垂线观测仪校准规范.docx

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1、5p湖北省地方计量技术规范JJF（鄂）xxxx-20xx垂线观测仪校准规范CalibrationSpeciflcationforPlumb-lineObservers（送审稿）20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施湖北省市场监督管理局发布JJF（鄂）XXXX20XX垂线观测仪校准规范CalibrationSpecificationforPlumb-lineObservers归口单位：湖北省市场监督管理局主要起草单位：武汉地震计量检定与测量工程研究院参加起草单位：武汉地震计量检定与测量工程研究院武汉地震科学仪器研究院有限公司基康仪器股份有限公司本规范委托武汉地震计量检定与测量工程研究院

2、负责解释本规范主要起草人：何浩鹏（武汉地震计量检定与测量工程研究院）马娟娟（武汉地震计量检定与测量工程研究院）戴兴谱（武汉地震计量检定与测量工程研究院）参加起草人：宋潇（武汉地震计量检定与测量工程研究院）曾卓（武汉地震计量检定与测量工程研究院）赵义飞（武汉地震科学仪器研究院有限公司）付晓东（基康仪器股份有限公司）引言(II)1 范围(1)2 弓IJIJ彳牛(1)3术语(1)4概述(1)5 -LI|t*IjIi*(2)5.1零位误差(2)5.2隙动误差(3)5.3zj,(3)1.4 分辨力(3)1.5 测量光平行性误差(3)6 校准条件(3)6 .1环境条件(3)7 .2测量标准及其他设备(3)

3、7 校准项目和校准方法(3)8 .1外观质量与功能检查(4)9 .2零位误差(4)10 3-*(5)11 4示值误差(5)12 5分辨力(6)13 6测量光平行性误差(7)14 校准结果(8)9复校时间间隔(8)附录A垂线仪校准原始记录推荐格式(9)附录B垂线仪校准证书内页推荐格式(13)附录C垂线仪示值误差测量不确定度评定示例(15)附录D垂线仪测量光平行性误差测量不确定度评定示例(18)引言JJF10712010国家计量校准规范编写规则、JJF10012011通用计量术语及定义、JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列文件。本规范为首次发布。

4、垂线观测仪校准规范1范围本规范适用于光学和光电式垂线观测仪（垂线坐标仪）的校准，其他类型垂线观测仪的校准可以参照执行。2引用文件本规范引用下列文件：DL/T10612020光电式（CCD）垂线坐标仪SL530-2012大坝安全监测仪器检验试规程凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。3术语3.1 零位误差zeroerror光学垂线观测仪横、纵向导轨指示线与标尺零刻线符合时，对应轴测微手轮的示值与零刻线的偏移量。3.2 测量光平行性误差measurementofopticalparallelismerror光电式垂线观测仪测量光路中点光源像不在无穷远，使得测量光不平行，导致垂线与电荷耦

5、合器件（CCD）距离变化时对测量值带来相应的比例误差。以点光源像与CCD间距离的倒数作为测量光平行性误差。4概述垂线观测仪是一种用于测量正、倒垂线装置的仪器，主要应用于水利水电大坝、船闸、高层建筑物等大型工程的变形监测，也称为垂线坐标仪（以下简称垂线仪）。常见的垂线仪主要有光学和光电式等类型。光学垂线仪工作时，通过横、纵导轨移动照准部，使得照准光路对准被测垂线，并利用测微手轮读取相应横、纵轴坐标；光电式垂线仪利用平行光使垂线产生的阴影投射到CCD传感器上，再通过图像处理分析得到垂线投影的坐标。其结构示意图如图1所示。1-瞄准系统2-测微手轮3-横、纵向导轨4-水准器5-脚螺旋G-照明系统7-垂

6、线(a)光学式1-点光源2-透镜3-平行光4CCD传感器投影5-垂线6-示值显示窗(b)光电式图1垂线仪结构示意图5计量特性5.1 零位误差零位误差不超过0.05mmo5.2 隙动误差隙动误差不大于0.05mmO5.3 示值误差光学垂线仪示值误差不超过0.10mm,光电式垂线仪示值误差不超过0.5%FSo5.4 分辨力光学垂线仪分辨力不大于0.05mm,光电式垂线仪分辨力不大于0.02mm。5.5 测量光平行性误差测量光平行性误差不大于2X10-4mm-1o注:校准工作不判断合格与否，上述计量特性指标仅供参考。6校准条件6.1 环境条件1）温度：（205）；2）湿度：75%RH;3）其它条件：

7、校准时，校准区域不应有影响校准结果的振动、强光、电磁干扰。6.2 测量标准及其他设备测量标准及设备见表1,允许使用满足测量准确度要求的其他测量标准及设备进行校准。表1测量标准及其他设备设备名称技术要求二维位移平台1）测量范围：横轴H50mm,纵轴250mm；2）示值最大允许误差MPE：0.01mmo7校准项目和校准方法光学和光电式垂线仪因原理不同，校准项目有所区别，具体见表2。表2垂线仪校准项目一览表校准项目光学垂线仪光电式垂线仪外观质量与功能检查+零位误差+-隙动误差+一示值误差+分辨力+测量光平行性误差一+注：“+”为该项目应校准，“-”表示无此项目。7.1外观质量与功能检查D垂线仪各紧固

