高精度經(jīng)緯儀水準儀檢定裝置

 產(chǎn)品簡介   Product introduction

本儀器能在室內(nèi)很方便地對光學(xué)經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀進行檢定、測試、和維修等工作，如對經(jīng)緯儀水平角測角示值誤差，光學(xué)對中器的視軸與豎軸的同軸度誤差及經(jīng)緯儀望遠鏡視準軸、橫軸及豎軸等軸線幾何關(guān)系，對望遠鏡調(diào)焦運行誤差等進行檢測，特別是解決了對經(jīng)緯儀豎盤測角示值誤差的檢測，從而使它能按照經(jīng)緯儀國家計量檢定規(guī)程（JJG414-2003）中的項目進行測試、檢定。本儀器也能對水準儀 I 角、豎軸回轉(zhuǎn)精度、交叉誤差等項目進行檢定、校正。

 工作原理   Working principle

本儀器采用一臺立式多齒分度臺、一臺臥式多齒分度合、一臺檢調(diào)管、一臺自準直光管（作平行光管用）和儀器座組成，自準直光管焦平面上有刻線分劃板，通過立式多齒分度臺的轉(zhuǎn)動，與平行光管一起構(gòu)成任意角度水平方向無窮遠目標(biāo)，同樣，通過臥式多齒分度臺的轉(zhuǎn)動，也能構(gòu)成任意角度豎直方向無窮遠目標(biāo)，因此，它能很方便地模擬各種情況,對儀器進行檢定。

 性能特點   Performance characteristics

1、本儀器采用了臥式多齒分度臺與平行光管能完成對經(jīng)緯儀和水準儀各項目的檢定，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)對經(jīng)緯儀豎盤可使用的全部范圍進行檢定，是目前國內(nèi)*能提供豎直角真值的裝置。

2、采用多齒分度臺作為本儀器的角度標(biāo)準，使得儀器量值溯源簡單，該儀器只需通用儀器（多面棱體、自準直儀），用角度計量中常用的全組合排列互比法，即可檢定出儀器的不確定度，且是在工作狀態(tài)下進行檢定，檢定后不再改變儀器狀態(tài)，溯源準確、可靠。

3、儀器具有自校功能，在檢測水準儀i角時，可隨時對標(biāo)準角進行校準，一旦失準，能隨時發(fā)現(xiàn)，且調(diào)整方便。

4、在檢定和校準經(jīng)緯儀過程中，可以直接在工作臺上一邊校準、一邊維修，不用每次都拆裝，節(jié)省工作時間。

5、無需地基，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。

檢測內(nèi)容：

1、經(jīng)緯儀：

1）、被檢經(jīng)緯儀視軸高度的調(diào)整；

2）、水準器軸與豎軸的垂直度的檢定；

3）、照準部旋轉(zhuǎn)正確性的檢定；

4）、望遠鏡分劃板豎絲的鉛垂度的檢定；

5）、光學(xué)測微器行差的檢定；

6）、光學(xué)測微器隙動差的檢定；

7）、視軸相與橫軸的垂直度的檢定；

8）、橫軸與豎軸的垂直度的檢定；

9）、豎盤指標(biāo)差的檢定；

10）、望遠鏡調(diào)焦運行誤差的檢定；

11）、照準部偏心差和水平度盤偏心差的檢定；

12）、光學(xué)對中器的視準軸與豎軸的同軸度的檢定；

13）、豎盤指標(biāo)自動補償誤差的檢定；

14）、一測回水平方向標(biāo)準偏差及測角示值誤差的檢定；

15）、一測回豎直角標(biāo)準偏差及測角示值誤差的檢定。

2、水準儀

1）、豎軸運轉(zhuǎn)誤差和豎軸整置誤差；

2）、望遠鏡分劃板橫絲與豎軸的垂直度；

3）、望遠鏡視軸與管狀水準泡軸在水平面內(nèi)投影的平行度（交叉誤差）；

4）、視準線誤差（i角）；

5）、望遠鏡調(diào)焦運行誤差。

設(shè)備結(jié)構(gòu)：

本儀器由于使用了多齒分度臺，只要一臺自準直光管（以下簡稱光管）就能完成對經(jīng)緯儀和水準儀各項目的檢定，特別是對經(jīng)緯儀豎盤的檢定，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，使用方便。

