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計(jì)量論壇

標(biāo)題: 水平尺的校準(zhǔn) [打印本頁]

作者: nmzzcd 時(shí)間: 2010-7-2 22:06
標(biāo)題: 水平尺的校準(zhǔn)
請(qǐng)教各位高手，如果我沒有合適的可調(diào)支架來校準(zhǔn)水平尺的示值誤差，那么我能否用光學(xué)分度頭來校準(zhǔn)？如果可行，那么示值誤差如何計(jì)算？

作者: xqbljc 時(shí)間: 2010-7-8 22:24
根據(jù)工作中遇到的實(shí)際情況，水平尺絕大部分沒有示值誤差可校準(zhǔn)，包括許多標(biāo)出分度值的。因?yàn)樗匠呓^大部分只有居于水泡兩側(cè)的兩條刻線，有什么示值誤差可校準(zhǔn)呢？！如果有示值誤差可校準(zhǔn)（也就是有多條刻線的話），卻沒有合適的可調(diào)支架來校準(zhǔn)水平尺的示值誤差，那么完全可以用分度頭來校準(zhǔn)。示值誤差計(jì)算應(yīng)該還是比較簡(jiǎn)單的，那就是分度頭讀取值減去水平尺的標(biāo)稱值（標(biāo)稱值＝水平尺分度值×相應(yīng)的刻線數(shù)）。

作者: 規(guī)矩灣錦苑 時(shí)間: 2010-7-9 15:26
回復(fù) 1# nmzzcd

具體問題具體分析。要看你的光學(xué)分度頭的分度值和被檢水平尺的分度值來定。
　　例如根據(jù)JJG57分度頭檢定規(guī)程規(guī)定，分度值10″以上的分度頭示值誤差最大允許值為±20″，折合成線性值是0.10mm/m，分度值為5″和1″的分度頭示值誤差最大允許值為±10″和2″。根據(jù)JJF1085水平尺校準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，以長(zhǎng)度＞160～250mm，分度值為0.5、1、2 mm/m的水平尺為例，最大允許誤差是0.10mm/m。
　　顯然分度頭的示值誤差和被檢水平尺的示值誤差大小一樣了，還怎么檢定啊。檢定＞160～250mm，分度值10 mm/m的水平尺，其最大允許誤差是0.30mm/m，0.10mm/m是0.30mm/m的1/3，還勉強(qiáng)可以用。但是如果你的分度頭分度值是1″，其示值誤差2″折合成線性值為0.01mm/m，是0.10mm/m和0.30mm/m的1/10以下，用來檢定它應(yīng)該是綽綽有余了。

