【正文】 mm/m范圍內(nèi)不大于177。 mm/m，在全部刻度范圍內(nèi)不大于177。，用機(jī)械正弦式小角度測(cè)量?jī)x進(jìn)行檢定，量塊用四等量塊。檢定間隔在距零位177。1 mm/m測(cè)量范圍內(nèi)。在全部測(cè)量范圍內(nèi)，每間隔1 mm/m檢定一點(diǎn)，示值誤差的檢定在微動(dòng)螺絲正、反行程兩方向上進(jìn)行，在檢到被檢測(cè)量范圍的終點(diǎn)時(shí)即開始返回檢定，行程終點(diǎn)的讀數(shù)即為返回行程起點(diǎn)讀數(shù)。當(dāng)檢完零位某一側(cè)測(cè)量范圍的示值誤差后，開始檢零位另一側(cè)示值誤差時(shí)，可將合象水平儀左右調(diào)換180176。方位，量塊仍放置在原指示計(jì)測(cè)頭下。也可以不調(diào)整水平儀方位，而將量塊放在另一側(cè)的指示計(jì)下，取檢定點(diǎn)中最大誤差值作為檢定結(jié)果。 mm/m與毫米/米刻度應(yīng)符合，當(dāng)毫米/米分度的任一根刻線與其指標(biāo)線對(duì)準(zhǔn)時(shí)， mm/m分度的零刻線與其指標(biāo)線不重合不大于10個(gè)分度。合象水平儀的零位偏差是指當(dāng)合象水平儀為零位狀態(tài)時(shí)，其工作面的水平度；或者工作面水平時(shí)，合象水平儀的指示是否是零位。按檢定規(guī)程要求，在檢定合象水平儀零位偏差時(shí)，需在零級(jí)平板上，在測(cè)微鼓輪正、反轉(zhuǎn)兩行程上進(jìn)行。先正轉(zhuǎn)使氣泡影象符合，讀數(shù)值為，繼續(xù)正轉(zhuǎn)過若干刻度后，再反轉(zhuǎn)至氣泡影象符合，讀數(shù)為，然后將合象水平儀調(diào)轉(zhuǎn)180176。，放在原位置上，以同樣方法測(cè)出及，則正轉(zhuǎn)時(shí)的零位偏差為：反轉(zhuǎn)時(shí)的零位偏差為：檢定規(guī)程要求正、反轉(zhuǎn)檢定是為了保證測(cè)微鼓輪正、反轉(zhuǎn)時(shí)零位偏差都是合格的；采用。級(jí)平板，要求調(diào)轉(zhuǎn)180176。時(shí)保持水平儀在乎板上的原來位置，是為了減少平板平面度的影響。用V形工作面時(shí)的零位偏差在檢驗(yàn)心軸上進(jìn)行，方法相同。二、電阻式電子水平儀電阻式電子水平儀是在一個(gè)普通管狀水準(zhǔn)器內(nèi)裝以電解液，并在玻璃管內(nèi)壁貼有四塊鉑電極組成。鉑電極由鉑絲引出，按差動(dòng)交流電橋的原理，將水準(zhǔn)器內(nèi)氣泡的四塊電極組成電橋的兩個(gè)臂。當(dāng)氣泡居中時(shí)，其兩邊的電阻值相等，電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)氣泡往任一方向移動(dòng)時(shí)，電解液相對(duì)于電極的接觸面產(chǎn)生變化，引起電阻的變化，使電橋失去平衡，電橋兩端產(chǎn)生輸出電壓。經(jīng)放大器將信號(hào)電壓放大，經(jīng)相敏整流，最后到指示表。三、電感式電子水平儀電阻式電子水平儀是以大地水平面為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量水平度，而電感式電子水平儀是用以大地鉛垂線為標(biāo)準(zhǔn)的重力擺原理，電感線圈“差動(dòng)”輸出的方法來測(cè)量水平度。電感式電子水平儀見圖3410，平板3在彈簧l的作用下與兩個(gè)調(diào)平旋鈕2的端頭接觸，在乎板上裝有主體6，在其下部裝有兩個(gè)電感線圈8，擺錘9用懸絲10(共有六根，左、右、中各兩根)吊在主體上，在擺錘上裝有銜鐵7，銜鐵7處于兩線圈之間。