儀器外形如下圖正所示，利用升降螺母２轉(zhuǎn)動，使升降螺桿１帶動立式多齒分度臺３升降，使望遠鏡視軸高度不同的儀器均能在本儀器上檢定；通過臥式多齒分度臺９的手柄１０的轉(zhuǎn)動，抬起臥式多齒分度臺臺面，臥式多齒分度臺臺面轉(zhuǎn)動可構(gòu)成豎直方向各種角度，以滿足對經(jīng)緯儀堅盤的檢定；通過立式多齒分度臺３上的手柄７的轉(zhuǎn)動，抬起立式多齒分度臺臺面，轉(zhuǎn)動多齒分度臺臺面至任意角度，可獲得水平方向各種角度，用來檢定經(jīng)緯儀水平度盤。

１一升降螺桿        ２－升降螺母        ３－立式多齒分度臺        ４一儀器工作臺        5—水泡        ６－微調(diào)機構(gòu)        ７一立式多齒分度臺手柄        ８一定位螺旋        ９一臥式多齒分度臺        10—臥式多齒分度臺手柄        11一檢調(diào)管及其安裝座        12一自準直光管        13—底腳螺釘

 技術(shù)指標(biāo)   Technical indicators

1、水平角標(biāo)準器的示值誤差≤0.3″

2、豎直角標(biāo)準器的綜合示值誤差≤１″

3、對中光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)有0.6ｍ及1.5m對中分劃飯，其等效格值均為２㎜

4、工作高度≈1200㎜，即臥式多齒分度臺軸線離地面高度

5、儀器工作臺升降范圍≈300㎜

6、定中心螺絲規(guī)格：M16及英制5/8英寸．

7、照明燈泡規(guī)格：6.3V/2.1W

8、平行光管焦距： f=550㎜，相對孔徑1：10

9、外形尺寸≈1060×920×1400㎜

精度指標(biāo)：

 使用方法   Use

1.儀器的正常工作條件：室內(nèi)溫度15～30℃，相對濕度不大于65％，電源電壓220士20V，應(yīng)安裝在離振動源較遠、穩(wěn)定性良好的地基上，儀器必須經(jīng)過現(xiàn)場檢驗，合格后方可投入使用。

2.被檢經(jīng)緯儀的安置及其視軸高度的調(diào)整：

將被檢經(jīng)緯儀旋在圖１所示工作臺４的定位螺旋８上，轉(zhuǎn)動升降螺母２升降工作臺，把經(jīng)緯儀望遠鏡視準軸與平行光管光軸調(diào)到大致等高后鎖緊升降螺桿。旋轉(zhuǎn)照準部使長水泡與立式多齒分度臺下的兩支承螺釘?shù)倪B線平行，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀腳螺旋使水泡居中，固定照準部。然后，轉(zhuǎn)動立式多齒分度臺的手柄，使立式多齒分度臺上、下齒盤脫開嚙合，上齒盤旋轉(zhuǎn)180°后，嚙會上、下齒盤，看經(jīng)緯僅長水泡是否居中，若不居中，調(diào)整立式多齒分度臺底部的微調(diào)機構(gòu)6，使水泡移動偏差的一半，調(diào)整經(jīng)緯儀腳螺旋使長水泡居中，再使上齒盤旋轉(zhuǎn)180°，看長水泡位置是否不變，若改變，重復(fù)以上操作；上齒盤旋轉(zhuǎn)90°，調(diào)整經(jīng)緯儀腳螺旋使長水泡居中，上齒盤旋轉(zhuǎn)180°，嚙合上、下齒盤，看長水泡位置是否改變，若改變，調(diào)整調(diào)整立式多齒分度臺底部的微調(diào)螺母６，使水泡移動偏差的一半，調(diào)整經(jīng)緯儀腳螺旋使長水泡居中，上齒盤再旋轉(zhuǎn)180°，看水泡位置是否改變。以上過程需反復(fù)調(diào)整*齒盤在任意位置與下齒盤嚙合，長水泡位置均不變。這說明立式多齒分度臺旋轉(zhuǎn)軸與大地水平而垂直。然后，按經(jīng)緯儀檢定規(guī)程要求，精確整平經(jīng)緯儀，這樣即完成安置。以下敘述的各項檢定、測試等工作時，被檢經(jīng)緯議均應(yīng)按上述步驟正確安置，其視軸高度一般也應(yīng)先調(diào)整好；各鎖緊螺釘均應(yīng)在鎖緊狀態(tài)，以下就不再重復(fù)敘述。

