數(shù)字水平儀在橋板調(diào)完跨距清零問題

在測量平板中，數(shù)字水平儀要放在橋板上在平板的初始位置上調(diào)零（數(shù)字水平儀的相對零位），以后測完一個方向后，應(yīng)該測量其他方向，調(diào)整跨距，這時，水平儀要從橋板取下，進行跨距調(diào)整，調(diào)整后水平儀重新放回橋板，這時水平儀在新的方向上需不需要再次調(diào)零，（不調(diào)的話數(shù)字水平儀上shuju會特別大，因為橋板調(diào)完會有誤差，水平儀也不會放在原來的位置上）

　　不必考慮這么多，無論一開始還是跨距調(diào)整后，都沒必要調(diào)整零位。平直度檢測的讀數(shù)值本身是“相對”高度值，并非角度值，也并非絕對海拔高度，每個受檢點的高度讀數(shù)都是相對其前一個受檢點高度而讀得。所謂的零位就是第一個受檢點高度讀數(shù)，后續(xù)各受檢點高度都要與其相減，因此零位讀數(shù)大小對平直度檢測結(jié)果沒有任何影響，只要有充足的讀數(shù)空間，讀數(shù)時不超出水平儀有效讀數(shù)范圍即可。需要的是將被測表面大致調(diào)整到與自然水平面平行，以確保檢測過程中移動橋板時移動方向不能完全一致造成的測量誤差過大。
　　水平儀與橋板一旦組合在一起進入測量過程，按“測量設(shè)備”的定義，它們就是一個不可分割的新“測量設(shè)備”統(tǒng)一整體，不能再做絲毫的分離。組合后的橋板是新測量設(shè)備的傳感器，水平儀也不再是獨立使用的小角度測量儀，而是新測量設(shè)備的數(shù)據(jù)處理器和讀數(shù)裝置。測量過程中一定要保證在使用同一個跨距對各受檢點進行檢測時，禁止水平儀與橋板產(chǎn)生任何相對平移和轉(zhuǎn)動，特別要嚴禁將兩者分離重新組合。相對平移、轉(zhuǎn)動、分離重新組合無異于裝配了另一臺新的測量設(shè)備，此后的測得值不能與之前的測得值視為同一臺（套）測量設(shè)備的測量結(jié)果，無法放在一起進行被測表面平直度誤差數(shù)據(jù)處理。

規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2019-4-14 17:23
　　不必考慮這么多，無論一開始還是跨距調(diào)整后，都沒必要調(diào)整零位。平直度檢測的讀數(shù)值本身是“相對”高度 ...

受教了，謝謝！！

規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2019-4-14 17:23
　　不必考慮這么多，無論一開始還是跨距調(diào)整后，都沒必要調(diào)整零位。平直度檢測的讀數(shù)值本身是“相對”高度 ...

您這個說法在計量上是對的，但在使用上不一定對，原因是讀數(shù)漂移部分會不一樣，目前在使用的電子水平儀都不是伺服力平衡結(jié)構(gòu)的，而是位移傳感器的，它由位移傳感器和讀數(shù)部分構(gòu)成，在設(shè)計上都會有個物理的零點和電氣上的零點，這兩個零點都有對應(yīng)的物理定義，機械零點是指傳感器中擺的偏轉(zhuǎn)角度為零，電氣零點是指電橋或者類似的電路上處于平衡/對稱狀態(tài)。
漂移也由機械漂移（傳感器部分）和電氣漂移（讀數(shù)部分）構(gòu)成。
國標在約束電子水平儀讀數(shù)漂移部分的時候并沒有指定明確的測量位置，而是標注的任意位置，然后約束全量程范圍內(nèi)的漂移值。而在實際使用上，機械漂移值在機械零點上是最小的。比如應(yīng)用到大壩、橋梁的長期傾斜值監(jiān)控上，就需要盡量把擺調(diào)整到物理的零點上，電氣部分亦是如此，零電位（雙電源）或者中點電位（單電源）的漂移最小，因為他是參考點。

fobyellow 發(fā)表于 2022-10-10 16:38
您這個說法在計量上是對的，但在使用上不一定對，原因是讀數(shù)漂移部分會不一樣，目前在使用的電子水平儀都 ...