作者: xqbljc 時(shí)間: 2010-7-11 08:37
在探討問題之前，首先糾正樓主及后面跟帖的（包括本人）一個(gè)錯(cuò)誤的說法，那就是依據(jù)JJF1085-2002《水平尺》校準(zhǔn)規(guī)范只能對(duì)水平尺的分度值誤差進(jìn)行校準(zhǔn)（非檢定），所謂水平尺的示值誤差被校準(zhǔn)項(xiàng)目是不存在的。我們應(yīng)該清楚的一點(diǎn)就是水平尺的分度值誤差與不存在的被校準(zhǔn)項(xiàng)目示值誤差完全是兩件事情。
   如上面所講，需要將自己在2樓的回復(fù)修改如下：根據(jù)工作中遇到的實(shí)際情況，水平尺絕大部分沒有分度值誤差可校準(zhǔn)，包括許多標(biāo)出分度值的水平尺。因?yàn)樗匠呓^大部分只有居于水泡兩側(cè)的兩條刻線，有什么分度值誤差可校準(zhǔn)呢？！如果有分度值誤差可校準(zhǔn)（也就是有多條刻線的話），卻沒有合適的可調(diào)支架來校準(zhǔn)水平尺的分度值誤差，那么完全可以用分度頭來校準(zhǔn)。水平尺分度值誤差計(jì)算應(yīng)該還是比較簡(jiǎn)單的，那就是分度頭分別旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的位置后，水平尺分度值誤差＝1-（ai-ai-1），式中的ai、ai-1為水平尺讀數(shù)，格，（紅色字體為下標(biāo)）。
   樓上有人談到根據(jù)JJG57-1999《光學(xué)、數(shù)顯分度頭》規(guī)程的規(guī)定，“分度值10″以上的分度頭示值誤差最大允許值為±20″，分度值為5″和1″的分度頭示值誤差最大允許值為±10″和2″”這樣的說法是沒有根據(jù)，起碼是不合適的。如果示值誤差是用±來表示的，那就應(yīng)該是峰峰值，就不應(yīng)該寫作最大允許值為±20″，而應(yīng)該寫作不超過±20″，而JJG57規(guī)程在分度頭示值誤差技術(shù)指標(biāo)用的是公差帶的概念，也就是分度值10″以上的分度頭示值誤差最大允許值為20″，分度值為5″和1″的分度頭示值誤差最大允許值為10″和2″，這些技術(shù)指標(biāo)均沒有±可言，按照J(rèn)JG57規(guī)程給出的公式δ=（δmax一δmin），則分度頭示值誤差肯定為正值。事情說的羅嗦了些，目的是基礎(chǔ)的東西不要產(chǎn)生誤導(dǎo)。
樓上有人還談到根據(jù)JJF1085-2002《水平尺》校準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定，“以長(zhǎng)度＞160～250mm，分度值為0.5、1、2 mm/m的水平尺為例，最大允許誤差是0.10mm/m。分度值10 mm/m的水平尺，其最大允許誤差是0.30mm/m”。上述說法同樣是沒有根據(jù)的。首先大家都清楚的一點(diǎn)，水平尺的分度值誤差肯定與其長(zhǎng)度沒有什么關(guān)系，而只會(huì)與水平尺上水準(zhǔn)泡的曲率半徑、刻線距離和刻線寬度、寬度差等有關(guān)。再者根據(jù)JJF1085的規(guī)定“水平尺任意一分度值的誤差不大于標(biāo)稱分度值的20％，也就是講分度值為0.5、1、2 、5和10mm/m的水平尺，其分度值誤差分別為0.1、0.2、0.4、1和2mm/m，所以引用技術(shù)指標(biāo)一要有根據(jù)，二要仔細(xì)認(rèn)真。
   從上面談到我們是對(duì)水平尺的分度值誤差進(jìn)行校準(zhǔn)（非檢定），所謂水平尺的示值誤差被校準(zhǔn)項(xiàng)目是不存在的情況，以及分度頭的示值誤差和水平尺的分度值誤差兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)來看，除這兩個(gè)檢/校項(xiàng)目不同外（不搭界），分度頭的示值誤差是在360°的范圍里，而水平尺的分度值誤差是在一般不會(huì)超過60″的范圍里，所以在這里談?wù)?/3～1/10的計(jì)量器具選擇原則顯然是非常不靠譜的。
   那么用用光學(xué)分度頭校準(zhǔn)水平尺的分度值誤差是否可以保證測(cè)量結(jié)果的不確定度呢？這應(yīng)該是樓主和大家都關(guān)心的事情。但最奇怪的是JJF1085-2002《水平尺》校準(zhǔn)規(guī)范竟然沒有給出測(cè)量結(jié)果的不確定度，真無法想象這樣先天性不足的規(guī)范如何躲過了修訂國(guó)家校準(zhǔn)規(guī)范必須提供測(cè)量結(jié)果的不確定度的硬性規(guī)定，并經(jīng)審定被通過和頒發(fā)的。
   個(gè)人的看法，根據(jù)JJF1085規(guī)范6.2.6水平尺的分度值誤差用專用校準(zhǔn)臺(tái)與百分表進(jìn)行校準(zhǔn)，加上后面的圖5和文字描述，以及附錄B中專用校準(zhǔn)臺(tái)的技術(shù)要求（平面度要求），可以說用分度頭校準(zhǔn)水平尺的分度值誤差在不確定度方面應(yīng)該是可以滿足的，甚至在經(jīng)濟(jì)性方面應(yīng)該是有些“奢侈”的。