若傳感器處于水平位置，銜鐵位于兩線圈的中間位置，左右氣隙相同，電感相等，若傳感器傾斜時(shí)，一個(gè)電感增加，一個(gè)電感減小，把傾斜角度轉(zhuǎn)換成了電感的變化。兩調(diào)平旋鈕用途為：①將兩調(diào)平螺絲完全旋出時(shí)，平板3便支承在兩個(gè)固定支釘4上，這時(shí)傳感器可被準(zhǔn)確調(diào)平，是調(diào)平的零位(初始)狀態(tài)；②將兩調(diào)平螺絲完全旋人時(shí)，平板被壓在兩個(gè)支釘5上，支釘兩頂都有橡皮墊，同時(shí)擺錘被支釘11固住，11結(jié)構(gòu)也具彈性，以便于運(yùn)輸；③兩調(diào)平螺絲居中的位置可用作水平調(diào)節(jié)，使儀表能有任意零點(diǎn)，主黃要用于檢查其本身并不水平的平面的平直度。兩調(diào)平旋鈕8—每轉(zhuǎn)一圈，傾斜10 mm/m，刻度筒分50分度，即40″。為使擺錘穩(wěn)定，在其下面安置了阻尼油珠。圖3410 水平儀主體 圖3411電容式電子水平儀1—彈簧；2—調(diào)平旋鈕；3—平板；4—固定支釘； 1—手柄；2—調(diào)零旋鈕；3—量程旋鈕；5—固定支釘；6—主體；7—銜鐵；8—線圈； 4—顯示器；5—底底座9—擺錘；10—懸絲；11—支釘四、電容式電子水平儀電容式電子水平儀采用彈性動(dòng)片結(jié)構(gòu)、差動(dòng)電容原理，進(jìn)行水平度的測(cè)量。電容式電子水平儀的外形見圖3411。彈性動(dòng)片結(jié)構(gòu)及工作情況見相關(guān)資料，120176。均布的三條螺旋槽螺旋形地刻掉金屬后，形成三根非常柔軟，又具一定彈性的片截面彈簧，以支承動(dòng)片上不帶刻槽的質(zhì)量A，動(dòng)片的兩邊各有一 片定片動(dòng)片與定片間組成電容，因此共有兩組電容。當(dāng)水平儀水平時(shí)，動(dòng)片處于鉛垂?fàn)顟B(tài)，動(dòng)片不產(chǎn)生位移，與兩定片的間隙相等，因此此兩組電容的電容量相等，水平儀的輸出為零；當(dāng)水平儀不水平時(shí)，動(dòng)片向左或向右傾斜，質(zhì)量A受重力作用而產(chǎn)生位移，此時(shí)與一定片間隙減小，電容量增大，與另一定片的間隙增大，電容量減小，電容量總的變化量是兩組電容變化量之和，即具有“差動(dòng)”作用。由于兩組電容的定片上分別加以相位差180176。的正弦波激勵(lì)信號(hào)。通過兩組電容耦合，耦合后的兩路信號(hào)都加在動(dòng)片上，由動(dòng)片輸出，因此動(dòng)片輸出信號(hào)是兩路相位差180176。的信號(hào)之和。當(dāng)兩組電容相等時(shí)，兩路經(jīng)電容耦合后的信號(hào)大小相等，方向相反，動(dòng)片輸出為零；當(dāng)不水平時(shí)，電容大的一路耦合后的信號(hào)幅值大，電容小的另一路信號(hào)幅值小，兩路信號(hào)的相位仍然差180176。，在動(dòng)片上相加后就有信號(hào)輸出，輸出信號(hào)的幅值是兩路信號(hào)幅值絕對(duì)值之差．輸出信號(hào)的相位是電容量大的那組電容的激勵(lì)信號(hào)的相位，當(dāng)水平度的傾斜方向相反時(shí)，輸出信號(hào)的相位亦相反，即輸出信號(hào)的幅值代表了水平度的大小，輸出信號(hào)的相位代表了水平度的方向。彈性動(dòng)片式結(jié)構(gòu)具有較高的靈敏度，傳感器的體積小，由動(dòng)片和定片組成的差動(dòng)電容傳感器直徑為24mm，厚度為6mm，而且可靠性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。國產(chǎn)電容式電子水平儀有SDS11和SDS10兩種，SDS11Ⅱ檔（1個(gè)字的當(dāng)量）的分辨力為1m/m(″),Ⅰ檔為m/m(″)。