3.水準器軸與豎軸的垂直度的檢定

將被檢經(jīng)緯儀精確整平，旋轉(zhuǎn)照準部使其管狀水準器與任意兩腳螺旋連線平行，調(diào)整腳螺旋使水準器泡精確居中，旋轉(zhuǎn)照準部180°，觀察氣泡位置，取氣泡位置偏移量的一半為垂直度偏差。

4.照準部旋轉(zhuǎn)正確性的檢定

將經(jīng)緯儀精確整平，使豎軸鉛垂，讀取照準部上的管狀水準器水準氣泡兩端讀數(shù)；順時針方向旋轉(zhuǎn)照準部，每隔45°讀取水準氣泡一次，順時針方向進行兩周檢定。逆時針方向旋轉(zhuǎn)照準部，每隔45°讀取水準氣泡一次，共進行兩周檢定。取每一周中對徑位置讀數(shù)的平均值，取四周檢定中zui大與zui小之差為照準部旋轉(zhuǎn)正確性。

5．望遠鏡分劃板豎絲的鉛垂度的檢定

在你被檢經(jīng)緯儀4m左右處懸掛一錘球，其懸絲必須細直，錘球浸在油或水內(nèi)，以防擺動。 精確整平經(jīng)緯儀，觀察分劃板豎絲是否與錘球懸絲平行，使豎絲上端與垂線影像重合。觀察豎絲下端，不應(yīng)有目力可見的不重合現(xiàn)象。望遠鏡分劃板堅絲的鉛垂度也可用目標(biāo)平行光管檢定，用經(jīng)緯儀橫絲和豎絲的交點，沿目標(biāo)平行光管橫絲從視場左邊走到右邊，不應(yīng)有目力可見的偏離。

6.光學(xué)測微器行差的檢定

按檢定規(guī)程操作即可，無需特殊調(diào)整

7．光學(xué)測微器隙動差的檢定：

按檢定規(guī)程操作即可。

8．視軸相與橫軸的垂直度的檢定：。

精確整平經(jīng)緯儀，以盤左位置瞄準光管分劃板十字絲中心，固定照準部，望遠鏡縱轉(zhuǎn)180°，臥式多齒分度臺轉(zhuǎn)動180°，用豎絲中心位置在光管分劃板橫絲上讀取格值b1；臥式多齒分度臺轉(zhuǎn)回原位，以盤右位置重復(fù)上述操作，讀取格值b2，由下式計算出它的誤差：

9．橫軸與豎軸的垂直度的檢定：

將經(jīng)緯儀精確整平后，臥式多齒分度臺轉(zhuǎn)到離水平30°（或45°）位置，望遠鏡以盤左位置向上瞄準光管分劃板十字中心；臥式多齒分度臺轉(zhuǎn)到離水平-30°（或-45°）位置，望遠鏡向下轉(zhuǎn)動，在光管分劃板的橫絲上讀取格值Ａ；再以盤右位置重復(fù)上述操作，讀取格值Ｂ，此為一測回，利用下式進行計算：