作者: 規(guī)矩灣錦苑 時(shí)間: 2010-7-11 16:53
本帖最后由規(guī)矩灣錦苑于 2010-7-11 17:07 編輯

1.首先，樓主的問題是什么，樓主問的是“沒有合適的可調(diào)支架來校準(zhǔn)水平尺的示值誤差”，“能否用光學(xué)分度頭來校準(zhǔn)”。JJF1085與樓主問題相關(guān)的有兩條，一條是4.3 條和6.2.4條“線紋尺的示值誤差”，另一條是4.5條和6.2.6條“水平尺的分度值誤差”。顯然樓主所謂的“水平尺示值誤差”指的是“水平尺的分度值誤差”。
2.應(yīng)該承認(rèn)水平尺“絕大部分只有居于水泡兩側(cè)的兩條刻線”，不存在多條刻線，也就不存在示值誤差。可是JJF1085的4.3條說分度值誤差是指“水平尺任意一分度值的誤差不大于標(biāo)稱分度值的20%”，這個(gè)“任意一分度值”如何理解？說明仍然存在著兩條刻線以上的水平尺。因此才有分度值誤差的檢定項(xiàng)目。從6.2.4條的計(jì)算公式看，分度值誤差Δa等于1－（后一刻線讀數(shù)ai－前一刻線讀數(shù)a(i-1)），而且水平尺讀數(shù)的計(jì)量單位是“格”，那個(gè)下標(biāo)i都表明不僅僅是一條刻線。
3.非常誠懇的接受xqbljc老師的批評(píng)，我的確太毛糙了。①我把JJF1085表1的平面度要求看成了分度值誤差要求了；②由于上述的錯(cuò)誤，把水平尺的分度值誤差理解成是平面度按水平尺的工作面長(zhǎng)度不同而不同了，實(shí)際上分度值誤差就是“不大于標(biāo)稱分度值的20％”；③分度頭的示值誤差是“正、反方向上最大值與最小值之差”類似于公差帶的概念，不同于卡尺、千分尺等的示值誤差允許正負(fù)兩個(gè)方向的偏差。再次感謝xqbljc老師的指正，避免了我的這些錯(cuò)誤給量友們的誤導(dǎo)。
4.我仍然強(qiáng)調(diào)的是具體問題具體分析。要看光學(xué)分度頭的分度值和被檢水平尺的分度值來確定是否可以用來檢定水平尺。水平尺規(guī)格中最小分度值為0.5mm/m，分度值誤差允許值就是0.5×20%＝0.1mm/m，分度值10″的分度頭示值誤差最大允許值為20″，折合成線性值也是0.10mm/m，分度頭的示值誤差和被檢水平尺的分度值誤差允許值大小一樣了，還是不能用來檢定的。
5.其實(shí)JJF1085規(guī)定的“轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)”（可調(diào)支架）并不難做，一個(gè)長(zhǎng)1m以上，適當(dāng)厚度和寬度的鋼板磨一下就行了，百分表和千斤頂應(yīng)該是隨處可見，實(shí)在不行找兩個(gè)螺栓螺帽就可以（因?yàn)檎{(diào)整幅度并不大）。關(guān)鍵是控制兩個(gè)千斤頂?shù)闹行木嚯x控制在(1000±3)mm或者(500±3)mm，實(shí)際上就是兩個(gè)支撐點(diǎn)的距離誤差最好控制在不要超過千分之五。