　　你說的非常對，你的提醒是必要的。這是測量設(shè)備計量特性所決定的，也是實施測量前進行準備工作時，為什么必須檢查和調(diào)整水平儀零位，并對被測表面進行初始水平狀態(tài)調(diào)整的原因所在。
　　我說的是，在計量學的理論上，這些調(diào)整并不影響平直度的檢測。如果“理論聯(lián)系實際”，綜合考慮計量學理論和測量設(shè)備特性的實際，我的意思就是不必過于在意這種調(diào)整，只要大致達到“零位”和“水平”狀態(tài)，即可進行檢測。這些調(diào)整中的些微不足對測量結(jié)果的影響，通過后續(xù)數(shù)據(jù)處理可以得到消除。

         樓主， 數(shù)字水平儀在使用前，需要大致調(diào)整其水平零位（絕對零位），以保證測量過程中使用水平儀的零位或零位附近（相對零位），畢竟由水平儀的示值誤差公式可以清楚的看出：“距水平儀零位位置越遠，則水平儀的示值誤差越大”。在測量平板的其它截面時，也應(yīng)如上述操作。當然，這些都需對被測平板工作面做大致水平的調(diào)整為前提。
        至于2樓胡言亂語的“不必考慮這么多”、“讀數(shù)值本身是“相對”高度值，并非角度值”、“新測量設(shè)備”以及“水平儀也不再是獨立使用的小角度測量儀，而是新測量設(shè)備的數(shù)據(jù)處理器和讀數(shù)裝置”等屁話，純屬規(guī)氏忽悠公眾的歪理邪說！早已被批駁的體無完膚，只待與已無幾多時日且以忽悠公眾為己任的老不正經(jīng)歸并之小木盒中也就是了。

fobyellow 發(fā)表于 2022-10-10 16:38
您這個說法在計量上是對的，但在使用上不一定對，原因是讀數(shù)漂移部分會不一樣，目前在使用的電子水平儀都 ...

       你談及的數(shù)顯電子水平儀“位移傳感器”，應(yīng)該不是這樣吧。記得主流數(shù)顯電子水平儀的心臟部分應(yīng)該是電容式角度傳感器，這與“位移傳感器”是有很大區(qū)別的。

xqbljc 發(fā)表于 2022-10-11 18:45
你談及的數(shù)顯電子水平儀“位移傳感器”，應(yīng)該不是這樣吧。記得主流數(shù)顯電子水平儀的心臟部分應(yīng)該 ...

位移傳感器的種類有很多，計量領(lǐng)域里常用到的有電感式、電容式、電渦流式以及光學類的，計量領(lǐng)域用的電子水平儀主要是電感式和電容式，屬于無接觸位移傳感，其中馬爾和泰勒以及法國的EDA、日本的新瀉精機用的電感式，瑞士的威樂用的電容式，青島前哨也是電容式。更高要求的地質(zhì)監(jiān)測類的幾乎都是電容式，只是增加了伺服力平衡結(jié)構(gòu)，幾乎沒有零點漂移。但是LIGO引力波項目用回了電感式，改進成空氣介質(zhì)的磁耦合，據(jù)說是為了更低的本底噪聲，LIGO2會改成刀口梁的激光干涉式

電容式傳感器的動極板長這樣

xqbljc 發(fā)表于 2022-10-11 18:45
你談及的數(shù)顯電子水平儀“位移傳感器”，應(yīng)該不是這樣吧。記得主流數(shù)顯電子水平儀的心臟部分應(yīng)該 ...

老師，他說的位移，應(yīng)該指的是“角位移”。現(xiàn)在幾何量的位移分為線位移和角位移。

長度室 發(fā)表于 2022-10-13 07:49
老師，他說的位移，應(yīng)該指的是“角位移”。現(xiàn)在幾何量的位移分為線位移和角位移。 ...

