CN107389087A - 一种基于正弦定理的高精度水平尺检定装置 - Google Patents

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张晓光
孙俊伟
吴新峰
颜志明
吕延
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    • G—PHYSICS
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    • G01C9/18—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using liquids
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Abstract

本发明公开一种基于正弦原理的高精度水平尺检定装置，由检测平台和基座组成，其特征在于基座与检测平台的一端通过旋转轴相连，检测平台可以围绕旋转轴旋转，检测平台的另一端通过调整螺母与基座连接，旋转调整螺母可以使检测平台上下转动，标准线纹尺固定在检测平台上，检测平台中部有高精度标准水平泡，检测平台靠近旋转轴一侧装有定位块。本发明具有易操作，高精度的特点，有效提高检定效率和准确度，可广泛应用于水平尺的检定。

Description

一种基于正弦定理的高精度水平尺检定装置
技术领域：
本发明涉及一种基于正弦原理的高精度水平尺检定装置。
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、垂直位置、倾斜位置偏离程度的一种计量器具。水平尺广泛用于土木建筑，机械加工，设备的安装及调试，因此水平尺自身的精度尤为重要，水平尺使用前需要校准水平零位，以确保其检测结果的准确性。
目前对水平尺的校准是通过使用平板，平面平行柱及45°角尺分别对水平尺的水平位置，90°位置及45°位置进行零位校准，使用钢直尺测量线纹尺示值误差，使用专业校准台及位移传感器对水平尺的分度值进行校准。校准项目较多，需要用到多种校准器或设备，操作繁琐，效率低下。同时测得的数据需要经过人工记录并换算得出，计算过程中难免会产生差错。
发明内容：
针对现有校准方式存在的不足，本发明的目的在于提供一种易操作，智能化的高精度水平尺检定装置，提高检定效率和准确度。
本发明的技术解决方案：一种基于正弦原理的高精度水平尺检定装置，由检测平台和基座组成，基座与检测平台的一端通过旋转轴相连，检测平台可以围绕旋转轴旋转，检测平台的另一端通过调整螺母和定位柱与基座连接，旋转调整螺母可以微调检测平台上下转动，标准线纹尺固定在检测平台上，检测平台中部有高精度标准水平泡，检测平台靠近旋转轴一侧设置有定位块。检测平台上靠近调整螺母的一侧设置有位移传感器，位移传感器的测头接触基座的上表面，位移传感器的测杆轴线距旋转轴轴心1米。
本发明的有益效果有：(1)将水平位置，90°位置，45°位置，线纹尺示值及分度值精度校准工作集合在一套设备上完成，减少了工作强度，提高了工作效率；(2)使用位移传感器连接计算机，通过软件对测量结果进行数据处理，直接得出检定结果，减少人工计算量，避免出现人为差错。
附图说明：
图1是本发明的正面示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明用于水平位置校准时的示意图；
图4是本发明用于45°位置校准时的示意图；
图5是本发明用于90°位置校准时的示意图；
图6是本发明用于分度值误差的校准时的示意图。
其中，1是检测平台，2是位移传感器，3是基座，4是压板，5是旋转轴，6是调整螺母及定位柱，7是调平脚，8是定位块，9是驱动块的螺孔，10是水平泡，11是标准尺，12是被测水平尺，13是45°定位杆固定螺孔，14是45°定位杆，15是90°定位板，16是90°定位板固定螺孔，17是数据连接线，18是计算机。
具体实施方式：
一种基于正弦定理的高精度水平尺检定装置，如图1所示，由检测平台1，基座3，检测平台1在一端通过旋转轴5与基座相连，在所述基座下方四周是四个调平脚7，可对检测平台1和基座3的水平度进行调节。检测平台1可以以通过旋转轴5上下转动；检测平台1和基座3的另一端由调整螺母6连接，旋转调整螺母6可以使检测平台上下转动；在所述检测平台上靠近调整螺母的一侧固定有位移传感器2，位移传感器2的测头接触基座3的上表面，位移传感器2的测杆轴线距离距旋转轴5的轴心1m。
如图2所示，所述检测平台1上有用于固定被测水平尺压板及支架4，标准尺11由螺钉固定在检测平台3，所述检测平台3中部有水准泡10，所述检测平台3靠近旋转轴5一侧是定位块8；
如图3及图4所示，配件有45°定位杆及90°定位板，在检测平台侧面有螺孔13，用于45°定位杆14的固定，检测平台和基座侧面有螺孔16，用于90°定位板15的固定。
如图6所示，位移传感器2可以通过数据线17与计算机18相连。
本发明用于水平尺检定的方式如下：
(1)本发明的调平
如图3，使用时，先调节调平脚7，再旋转调节螺母6，直至检测平台1上的水平泡10稳定在中心位置，确保检测平台1自身的水平，然后将位移传感器2调零，之后将被测水平尺12放置在水平尺检定装置上，水平尺的一侧要紧靠定位块8，最后用压板4将其固定住。
(2)水平尺线纹尺示值误差检定
以固定在检测平台1上的标准钢尺11为基准，以观察法检定水平尺上线纹尺的示值误差。
(3)水平尺水平位置零位误差检定
先读取水平尺水平位置水准器上气泡一端读数a1，然后将水平尺水平调转180°，以同样的方式固定住水平尺，再读取水平尺水平位置水准器气泡另一端的读数a2，两次读数值差的一半即为水平零位误差。
(4)水平尺45°位置零位误差检定
如图4，将检测平台从有驱动块及定位柱的那一侧抬起；将45°定位杆14支撑在上基座之间，并用螺丝由45°定位杆固定螺孔13将之固定，如图5，以与读取水平位置水准器读数同样的方法读取45°位置水准器上的读数，得到45°位置零位误差。
(5)水平尺90°位置零位误差检定
如图5，先将检测平台抬至与基座垂直的位置，再用90°定位板15由90°定位板固定螺孔16固定上基座的位置，以与之前45°位置零位误差检定相同的方式读取90°位置水准器上的读数，得到90°位置零位误差。
(6)水平尺分度值误差的检定(以2mm/m水平尺为例)
如图6，先旋转调整螺母，直至检测平台水平泡10稳定在中心位置，以确保检测平台1的水平度，再将位移传感器2调至零，然后将位移传感器2与计算机18连接，打开相应的软件，之后旋转调整螺母6，直至水平尺水平泡稳定在左侧1 mm刻度线处，此时位移传感器2将其位移值传输到计算机18上，点击记录数据a1，记下位移数据后，再次旋转调整螺母6，直至水平尺水平泡稳定在左侧2mm刻度线处，在计算机18上点击记录下位移传感器的位移数据a2，此时，计算机18会根据公式Δa＝-1-(a2-a1)计算出水平尺左侧的分度值误差 Δa。同样的方式，可以计算出水平尺右侧的分度值误差。

Claims (2)

1.一种基于正弦原理的高精度水平尺检定装置，由检测平台和基座组成，其特征在于基座与检测平台的一端通过旋转轴相连，检测平台可以围绕旋转轴旋转，检测平台的另一端通过调整螺母与基座连接，旋转调整螺母可以使检测平台上下转动，标准线纹尺固定在检测平台上，检测平台中部有高精度标准水平泡，检测平台靠近旋转轴一侧设置有定位块。
2.权利要求1所述的一种基于正弦原理的高精度水平尺检定装置，其特征在于所述检测平台上靠近调整螺母的一侧设置位移传感器，位移传感器的测头接触基座的上表面，位移传感器的测杆轴线距旋转轴轴心1米。
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