水平尺的校準(zhǔn)

請(qǐng)教各位高手，如果我沒(méi)有合適的可調(diào)支架來(lái)校準(zhǔn)水平尺的示值誤差，那么我能否用光學(xué)分度頭來(lái)校準(zhǔn)？如果可行，那么示值誤差如何計(jì)算？

根據(jù)工作中遇到的實(shí)際情況，水平尺絕大部分沒(méi)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(méi)有合適的可調(diào)支架來(lái)校準(zhǔn)水平尺的示值誤差，那么完全可以用分度頭來(lái)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(chēng)值（標(biāo)稱(chēng)值＝水平尺分度值×相應(yīng)的刻線數(shù)）。

回復(fù) 1# nmzzcd


    具體問(wèn)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(lái)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(lái)檢定它應(yīng)該是綽綽有余了。

在探討問(wèn)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(shuō)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(méi)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(méi)有合適的可調(diào)支架來(lái)校準(zhǔn)水平尺的分度值誤差，那么完全可以用分度頭來(lái)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(shuō)法是沒(méi)有根據(jù)，起碼是不合適的。如果示值誤差是用±來(lái)表示的，那就應(yīng)該是峰峰值，就不應(yīng)該寫(xiě)作最大允許值為±20″，而應(yīng)該寫(xiě)作不超過(guò)±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(méi)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(shuō)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(shuō)法同樣是沒(méi)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(méi)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(chēng)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(lái)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(guò)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(méi)有給出測(cè)量結(jié)果的不確定度，真無(wú)法想象這樣先天性不足的規(guī)范如何躲過(guò)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(guò)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(zhuān)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(zhuān)用校準(zhǔn)臺(tái)的技術(shù)要求（平面度要求），可以說(shuō)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(mǎn)足的，甚至在經(jīng)濟(jì)性方面應(yīng)該是有些“奢侈”的。

1.首先，樓主的問(wèn)題是什么，樓主問(wèn)的是“沒(méi)有合適的可調(diào)支架來(lái)校準(zhǔn)水平尺的示值誤差”，“能否用光學(xué)分度頭來(lái)校準(zhǔn)”。JJF1085與樓主問(wèn)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(shuō)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(chēng)分度值的20%”，這個(gè)“任意一分度值”如何理解？說(shuō)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(chéng)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(chēng)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(lèi)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(wèn)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(lái)確定是否可以用來(lái)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(lái)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(jiàn)，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(guò)千分之五。

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(méi)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(lái)檢測(cè)水平位置的，真正用來(lái)進(jìn)行小角度測(cè)量的應(yīng)該說(shuō)并沒(méi)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(lái)裝樣即“裝飾”的，也確實(shí)沒(méi)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(lái)確定是否可以用來(lái)校準(zhǔn)范圍一般不超過(guò)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(shū)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(mǎn)足的，甚至在經(jīng)濟(jì)性方面應(yīng)該是有些“奢侈”的。

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(méi)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(wèn)題，如果沒(méi)有，的確應(yīng)該建議校準(zhǔn)規(guī)范的編制人員和審批部門(mén)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(jué)得，對(duì)于分度頭的檢定規(guī)程規(guī)定的示值誤差，并沒(méi)有說(shuō)不超過(guò)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(guò)60″內(nèi)的示值誤差也允許不超過(guò)檢定規(guī)程規(guī)定的示值誤差允許值。何況不超過(guò)60″的示值誤差并沒(méi)有經(jīng)過(guò)檢定，我們沒(méi)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(guò)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(shuō)話的。

水平尺是水平儀嗎？這一問(wèn)題還真沒(méi)有結(jié)論性的東西，試著談一下個(gè)人意見(jiàn)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(lái)講應(yīng)該比較粗糙，主要用來(lái)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(jiàn)到用來(lái)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(guò)前面談到的情況，按計(jì)量行業(yè)的習(xí)慣分類(lèi)，水平尺不應(yīng)是水平儀，但它們有許多共同的東西。

謝謝各位高手！

學(xué)習(xí)了~~~~~~~

回復(fù) 13# qc02071402


    水平尺沒(méi)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(méi)有看明白，不好不負(fù)責(zé)任的亂講一氣，清涼解。

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(méi)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(wèn)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′。

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(shuō)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(guò)兩位置的零值誤差符號(hào)是相反的，所以?xún)纱巫x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(guò)坡度尺是通過(guò)讀數(shù)裝置（指示表）讀出，而水平尺、水平儀是通過(guò)相對(duì)同一側(cè)的刻線偏離狀況估讀出來(lái)的。
    溫州生產(chǎn)的坡度尺其出廠說(shuō)明書(shū)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(chēng)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(guò)弧度的單位可以寫(xiě)，也可以不寫(xiě)，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(jiàn)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(wèn)題，我沒(méi)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。

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