10．豎盤指標(biāo)差的檢定

精確整平儀器，以盤左位置用望遠鏡分劃板十字絲橫絲瞄準光管分劃板十字絲中心，讀取豎直度盤讀數(shù)，取兩次讀數(shù)的平均值Ｌ；望遠鏡翻轉(zhuǎn)180°，旋轉(zhuǎn)照準部，以盤右位置重復(fù)上述檢定，取兩次讀數(shù)的平均值Ｒ（對帶有豎直度盤指標(biāo)水準泡的儀器，每次讀數(shù)前均需將該水準泡精確置平）；用下式可計算出豎直度盤指標(biāo)差I(lǐng)（秒）；

11．望遠鏡調(diào)焦運行誤差的檢定：

將經(jīng)緯儀安置在檢定臺上，精確整平儀器；轉(zhuǎn)動儀器照準部，瞄準檢調(diào)管無窮遠分劃板，再轉(zhuǎn)動檢調(diào)管調(diào)整手輪至zui短視距，調(diào)焦經(jīng)緯儀使檢調(diào)管目標(biāo)十字線分劃板清晰，看經(jīng)緯儀十字絲與檢調(diào)管十字絲是否重合，若不重合，左右位置調(diào)整檢調(diào)管工作臺千分螺絲，使兩十字線豎絲重合；上下位置升降立式多齒分度臺，使兩十字線橫絲重合（此時各鎖緊螺釘均應(yīng)固緊，經(jīng)緯儀精確整平）。上述操作應(yīng)反復(fù)進行至無窮遠及zui短視距時兩十字絲中心均重合。

經(jīng)緯儀以盤左位置從zui短視距到無窮遠對各目標(biāo)逐個瞄準，并讀取水平角讀數(shù)，再從無窮遠到zui短視距進行上述檢定作為返測，取各點往返測讀數(shù)的平均值Li。

若要求更高檢定精度，則將檢調(diào)管繞其光軸旋轉(zhuǎn)180°，重復(fù)上述操作，取兩次結(jié)果的平均值為zui終結(jié)果。 

12．照準部偏心差和水平度盤偏心差的檢定：

按照檢定規(guī)程操作即可。 

13．光學(xué)對中器的視準軸與豎軸的同軸度的檢定：

固定經(jīng)緯儀的儀器座，調(diào)整經(jīng)緯儀三底腳螺釘，使光學(xué)對中器分劃板中心與升降螺桿中0.6m和分劃板中心重合，轉(zhuǎn)動照準部，觀測距經(jīng)緯儀0.6ｍ處分劃板上的zui大變化量；再調(diào)整經(jīng)緯儀三底腳螺釘，使光學(xué)對點器的視軸與升降螺桿中1.5m處分劃板中心重合，轉(zhuǎn)動照準部，觀測距經(jīng)緯儀和1.5m處分劃板上的zui大變化量。取上述檢定所得的zui大變化量值的一半為檢定結(jié)果。 

14.豎盤指標(biāo)自動補償誤差的檢定

將附件微傾工作臺安裝在儀器工作臺上，將經(jīng)緯儀安置在微傾工作臺上，使經(jīng)緯儀望遠鏡與平行光管視軸等高，整平經(jīng)緯儀。

以平行光管分劃板十字絲為目標(biāo)，調(diào)整微傾狀態(tài)，使經(jīng)緯儀先后處于5個狀態(tài)（經(jīng)緯儀豎軸位于鉛垂、前傾、后傾、左傾、右傾2′的整置狀態(tài)為i＝1、2、3、4、5）。每個狀態(tài)進行兩個測回（測回號j＝1、2）。讀取豎直度盤讀數(shù)正、倒鏡讀數(shù)Lij、Rij，得各狀態(tài)正、倒鏡讀數(shù)平均值Li、Ri。計算各狀態(tài)的天頂距或豎盤指標(biāo)差：

