺尺身的游标固定螺钉12，从倾角静力水准仪的读数装置获得读数Y₁，Y₁-X/10mm为第一校准点的倾角式静力水准仪绝对示值误差。

步骤5:按照上述依次完成剩余9个校准点的校准。第n个校准点的倾角式静力水准仪绝对示值误差为：[Y_n-n×(X/10)]mm。

步骤6:11个点校准点完成后，为一个周期的正行程的校准。以倾角式静力水准仪的量程为起点Xmm，依次往下调整游标6到零点为反行程的校准。正、反行程组成一个完整周期的校准。根据校准规范，依次按照上述方法完成相应的周期数的校准。

步骤7:完成所有周期数的校准后，调整游标6、移动倾角式静力水准仪，把支撑件5和载物台从倾角式静力水准仪的壳体中移出，校准完成。

上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.倾角式静力水准仪校准装置，其特征在于：包括工作平台、游标高度尺以及用于承载水准仪浮球的载物台，所述游标高度尺的主尺竖直设置在所述工作平台上，所述载物台通过支撑件与所述游标高度尺的游标固定连接，并可通过所述游标的带动沿所述主尺上下移动。

2.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于：所述支撑件包括竖直杆和水平杆，所述竖直杆的底端与所述载物台连接，顶端连接有所述水平杆，所述水平杆的另一端与所述游标固定连接，所述水平杆与所述主尺相垂直。

3.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于：所述载物台的上端面为水平面。

4.根据权利要求1所述的校准装置，其特征在于：所述主尺的底端设有底座。

5.倾角式静力水准仪校准方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的校准装置，包括如下步骤：

步骤1：首先锁紧游标与支撑件的固定螺钉，通过调整游标并移动倾角式静力水准仪，让载物台放置于浮球的下端并让载物台工作面与浮球进行点接触；

步骤2：根据即将要校准的倾角式静力水准仪的量程Xmm，从0mm到Xmm间，每隔(X/m)mm设为一个校准点，在量程范围内，包括0点在内，共m+1个校准点，由于游标高度尺为校准装置的标准器，因此是以高度尺的读数为标准输入，在这m+1个点对倾角式静力水准仪进行校准；

步骤3：把游标调整到让载物台与倾角式静力水准仪的壳体底面刚好接触，锁紧高度尺的游标与高度尺尺身的游标固定螺钉，让游标高度尺的读数清零，同时将倾角式静力水准仪也归零处理，也即此时为倾角式静力水准仪和游标高度尺的零点位置；

步骤4：向上移动游标高度尺的游标到读数为(X/m)mm处，锁紧高度尺的游标与高度尺尺身的游标固定螺钉，从倾角静力水准仪的读数装置获得读数Y₁，Y₁-X/mmm为第一校准点的倾角式静力水准仪绝对示值误差；

步骤5:按照上述依次完成剩余校准点的校准，第n个校准点的倾角式静力水准仪绝对示值误差为：[Y_n-n×(X/m)]mm；

步骤6:m个点校准点完成后，为一个周期的正行程的校准，以倾角式静力水准仪的量程为起点Xmm，依次往下调整游标到零点为反行程的校准；正、反行程组成一个完整周期的校准，根据校准规范，依次按照上述方法完成相应的周期数的校准；

步骤7:完成所有周期数的校准后，调整游标、移动倾角式静力水准仪，把支撑件和载物台从倾角式静力水准仪的壳体中移出，校准完成。