       是這樣的。

       幾何量領(lǐng)域談及的位移傳感器，一般就是指線性位移傳感器。所以在談及數(shù)顯電子水平儀的心臟部分時，應(yīng)該注明是角度傳感器才好，以免引起誤解。數(shù)顯電子水平儀的主流當下就是電容式角度傳感器，至于電感式角度傳感器，早年的上海水平儀廠的產(chǎn)品（指針電子水平儀）曾經(jīng)是電感式的（現(xiàn)已停產(chǎn)）。而電阻式電子水平儀目前來看，基本已經(jīng)被淘汰。我們國家最早的電子水平儀檢定規(guī)程，就是針對電感式電子水平儀的（JJG712-1980，起草單位是濟南機床二廠，主要起草人：朱肖夫），后來的電子水平儀國家檢定規(guī)程（JJG712-1990，歸口單位：山東省標準計量局，起草單位：山東省計量科學研究院）），就把電容式、電感式電子水平儀都包括進去了。再后來的電子水平儀和合像水平儀國家檢定規(guī)程（JJG103-2005，起草單位：湖北省計量測試院），此規(guī)程不提也罷，正是此規(guī)程的合并（電子與合像），導致了幾何量角度技委會的永久性失聯(lián)。

xqbljc 發(fā)表于 2022-10-11 18:38
樓主， 數(shù)字水平儀在使用前，需要大致調(diào)整其水平零位（絕對零位），以保證測量過程中使用水平儀的 ...

好的，多謝老師解答

長度室 發(fā)表于 2022-10-13 07:49
老師，他說的位移，應(yīng)該指的是“角位移”。現(xiàn)在幾何量的位移分為線位移和角位移。 ...

非常感謝論壇讓我有機會跟前輩進行討論！

抱歉我覺得不是這樣的，我任然認為這里的傳感器是線位移傳感器，我的理解是這樣的：

首先從概念上，角度在視覺表達上是一個很清晰的概念，一個點，兩條射線。這個在數(shù)學上的定義也是很清晰的，θ，但是θ這個概念在數(shù)學上要表達出來不容易，在實際的物理世界表達就更難了，因為要表達角度就要用到pai，而pai又是由無窮內(nèi)接正多邊形推導而出的（至少是其中的一種方法），無窮內(nèi)接正多邊形的理論依據(jù)又是在無窮細分下sinθ→θ，這里就產(chǎn)生了到底誰才是基礎(chǔ)綱量的問題，是正多邊形的邊長？還是角度值？
所以我認為并不是角度的定義不夠精準，而是目前還沒有可以精準表達的方式，所以造不出這樣的傳感器，理由如下：

1、單純的角位移傳感器應(yīng)該和半徑或者圓周沒有關(guān)系，所以如果有這樣的傳感器，理論上它可以無限小到一個點，目前我沒有見到過這樣的傳感器，如果有的話請指教
2、就目前我認識的角度傳感器，不論是MEMS還是光學的，或者圓光柵，導電塑料電位器，霍爾等等，實際上都是在一定的圓周上做的線位移傳感器，只是輸出的線性位移結(jié)果和工作半徑之間做了計算，被映射成了角度值輸出

再回到電容式水平儀上，它的動極板懸掛是無方向性的三點支撐懸掛，而并不是鉸鏈式的帶固定端的懸掛，可見做設(shè)計的時候就不是從角度位移出發(fā)做的，而是測量了位移再由工作半徑給算出來的角度值，最底層的測量物理量是位移。

規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2019-4-14 17:23
　　不必考慮這么多，無論一開始還是跨距調(diào)整后，都沒必要調(diào)整零位。平直度檢測的讀數(shù)值本身是“相對”高度 ...