作者: xqbljc 時(shí)間: 2010-7-11 21:39
強(qiáng)調(diào)如下3點(diǎn)：
   1.根據(jù)工作中遇到的實(shí)際情況，水平尺絕大部分沒有分度值誤差可校準(zhǔn)。包括許多標(biāo)出分度值的水平尺。因?yàn)樗匠呓^大部分只有居于水泡兩側(cè)的兩條刻線，有什么分度值誤差可校準(zhǔn)呢？！當(dāng)然不排除極少數(shù)的個(gè)別水平尺有多條刻線，貌似有分度值誤差可校準(zhǔn)。也可以講水平尺的分度值誤差不管從使用或校準(zhǔn)角度均不是主要項(xiàng)目，水平尺主要是用來檢測(cè)水平位置的，真正用來進(jìn)行小角度測(cè)量的應(yīng)該說并沒有。所以水平尺的主要技術(shù)指標(biāo)或校準(zhǔn)項(xiàng)目應(yīng)該是水平尺的零位誤差。
   2.如果講只有極少數(shù)的個(gè)別水平尺（水準(zhǔn)泡兩側(cè)有多條刻線）可能有需要校準(zhǔn)的分度值誤差項(xiàng)目，當(dāng)然根據(jù)本人工作中了解到的情況，水平尺水準(zhǔn)泡兩側(cè)有多條刻線不排除部分?jǐn)?shù)量的被校水平尺刻線是用來裝樣即“裝飾”的，也確實(shí)沒有什么實(shí)際意義。另外如果講水平尺水平位置的水準(zhǔn)泡需要校準(zhǔn)分度值誤差，那么鉛垂位置與45°的水準(zhǔn)泡是否也需要校準(zhǔn)各自的分度值誤差，顯然是把不主要的，絕大部分不存在的東西小題大做了。
   3.用分度頭在0～360°范圍的示值誤差來確定是否可以用來校準(zhǔn)范圍一般不超過60″的水平尺的分度值誤差，明顯是不搭界也不合適的事情。另外既然JJF1085-2002《水平尺》校準(zhǔn)規(guī)范都可以將測(cè)量結(jié)果的不確定度給以缺失，盡管該規(guī)范的最后要求校準(zhǔn)證書要給出測(cè)量結(jié)果的不確定度，但“己所不為”也就不應(yīng)該苛求他人了。當(dāng)然我還是認(rèn)為用分度頭校準(zhǔn)水平尺的分度值誤差在測(cè)量結(jié)果的不確定度方面應(yīng)該是可以滿足的，甚至在經(jīng)濟(jì)性方面應(yīng)該是有些“奢侈”的。

作者: 規(guī)矩灣錦苑 時(shí)間: 2010-7-12 18:22
回復(fù) 6# xqbljc

　完全同意你強(qiáng)調(diào)的三點(diǎn)。但是畢竟還是沒有排除有兩條刻度以上的水平尺，如果有，就存在分度值誤差的校準(zhǔn)問題，如果沒有，的確應(yīng)該建議校準(zhǔn)規(guī)范的編制人員和審批部門刪除JJF1085中有關(guān)分度值誤差的校準(zhǔn)要求和校準(zhǔn)方法的相關(guān)條款，既然水平尺的測(cè)量功能這么粗糙，只要保留水平尺的零位誤差就足夠了。
　　另外我還是覺得，對(duì)于分度頭的檢定規(guī)程規(guī)定的示值誤差，并沒有說不超過60″時(shí)的示值誤差應(yīng)該小于檢定規(guī)程規(guī)定的示值誤差允許值多少多少。不像百分表分別規(guī)定了全行程示值誤差，任一轉(zhuǎn)示值誤差，相鄰示值誤差。在小范圍測(cè)量時(shí)可以不考慮全行程示值誤差，只要考慮任一轉(zhuǎn)示值誤差或者相鄰示值誤差就可以了。因此應(yīng)該理解為分度頭在不超過60″內(nèi)的示值誤差也允許不超過檢定規(guī)程規(guī)定的示值誤差允許值。何況不超過60″的示值誤差并沒有經(jīng)過檢定，我們沒有證據(jù)和理由相信60″內(nèi)的示值誤差就一定比全行程的示值誤差好多少。
　　選擇測(cè)量設(shè)備（包括選擇計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)），我也贊同你的關(guān)于不能太“奢侈”，要注意經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)。但是，是否經(jīng)濟(jì)應(yīng)該是在保證測(cè)量過程的計(jì)量要求前提之下，只要確保計(jì)量要求，應(yīng)該是越經(jīng)濟(jì)越好。是否保證了計(jì)量要求，是需要拿數(shù)據(jù)說話的。