15．一測回水平方向標(biāo)準偏差及測角示值誤差的檢定：

精確整平儀器后，對經(jīng)緯儀進行水平方向角觀測，其測目數(shù)及各測回水平度盤的整置按檢定規(guī)程要求執(zhí)行。

立式多齒分度臺置于0°，轉(zhuǎn)動照準部照準光管目標(biāo)，轉(zhuǎn)動度盤變換鈕置水平度盤于0°，順時針方向旋轉(zhuǎn)照準部一周，盤左位置將經(jīng)緯儀瞄準光管，讀數(shù)兩次，立式多齒分度合按預(yù)先布點逆時針方向旋轉(zhuǎn)至第2檢定位置，經(jīng)緯儀照準部以順時針方向旋轉(zhuǎn)并照準光管目標(biāo)，讀數(shù)兩次。以同樣的方向檢定3，4，…，ｎ位置，zui后回到零位?；亓阕x數(shù)不參與測回水平方向標(biāo)準偏差計算，回零差超過規(guī)程要求時需重做該測回。

望遠鏡翻轉(zhuǎn)180°，逆時針方向旋轉(zhuǎn)照準部照準目標(biāo)，盤右位置讀數(shù)兩次，立式多齒分度臺順時針方向轉(zhuǎn)到第2檢定位置，經(jīng)緯儀照準部以逆時針旋轉(zhuǎn)照準目標(biāo)，進行第2位置檢定。以同樣的方向檢定3， 4，…， ｎ位置，zui后回到零位。

16．一測回豎直角標(biāo)準偏差及測角示值誤差的檢定：

這一檢定接檢定規(guī)程規(guī)定，在度盤范圍內(nèi)，取大致均布的6～12個位置（或根據(jù)需要取更多點數(shù)），必須包括臥式多齒分度臺90°位置，建議每10齒做一測點，在90°正、負各取5點，即 57°23′28.7″、63°54′46.96″、70°26′5.22″、76°57′23.48″、83°28′41.74″、 90°、96°31′18.26″、103°2′36.52″、109°33′54.78″、116°5′13.04″、122°36′31.3″十一個目標(biāo)，臥式多齒分度臺轉(zhuǎn)過一個角度，經(jīng)緯儀瞄準目標(biāo)，進行盤左和盤右觀測。在每一位置觀測時，得觀測值Lij、Rij。在每一位置觀測時，讀數(shù)兩次取平均值。

檢定方法：

1、豎軸運轉(zhuǎn)誤差和豎軸整置誤差

將水準儀安置在工作臺上，使望遠鏡視軸方向與任意兩個腳螺旋位置平行，整置氣泡居中（吻合），將望遠鏡旋轉(zhuǎn)180°，若氣泡偏離，分別, 用微傾螺旋和腳螺旋各調(diào)一半，再將望遠鏡轉(zhuǎn)至90°位置，用另一只腳螺旋使水泡居中，反復(fù)上述操作，直至準確整平水準儀，然后每隔約45°轉(zhuǎn)動望遠鏡，觀察氣泡每一位置的偏移量，共轉(zhuǎn)兩周，取zui大量作為檢定結(jié)果。

在豎軸運轉(zhuǎn)誤差檢定后，觀察水準儀上直交型或圓水準泡是否居中，水準儀旋轉(zhuǎn)至任一位置時，該水準器的zui大偏移量為豎軸整置誤差 

2、望遠鏡分劃板橫絲與豎軸的垂直度

水準儀固定在工作臺上，瞄準目標(biāo)平行光管十字絲交點，轉(zhuǎn)動水準儀水平微動手輪使光管十字絲交點沿望遠鏡分劃板橫絲一端移至另一端，在光管豎絲上讀取偏移量ε，則垂直度μ按下式計算：