老師，您第二段所提到的橋板和水平儀一旦組合后不能做絲毫的相對位移，那么在各個方向上所需要橋板跨距是不一樣的，實際操作中怎么調(diào)整跨距而不讓橋板和水平儀產(chǎn)生相對位移呢？

馮貴林 發(fā)表于 2022-10-23 08:30
老師，您第二段所提到的橋板和水平儀一旦組合后不能做絲毫的相對位移，那么在各個方向上所需要橋板跨距是 ...

　　你說得很對。水平儀與不同跨距的橋板組合，就相當于制造了不同型號規(guī)格的平直度測量系統(tǒng)（測量系統(tǒng)）。因此在平板平面度檢測中，水平儀與三個不同跨距（或調(diào)整為不同跨距）的橋板組合，可視為分別組合為長邊、短邊、對角線三個反向截面直線度誤差的測量設(shè)備。實際操作中，可以先組合對角線檢測的測量系統(tǒng)，完成兩個對角線檢測后，再分別組合長邊或短邊檢測的測量系統(tǒng)。其中長邊和短邊檢測能按截距相同設(shè)計（受檢點個數(shù)不同），將會給檢測工作帶來不少方便。如果不用對角線布點檢測，改用等跨距的網(wǎng)格式布點檢測，不僅給檢測過程帶來方便，對數(shù)據(jù)處理過程也會帶來方便。值得注意的是，在平直度檢測中，每個截面檢測過程中不可以改變橋板跨距，也不可以改變水平儀在橋板上的位置。

　　計量學告訴我們，測量設(shè)備的工作原理與測量對象是不同的概念，無論工作原理上應(yīng)用了什么傳感器，光學的、電學的、機械的、光柵的、……等傳感器，但測量設(shè)備的名稱和管理一般都應(yīng)落腳到被測參數(shù)。
　　水平儀作為獨立的測量設(shè)備，無論使用什么傳感器，其測量的對象都是小角度（相對于自然界水平面的傾斜角度），因此水平儀被劃分為角度測量設(shè)備，稱為“小角度測量儀”。角度測量設(shè)備的分度值計量單位一定是角度單位，若分度值是0.01mm/m，則1mm/m=1mrad。
　　但按“測量設(shè)備”的定義，水平儀與橋板這兩個測量設(shè)備組合，就創(chuàng)造出了用于檢測平直度誤差的另一測量設(shè)備，一個嶄新而不能分離的測量系統(tǒng)整體。此時。水平儀不再是獨立的測量設(shè)備，成為了新測量設(shè)備的一部分，一個稱為“讀數(shù)裝置”的部件。因為平直度誤差計量單位是長度單位μm，肯定不是角度，因此這套新測量設(shè)備的分度值（在水平儀上讀得的格值）計量單位也一定是μm。

        已無幾多時日的規(guī)氏學術(shù)流氓，盡管早已被清理出論壇管理團隊隊伍，但其人還在心不死，依然孜孜不倦的以忽悠公眾為目的而偷著樂，其“新測量設(shè)備”以及“水平儀也不再是獨立使用的小角度測量儀，而是新測量設(shè)備的數(shù)據(jù)處理器和讀數(shù)裝置”，以及“一個嶄新而不能分離的測量系統(tǒng)整體。此時。水平儀不再是獨立的測量設(shè)備，成為了新測量設(shè)備的一部分，一個稱為“讀數(shù)裝置”的部件”，上述諸多規(guī)氏歪理邪說、陳詞濫調(diào)，早已被批駁的體無完膚，沒人屑于搭理了，只待與已無幾多時日且以忽悠公眾為己任的老不正經(jīng)送去靖國神社，那里才是規(guī)氏學術(shù)流氓及其歪理邪說的最終歸宿。

       “等跨距的網(wǎng)格式布點檢測”說辭，學術(shù)流氓終于改嘴了，不再胡言亂語網(wǎng)格式布點檢測也可以不等跨距了？？？如此臭名昭著的橫豎嘴，橫嘴“等跨距”，豎嘴“不等跨距”，真可謂丑態(tài)百出，總是啪啪的自我打臉，就問學術(shù)流氓疼不疼？！七十多的老臉往哪里擱？！