SDS10的分辨力。Ⅱ檔為m/m(),Ⅰ檔為m/m()。SDS電子水平儀用 ，由于汞有毒，不易組織生產(chǎn)，自放電大，不易保存，因此已改為鋰電池。第四章 角度計(jì)量測(cè)試技術(shù)簡(jiǎn)況光柵莫爾條紋技術(shù)、電磁感應(yīng)分度技術(shù)、激光技術(shù)、多齒分度技術(shù)、自動(dòng)控制與補(bǔ)償技術(shù)、光電自準(zhǔn)技術(shù)等在角度計(jì)量測(cè)試中都具有廣泛的應(yīng)用。采用光柵莫爾條紋技術(shù)的國家線角度基準(zhǔn)用64 800對(duì)線圓光柵作為分度器件，10個(gè)大口徑讀數(shù)頭消差，20 000倍細(xì)分后，″，″。測(cè)量不確定度：″，″，″。，％，176。電角，％，％o采用正弦臂激光差動(dòng)原理的動(dòng)／靜態(tài)激光小角度測(cè)量?jī)x，″，176。，頻響為100kHz，″。多齒分度臺(tái)可用做計(jì)量器具、加工設(shè)備和分度元件，國內(nèi)已研制成功多種多齒分度臺(tái)，如立軸式和臥軸式、彈性齒和半剛性齒、偶數(shù)齒和奇數(shù)齒、差動(dòng)式、臺(tái)面移動(dòng)式和臺(tái)面只轉(zhuǎn)動(dòng)不升降式、自動(dòng)化和小型化及具細(xì)分機(jī)構(gòu)的多齒分度臺(tái)等。立軸式1 ″，小型立、臥軸式多齒分度臺(tái)的不確定度：″，″，總質(zhì)量(含夾具)為5 kg，采用立軸和臥軸式多齒分度臺(tái)的經(jīng)緯儀綜合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)裝置，其不確定度：″，″，和應(yīng)用其他原理的經(jīng)緯儀檢測(cè)裝置相比，具有不確定度小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸鏈短、工作穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。應(yīng)用重力擺原理的水準(zhǔn)儀綜合檢驗(yàn)儀，″，補(bǔ)償器的補(bǔ)償范圍為8′。動(dòng)態(tài)測(cè)量也越來越受到重視，單軸角振動(dòng)臺(tái)應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，采用感應(yīng)同步器分度，具有角速率、恒角加速度和角振動(dòng)功能。角度計(jì)量的發(fā)展首先要建立健全角度量各種參數(shù)的計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)，這是統(tǒng)一量值的基本保證。當(dāng)前，不少角度參數(shù)的基標(biāo)準(zhǔn)還處于空白狀態(tài)，如動(dòng)態(tài)角、垂直方向的圓周分度角和小角度等，在建立基標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要研究、確定傳遞途徑，同時(shí)進(jìn)行傳遞用計(jì)量器具的配套研制。光柵莫爾條紋技術(shù)向旋轉(zhuǎn)圓光柵測(cè)量系統(tǒng)發(fā)展。根據(jù)圓分度誤差閉合的原理，當(dāng)每個(gè)測(cè)量值是旋轉(zhuǎn)光柵多個(gè)等分點(diǎn)讀數(shù)的平均值時(shí)，就可以有效地降低分度元件分度誤差和軸系回轉(zhuǎn)誤差的影響，減小儀器不確定度。英國NPL的旋轉(zhuǎn)圓光柵系統(tǒng)，″，測(cè)量不確定度(＝2)″；瑞士WILD公司采用旋轉(zhuǎn)光柵系統(tǒng)制成T3000電子經(jīng)緯儀，在體積和T3光學(xué)經(jīng)緯儀相近的情況下，標(biāo)準(zhǔn)不確定度由1″″，″。