3. 望遠鏡視軸與管狀水準泡軸在水平面內(nèi)投影的平行度（交叉誤差）

水準儀安置在儀器上，使Ｂ、Ｃ兩腳螺旋的連線垂直于視軸如圖２，固定并整平儀器，水準儀瞄準自準直光管，管狀水泡符合，以水準儀橫絲在光管分劃板上讀數(shù)d1，用Ｂ、Ｃ兩腳螺旋以相反方向轉(zhuǎn)動，在水準儀目鏡中觀察到分劃板如圖３，即水準儀橫絲與分劃板橫絲刻度70格處相交，與分劃板堅絲相交在1.8格處，表明水準儀整體繞望遠鏡軸旋轉(zhuǎn)約1.5°。符合管狀水泡，以水準儀橫絲在光管分劃板上讀數(shù)d2。

按上述操作方法，使儀器向另一側(cè)旋轉(zhuǎn)1.5°，得讀數(shù)d3和d4。

管狀水準泡偏離居中位置β與儀器交叉誤差Ｅ的計算式如下：

4.視準線誤差（ｉ角）

水準儀安置在儀器上，整平后瞄準光管分劃板，管狀水泡符合，以水準儀橫絲在分劃板豎絲上讀數(shù)d1（帶正負號，格），臥式多齒分度臺轉(zhuǎn)180°，望遠鏡旋轉(zhuǎn)180°，瞄準光管分劃板，同樣讀數(shù)d2，ｉ角計算式如下：

5.望遠鏡調(diào)焦運行誤差

水準儀固定在儀器上，檢調(diào)管調(diào)焦至無窮遠位置，整平水準儀，照準檢調(diào)管，使水準儀十字絲與目標(biāo)分劃飯十字絲重合；將檢調(diào)管調(diào)至近點，水準儀調(diào)焦至近點，若兩十字絲不重合，上下通過升降工作臺調(diào)整，左右通過檢調(diào)管工作臺上微調(diào)絲桿調(diào)整，如此反復(fù)操作，直至檢調(diào)管無窮遠和近點目標(biāo)均在水準儀十字絲交點為止。

水準儀近點到無窮遠點依次將望遠鏡調(diào)焦至檢調(diào)管各點目標(biāo)十字線清晰，看分劃中心與檢調(diào)管是否重合，如不重合，左右方向通過檢調(diào)管微調(diào)絲桿讀取誤差，上下方向通過與水平方向?qū)Ρ裙莱稣`差。再由無窮遠點到近點重復(fù)上述操作，取各點往返兩次讀數(shù)的平均值A(chǔ)；

 注意事項   Precautions

1、儀器在使用過程中，禁止在臥式多齒分度臺上的自準直光管及平衡支架上放置物品；限位裝置是用來防止超過極限工作位置，不得撞擊，臥式多齒分度臺在轉(zhuǎn)動過程中，應(yīng)避免與立式多齒分度臺和經(jīng)緯儀相碰，以免影響儀器精度或造成儀器損壞。

2、多齒分度臺在使用過程中，必須注意只有在手柄旋轉(zhuǎn)180°，即上、下齒盤*脫離嚙合時，才能轉(zhuǎn)動；在轉(zhuǎn)動過程中，禁止旋轉(zhuǎn)手柄，以免碰壞齒盤，影響精度；只有在齒盤轉(zhuǎn)動到位，刻度線與指標(biāo)線對準，用手扶住齒盤刻度圈，轉(zhuǎn)動手柄，使齒盤輕輕嚙合，應(yīng)避免撞擊。當(dāng)轉(zhuǎn)動手柄嚙合齒盤感覺有阻力時，不能強行嚙合，應(yīng)反轉(zhuǎn)手柄，讓齒盤轉(zhuǎn)動微小角度后，再嚙合，否則會損壞齒盤。

3、儀器上所有螺釘，未經(jīng)許可，不得隨意拆卸，以免影響儀器精度。