它是“尺子”精準度的保證

它是“尺子”精準度的保證
——中國計量院26米動態校準儀標準裝置檢測紀實
楊 蕾  
2009-01-22

26米動態校準儀標準裝置

    “改進后的裝置讓我們的工作效率提高了一倍以上，以前必須兩個人配合進行的檢測，現在一個人就可以輕松完成了。”說起設備改造帶來的效果，項目負責人趙巖告訴記者。
    這臺安裝在中國計量科學研究院長度所大長度實驗室的大家伙叫26米動態校準儀標準裝置。長達26米的“身軀”猶如一條長龍，從實驗室的門口一直延伸到實驗室的后墻。據介紹，目前國內擁有這樣大長度標準裝置的機構只有一兩家。這么長的測量設備到底是用來做什么的呢？大長度實驗室副主任李建雙解釋說：“這套裝置早在上世紀80年代就研制出來了。簡單地說，就是檢測廣泛應用于國防工業、航空航天、汽車制造等行業的高精度大空間測量儀器的測量精度。這些測量儀器對測量精度的要求很高，必須對它們的測量精度進行標定。這套26米動態校準儀標準裝置就是對這些測量儀器進行精度標定，給出測量誤差范圍，從而提高它們的測量精度。我們的工作也可以理解成就是為這些‘尺子’劃好刻度，保證‘尺子’測量的精準。”李建雙還介紹，這套動態標準儀標準裝置可以用于檢測激光跟蹤儀、激光干涉儀、激光測距儀等多類儀器，還可用于檢測標準鋼卷尺、三等標準線紋尺、因瓦標準尺等用于量值傳遞的標準尺和工作用高精度線紋尺類。標準裝置的量值不僅在長度計量行業發揮重要作用，而且在測繪、地震、國防工業、航空航天、水電、勘探、工程測量等行業都是量值傳遞正確可靠的保證。
    走近仔細一看，26米長的導軌上標有一套標準的長度刻度，系統正是將這個標準的刻度與被測儀器上所標注的刻度進行比較，從而衡量被測儀器的測量精度。軌道上還裝有一個可移動的運行平臺，這是一臺裝有移動反射鏡、瞄準系統、成像設備、無線網絡傳輸設備的“小車”，而整個裝置的控制“大腦”則是軌道旁的那臺電腦。“大腦”通過程序對“小車”進行移動控制，“小車”上的瞄準系統和成像設備將采集到的數據通過無線網絡傳輸設備傳回電腦，電腦對此進行處理分析，從而得出被測儀器的測量誤差。
    正在軌道上測量的是長春某單位送來檢測的一套300米鋼卷尺。鋼卷尺被展平放置在軌道上，“小車”在“大腦”的控制下，按照每次1米的距離向前移動。經電腦設置的這個移動距離是標準距離，每移動1米，“小車”就會停下來，電腦顯示屏上立即出現被放大的軌道上的刻度讀數和鋼卷尺的刻度讀數：“測量范圍為1000毫米，實測長度為1000.019毫米，修正值為0.019毫米；測量范圍為2000毫米，實測長度為1999.686毫米，修正值為－0.314毫米；測量范圍為3000毫米，實測長度為3000.076毫米，修正值為0.078毫米……”“小車”每移動一次，電腦上就會顯示一組數據。“這套鋼卷尺長度為300米，按每1米測量一次算，將會得出300組這樣的數據。測量結束后，電腦會對這300組數據進行加工分析，很快就會得出這套鋼卷尺的測量誤差范圍，從而完成我們對它的校準。”趙巖一邊通過電腦演示整個測量過程，一邊解釋。
    “其實，這套裝置已經使用了20多年，但以前都是人工手動測量，工作量大，效率也低。”趙巖介紹，改造前的裝置必須由兩個人配合才能進行工作，“小車”不是由電腦控制而是由人工推動的。一人推動“小車”在1米的距離處停下來，通過“小車”上安裝的顯微鏡讀取數據，另一人則將讀數記錄在檢定手冊上。“以前，檢測一套200米的鋼卷尺，兩個人要忙碌整整一上午才能勉強完成測量工作，接下來的數據分析處理又要耗費大量的時間。而且，由于測量是由人工手動完成，人為因素直接影響了測量精度。”
    這次剛剛完成的裝置改造從很大程度上解決了以前人工測量存在的弊端。“我們的創新點在于改造后的系統實現了數據、圖像的無線采集和無線傳輸，通過電腦實現了對測量數據的同步記錄、同步采集、同步處理。這是國內目前唯一的自動檢測多類高精度大空間測量儀器及線紋尺類的標準裝置。”據趙巖介紹，這套改造后的26米動態校準儀標準裝置的運行定位偏差只有0.02毫米，遠遠優于傳統的依靠機械傳動方式運行的同類裝置。
    趙巖還告訴記者，一套比這臺裝置還要長出好幾倍，測量范圍也要隨之擴大很多倍的80米標準裝置正在籌建中。那將是一套更先進、更科學的標準裝置，將完全能夠適應目前我國先進儀器飛速發展的需要。