各種分度元件正在努力克服缺點(diǎn)，改善性能，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，如圓光柵系統(tǒng)由于受軸系誤差和設(shè)備結(jié)構(gòu)變形的影響大，限制了其使用范圍。由于彈性聯(lián)軸節(jié)的發(fā)展，″，因此，國內(nèi)外已將帶彈性聯(lián)軸節(jié)的組裝式光電編碼器成功地應(yīng)用于多軸位置轉(zhuǎn)臺(tái)，發(fā)揮了不確定度小、電路簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)；感應(yīng)同步器測(cè)角系統(tǒng)，″，″，″，″，角速度可達(dá)l 000176。/s，角加速度為50 000176。/。環(huán)形激光由于動(dòng)態(tài)性能好，國內(nèi)外正在進(jìn)行用于動(dòng)態(tài)角測(cè)量的研究，據(jù)報(bào)道，當(dāng)測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)以40176。/s恒速旋轉(zhuǎn)，采樣頻率為60Hz時(shí)，環(huán)形激光單一旋轉(zhuǎn)，不用誤差平均方法測(cè)量動(dòng)態(tài)角的標(biāo)準(zhǔn)偏差(峰一峰值)″，″。自1984年開始，國外公司進(jìn)行了高級(jí)三軸慣導(dǎo)測(cè)試臺(tái)的設(shè)計(jì)研究工作，至1990年8月取得了階段性成果，采用了磁懸浮軸承、碳纖維增強(qiáng)塑料框架、滾環(huán)、無槽、無刷直流永磁馬達(dá)和三相線性功率放大器，以及背對(duì)背式感應(yīng)同步器編碼系統(tǒng)等五項(xiàng)新技術(shù)，磁懸浮軸承(磁懸浮、靜電懸浮、動(dòng)壓氣浮常稱為新三浮軸承)，已達(dá)到帶寬213Hz，”，″，″的指標(biāo)努力。采用碳纖維增強(qiáng)塑料制造框架是由于它的高比剛度、高對(duì)稱彈性性能、高尺寸穩(wěn)定性以及良好的熱變形系數(shù)；采用矩形框架結(jié)構(gòu)是由于其斷面剛度和對(duì)稱性與球形框架結(jié)構(gòu)基本相同，而尺寸誤差和成本較低；采用滾環(huán)是由于其磨擦力矩小、壽命長(zhǎng)、噪音小，已達(dá)到的數(shù)據(jù)為起動(dòng)力矩(～)Nm。最高轉(zhuǎn)速為200r/min，最大噪聲小于；測(cè)角系統(tǒng)采用背對(duì)背方式安裝的兩個(gè)720極感應(yīng)同步器和兩個(gè)高級(jí)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(AMCS)，以進(jìn)行離線校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法為感應(yīng)同步器的兩個(gè)轉(zhuǎn)子鎖在一起，在旋轉(zhuǎn)一整圈時(shí)，每隔N份相等距離，記錄各感應(yīng)同步器的讀數(shù)，然后斷開隨動(dòng)感應(yīng)同步器的轉(zhuǎn)子，使其旋轉(zhuǎn)360176。/N，再重新鎖定、測(cè)量與讀數(shù)，重復(fù)這一過程，直至記錄下N組數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；采用無槽、無刷直流水磁馬達(dá)是由于其齒槽力矩小，m，最大速率為1 000176。