水平儀零位校準及調整方法

水平儀零位校準及調整方法

袁南香

一、水平儀零位誤差產生的原因
    運輸、放置、震動、溫度、磨損以及黏膠老化等因素都會造成水平儀零位不準確，因而在使用前應進行水平儀零位示值誤差正確性檢查。在實驗室校準的過程中，也是先檢查零位正確性，再進行下一步校準工作。
   
二、水平儀零位校準方法
    框式、條式水平儀零位校準有兩種方法:一是在大致水平的平板(或機床導軌)上對零位誤差的正確性進行檢查；二是依據JJF1084-2002《框式水平儀和條式水平儀校準規范》校準零位誤差。現分述如下:
    1.在大致水平的平板(或機床導軌)上檢查零位誤差的正確性。如圖1所示，將水平儀放在基礎穩固、大致水平的平板(或機床導軌)上，待氣泡穩定后，在一端(如左端)讀數，且定為零。再將水平儀調轉180°，仍放在平板原來的位置上，通常放一個定位塊為宜，待氣泡穩定后，仍在原來一端(左端)讀數(A格)，則水平儀零位示值誤差為1/2A格，該值應符合表1的規定。
   

    圖1


    表1  水平儀零位誤差

    2.依據JJF1084-2002在水平儀零位檢定器上進行零位誤差校準。
    JJF1084-2002介紹了以5種不同工作面為基準的零位誤差校準方法，下面以6.2.4.1款為例說明，即采用下平工作面為基準的零位誤差進行介紹。
    如圖2所示，測量前將(經過打磨清洗)量面清潔的被校水平儀放在水平儀零位檢定器的工作臺上，緊靠定位塊，待氣泡穩定后在氣泡的一端讀數a1；然后將水平儀調轉180°，準確地放在原位置，按照第一次讀數的一邊記下氣泡另一端的讀數a2，兩次讀數差的一半為零位誤差。根據表1要求，進行合格與否的判斷。
   

    圖2

    如果零位誤差超過表1許可范圍，則需調整水平儀零位調整機構(調整螺釘或螺母)，使零位誤差減小至允許范圍以內。不得隨意擰動非規定調整的螺釘、螺母。校準、調整前水平儀工作面與平板等校準臺面必須擦拭干凈。調整后螺釘或螺母等件必須固緊。
   
三、水平儀零位誤差調整方法
    水平儀零位調整以零位調整裝置數量及所在部位分類，大致歸為以下兩類:
    1.一側可調式
    兩側均有兩個固定螺釘，一端起固定作用，另一端作為調整機構，如圖3所示。可用專用扳手或螺絲刀前后兩邊調整。
   

    圖3

    調整工作面零位誤差在平板上進行:先把調整機構(見圖3)擋蓋取下，可見兩個調整緊固螺釘，將水平儀放在平板上緊靠定位塊，待氣泡穩定后按氣泡的左端(A端)讀數aA，然后將水平儀旋轉180°，準確地放在原位置，按照第一次讀數的一邊記下氣泡另一端(B端)的讀數aB。若aB>aA，則B端高，用扳手調整螺釘，使氣泡向低的一端移動1/2(aB-aA)格。靜止半小時后再重新測試，按同樣方法進行調整。待零位誤差達到要求后，一定要用微調調整機構扳手將螺絲擰緊。最終零位誤差符合JJF1084-2002的要求后，在平板上放置4h，再次進行測量，判斷其是否合格。有時會遇到仍超差的情況，一般會在玻璃管刻度2格內，這時采用的方法是不動先前的調整處螺釘，而是用起子微旋轉微調調整機構(見圖3)的螺釘。再放置4h重新測量，直到合格為止。固定式的無任何調整裝置的水平儀，零位不正確時只有通過修磨測量面或重新換氣泡的辦法調整。只限于分度值大、準確度較低的水平儀或水平尺。
    2.一側有小圓孔，或水平儀角尺面上有一套螺釘調整裝置類
    遇到一側有小圓孔的，一般水平儀上會注有“調零”字樣。此類調整簡單，在開口孔處用起子旋轉可調圓柱調整零位。若遇到水平儀角尺面上有一套螺釘調整裝置的，先用扳手松開調整裝置的鎖緊螺母，然后轉動調整螺釘，把水平儀的零位調整到允差范圍內。當然，此條所述的水平儀仍在平板上調整，操作和判別方法如前所述。
    另補充水準泡松動的調整經驗:首先檢查水準泡是否脫落、微松動或漏氣。水準管脫落易判斷，打開水準管蓋板，用手輕撥有松動，說明水準管脫落；如果水準泡的氣泡長度與其中央兩長刻線之間的距離，或者水準管中根本沒有氣泡，就可知漏氣。對于水準泡微松動現象，判斷較難，在上述現象都不明顯存在的情況下，校準中發現示值嚴重超差，在檢查外觀及各部分相互作用中零位調整機構松動現象已排除，往往實際工作中零位誤差調整老是調不到位時，就要懷疑是玻璃水準管與托架有微松動，遇到這種情況最麻煩。
    筆者有兩種處理意見:一是用502速溶膠滴在玻璃水準管與托盤的黏合處。這種方法以筆者的經驗不是每次都能解決問題。二是找個電烙鐵，最好是有溫控功能的，鉻鐵頭采用針式頭，溫度不宜過高，剛好能融化黏膠為宜。這是徹底的辦法。這么一點一點地卸，一般都能完整、安全地卸下玻璃管。重新粘牢或更換氣泡首先要調整水平儀示值檢定器的手輪，使其工作處于水平位置，再將水平儀放置在臺面上，旋轉水平儀的調整機構，使氣泡底座托架基本水平，再用AB雙管膠將水準管與底座托架固定好，使氣泡大致處于中間兩紅長刻線內，然后再對零位進行調整。AB膠一定要采用質量好、粘貼度好的膠，否則，達不到要求重新卸下就麻煩了。
    作者單位【四川省瀘州市計量測試所】

可以在0級以上的花崗石平板上進行校準，花崗石平板地腳是可以調整的。將水平儀放在平板上，通過平板的腳螺旋，居中水準氣泡，然后將水平儀旋轉180°，準確地放在原位置，如果有偏差，在水平儀上調整其量的1/2.。剩下1/2量，用平板的腳螺旋調至氣泡

居中，反復幾次，最后其零位偏差小于1/4格，就符合規范的要求了。如果在校準的過程中發現讀數變動性大，應該檢查測量面是否有凸起的部位，可在研磨平板上將凸起的部位磨去。還有水準管與托盤的黏合處開膠也會造成以上現象，可以用501膠水在直接滴在原來的地方，最好不要采用加熱的膠合方法，因為水準管里灌的是乙醚，受熱汽化會引起玻璃管破裂。