作者: 玲小妞 時(shí)間: 2010-7-18 18:03
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作者: xqbljc 時(shí)間: 2010-7-18 19:07
水平尺是水平儀嗎？這一問題還真沒有結(jié)論性的東西，試著談一下個(gè)人意見吧：
   這里談到的水平尺或水平儀，僅指水準(zhǔn)泡結(jié)構(gòu)讀數(shù)的，因?yàn)樗匠呋蛩絻x還有電子的，另外水平儀還有水準(zhǔn)泡結(jié)構(gòu)加機(jī)械杠桿的（如合像水平儀）。
   水平尺相對(duì)水平儀來講應(yīng)該比較粗糙，主要用來測(cè)量建筑或一般設(shè)備安裝（如電梯）的水平位置狀況。一般未見到用來進(jìn)行小角度測(cè)量的。水平尺除可以進(jìn)行水平位置狀況的測(cè)量外，還可以進(jìn)行鉛垂位置狀況測(cè)量，當(dāng)然水平儀也可以進(jìn)行一般準(zhǔn)確度的垂直度測(cè)量。但水平尺還可進(jìn)行45°位置狀況的測(cè)量（相對(duì)于水平面），另外水平儀的水準(zhǔn)泡都是玻璃經(jīng)研磨加工而成，而水平尺的水準(zhǔn)泡除玻璃經(jīng)研磨加工而成外，也有塑料直接加工成形的。
   總之，通過前面談到的情況，按計(jì)量行業(yè)的習(xí)慣分類，水平尺不應(yīng)是水平儀，但它們有許多共同的東西。

作者: nmzzcd 時(shí)間: 2010-7-19 18:57
謝謝各位高手！

作者: 玲小妞 時(shí)間: 2010-7-20 20:08
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作者: Ntesla 時(shí)間: 2010-10-7 06:47
學(xué)習(xí)了~~~~~~~

作者: qc02071402 時(shí)間: 2011-2-27 21:57
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作者: xqbljc 時(shí)間: 2011-2-27 22:23
回復(fù) 13# qc02071402

水平尺沒有什么顯示裝置，所謂讀數(shù)，就是水準(zhǔn)泡所處的位置相對(duì)于水準(zhǔn)泡上的刻線偏離的狀況。后面你提到的什么“一個(gè)三角形的支架，中間嵌了個(gè)水泡”等等（猜測(cè)是圓水準(zhǔn)泡），我確實(shí)沒有看明白，不好不負(fù)責(zé)任的亂講一氣，清涼解。

作者: qc02071402 時(shí)間: 2011-3-1 20:46
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作者: xqbljc 時(shí)間: 2011-3-2 11:28
回復(fù) 15# qc02071402