/s，m，該齒槽力矩對(duì)1 000~/s速率；為了進(jìn)行測(cè)試，″的Moller Wedel Elat 2HR平行光管?，F(xiàn)國外有關(guān)公司和其協(xié)作單位正在繼續(xù)努力，″的綜合指向誤差，l的速率穩(wěn)定性以及200Hz伺服帶寬的總體指標(biāo)。第五章 角度計(jì)量不確定度分析為了正確掌握不確定度的分析方法，并在每次檢定時(shí)計(jì)算出檢定不確定度的值，以保證檢定結(jié)果的可靠性外，還需對(duì)其包括的不確定度分量進(jìn)行分析，下例以寬座角尺外角值的測(cè)量結(jié)果不確定度分析為例，分析如下：測(cè)量方法（依據(jù)JJG7—2004《直角尺》）寬座角尺外角值（對(duì)90176。偏差值）是用平板作基準(zhǔn)面，使用測(cè)微表或電感式比較儀作指示計(jì)，用直角尺檢定儀直接測(cè)量獲得的。數(shù)學(xué)模型式中：——被測(cè)角尺外角90176。偏差，；——測(cè)量時(shí)指示計(jì)沿被測(cè)角尺長(zhǎng)邊從上至下的讀數(shù)差值。方差和傳播系數(shù)依，有：其中：。故 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表300mm時(shí),如表41所示。表41 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值（）自由度154與讀數(shù)有關(guān)的誤差9測(cè)量重復(fù)性定位誤差50指示計(jì)誤差50 54 當(dāng)=（300~500）mm時(shí),如表42所示。表42 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值（）自由度129與讀數(shù)有關(guān)的誤差9測(cè)量重復(fù)性定位誤差50指示計(jì)誤差50 295 計(jì)算分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度 由測(cè)量重復(fù)性得到的分量對(duì)500mm以下直角尺外角在直角尺檢定儀上(用電感式比較儀檔作指示計(jì)),作10次重復(fù)測(cè)量,得到標(biāo)準(zhǔn)差最大為,而校準(zhǔn)中是測(cè)量2次取平均值的故：=9 測(cè)量時(shí)定位誤差估算的分量定位誤差是由于受支承平板的平面度影響,。測(cè)量中使用平面度為的00級(jí)巖石平板。被測(cè)角尺長(zhǎng)邊L300mm時(shí),使用位置平面度為；被測(cè)角尺長(zhǎng)邊L=（300~500）mm時(shí)，使用位置平面度為。該分量分別在半寬為和的區(qū)間為等概率分布。估計(jì)其相對(duì)不確定度為1/5。則： （300mm） (=300mm~500mm) 由直角尺檢定儀示值誤差估算的分量直角尺檢定儀的示值誤差可每次由標(biāo)準(zhǔn)方角尺調(diào)至；該分量在半寬為的區(qū)間內(nèi)為等概率分布。而且有較高的置信概率。設(shè)其相對(duì)不確定度為10%，則： 由指示計(jì)即電感式比較儀示值誤差和讀數(shù)誤差估算的分量使用電感式比較儀檔讀數(shù)，示值誤差為，讀數(shù)誤差為，兩項(xiàng)合成為。該分量在半寬為的區(qū)間內(nèi)為等概率分布，而且有較高的概率分布。設(shè)其相對(duì)不確定度為了10%，則：6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度300mm時(shí)：=（300~500）mm時(shí)： 7 有效自由度300mm時(shí)：=（300~500）mm時(shí)：8 擴(kuò)展不確定度300mm時(shí)：=（300~500）mm時(shí)：39 /