看了你上傳的圖片，終于明白你講的所謂“三角形的支架，中間嵌了個(gè)水泡”是什么東西了，這決不是什么水平尺，也不是水平儀，而是主要用于機(jī)械、木模加工中角度、長(zhǎng)度、高度測(cè)量及中心定位的的一個(gè)組成部件。它的校準(zhǔn)依據(jù)是JJF1132-2005《組合式角度尺》校準(zhǔn)規(guī)范，在JJF1132-2005中的圖1結(jié)構(gòu)示意圖中，可以看出，你上傳的圖片所謂“三角形的支架，中間嵌了個(gè)水泡”就是圖中（5）角度尺和（6）水準(zhǔn)器，此水準(zhǔn)器沒有什么分度值，是測(cè)量時(shí)做參考用的，所以不需要校準(zhǔn)，也不需要去求這個(gè)具體的量。
你上傳的圖片，應(yīng)該講照相的角度問題，所以有些變形，組合式角度尺中的（5）角度尺與（4）直尺構(gòu)成90°時(shí)，其角度偏差為±8′，（5）角度尺與（4）直尺構(gòu)成45°時(shí)，其角度偏差為±10′。

作者: qc02071402 時(shí)間: 2011-3-2 20:42
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作者: xqbljc 時(shí)間: 2011-3-5 13:20
回復(fù) 17# qc02071402

你上傳圖片的坡度尺，應(yīng)該是溫州生產(chǎn)的。JJF1110里6.6.1的文字描述，可以說不是很到位，所謂中間刻線實(shí)際上并不在水準(zhǔn)泡的中間，所以容易引起人們的誤解。但如果你把校準(zhǔn)零值誤差的原理搞清楚了，還是能夠看懂規(guī)范中的文字描述的。在平板上校準(zhǔn)坡度尺的零值誤差，平板就是一個(gè)基準(zhǔn)平面，坡度尺在平板的同一位置調(diào)轉(zhuǎn)180°，兩位置的讀數(shù)分別為坡度尺的零值誤差與平板的水平誤差的疊加，只不過兩位置的零值誤差符號(hào)是相反的，所以兩次讀數(shù)的差值（抵消平板的水平誤差后）就是坡度尺零值誤差的兩倍，則一半即為坡度尺的零值誤差。這個(gè)坡度尺零值誤差的校準(zhǔn)與水平尺、水平儀應(yīng)該是相同也相通的，只不過坡度尺是通過讀數(shù)裝置（指示表）讀出，而水平尺、水平儀是通過相對(duì)同一側(cè)的刻線偏離狀況估讀出來的。
溫州生產(chǎn)的坡度尺其出廠說明書上描述的非常不清楚，也不知道這樣的產(chǎn)品是如何獲所謂的地方優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品稱號(hào)的。坡度尺指示表上顯示“每格=1/1000”，其單位肯定不會(huì)是m，而應(yīng)該是弧度（rad），只不過弧度的單位可以寫，也可以不寫，所以引起人們的猜疑。既然每格=1/1000（rad），根據(jù)換算系數(shù)206265，1/1000（rad）=206.265″，也就是相當(dāng)于200″，另外根據(jù)坡度的定義，它應(yīng)該是一個(gè)比值，所以通常1/1000=1mm/m（但mm/m并不是個(gè)單位，只是個(gè)換算因子1/1000），由于坡度尺的分度值為1/1000（rad）或1mm/m，相當(dāng)于一般常見水平儀分度值的20～50倍，所以坡度尺是一種比較粗糙的角度計(jì)量器具。
你下面提出關(guān)于示值誤差校準(zhǔn)的問題，我沒有看明白，但只要把坡度尺的結(jié)構(gòu)原理及分度值搞清楚了，并知道坡度尺兩支腳的距離，那么示值誤差的校準(zhǔn)計(jì)算是會(huì)很容易搞清楚的。這些東西僅僅用初中數(shù)學(xué)中的“相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例”就可以理解、計(jì)算并解決。

作者: qc02071402 時(shí)間: 2011-3-7 20:36
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作者: jsyzwgh 時(shí)間: 2012-2-1 17:18
回復(fù) 8# 玲小妞

分度值0.5mm/m以上的是水平尺，分度值小于0.5mm/m是水平儀

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