8、件应紧密联接，移动平稳可靠，无明显晃动。2）水准器气泡在使用范围内应能均匀移动，无目力可觉察的停滞和跳动现象。旋转脚螺旋调平仪器使气泡居中，圆水准器旋转至任意位置，气泡应始终处于居中状态。3）光学垂线仪成像景深区域应在横、纵两光路的交汇处；垂线仪整平状态下，垂线成像清晰，且应与分划板横、纵丝平行，不应有目力可见的偏差。4）开机检查，应无影响测量准确度的电气、机械故障或损伤。7.2 零位误差将垂线仪安置在工作台上,旋转被校方向测微手轮,使指示线与零刻线符合,从测微手轮上读取此时垂线仪示值，其与零刻线的差值，即为零位误差。1-指示线2-标尺3-测微手轮图2零位误差校准示意图7.3 隙动误差将垂线仪

9、安置在工作台上并整平，垂线仪测量区域内悬挂一垂线。在垂线仪被校轴量程的首尾两端与中间处各选取1个位置进行隙动误差测量，分别正反向移动照准部，对准垂线，记录垂线仪正反向示值四、灰。按式(1)计算该位置的隙动误差山。di=aibi(1)式中：di第i个校准点的隙动误差，mm；Qi垂线仪正向行程在第i个校准的示值，mm；bi垂线仪反向行程在第i个校准的示值，mm。依次测量三个位置的隙动误差，取最大值为被校轴测量结果d。d=max)(2)7.4 示值误差如图3所示安置垂线仪、二维位移平台和垂线，垂线仪横轴与二维位移平台横轴大致平行。I-二维位移平台2-垂线仪3-垂线图3示值误差校准安置示意图在垂线仪被

10、校轴测量范围内选取5个位移校准点，其中第5个校准点为该轴向测量范围上限，测量过程如下:1）分别将垂线仪与二维位移平台整平，通过二维位移平台移动垂线，使被校轴示值为零，记录此时垂线仪横向示值%、纵向示值为和二维位移平台对应轴示值L（）;2）依次按选定的校准点移动二维位移平台对应轴，垂线仪测量垂线坐标，记录此时垂线仪横向示值勺、纵向示值力和二维位移平台对应轴示值及。按式（3）计算各测量点示值误差立。a=-）2+（yi-yo）2一（Li-LO）（3）式中：ei校准点的示值误差，mm；x0Vo垂线仪在零点的横、纵向示值，mm；石、y（垂线仪在校准点的横、纵向示值，mm；1.0二维位移平台对应轴在零点的

11、示值，mm；1.i二维位移平台对应轴在校准点的示值，mm。7.5 分辨力如图3所示安置垂线仪，选取垂线仪某一轴向测量范围的中间位置为起点,正向移动二维位移平台对应轴，等间隔移动10次，每次移动间隔为0.11mm,利用垂线仪测量垂线在每个位置的对应轴向示值2，按式（4）计算分辨力。6=JSk(4)vi=Di-Di-di(5)瓦=E&i。&通(6)tn=(i-1)(7)式中：垂线仪分辨力，mm；Di垂线在各位置时垂线仪对应轴向的测量值，mm；Di测量值归算到起始点的归算量平均值，mm；vi测量值与归算量的差值，mm；di垂线第i次移动的位置相对于起始点的距离值，mm；垂线每次移动间隔，A=0.1I

12、mm；i各观测点序号,t=L2,n；n测量值个数。7.6测量光平行性误差如图3所示安置垂线仪，通过移动二维位移平台横、纵轴，将垂线分别移动到如图4所示的矩形区域4个顶点（ABCD）,其中矩形区域大小适中便于测量。记录二维位移平台与垂线仪在各点的坐标值，按式（8）（9）计算测量光平行性误差。y轴垂线仪测最范困X轴图4测量光平行性误差校准示意图(8)(9)(10)(11)_J_(XB_XA_XLXD)decb-aXcrD)1b-Yc_Ya-Yd.y-ycVa-VdcC=YB-YC服8=XB-XA式中：%、%垂线仪横、纵轴测量光平行性误差，mm,;dBCAB与CD两测线间距离，mm；dABAD与BC

13、两测线间距离，mm；、Xb、%、Xc、E、/、坛垂线在ABCD4个位置时，二维位移平台的坐标值，mm；xa、Xa、xb-ycycxdy11垂线在abcd4个位置时，垂线仪的横、纵向示值，mm。8校准结果经校准的垂线仪出具校准证书，校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少应包括以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）送校单位的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收口期和发布日期；h）如果与校准结果的有效性或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；1）校准结果及其测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书签发人的签名；0）校准结果仅对被校对象有效的声明；p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。校准原始记录格式见附录A,校准证书内页格式见附录B。9复校时间间隔送校单位可根据垂线仪的实际使用情况自主决定复校时间间隔，建议一般不超过1年。附录A垂线仪校准原始记录推荐格式A.1光学垂线仪校准原始记录推荐格式委托单位设备名称型号规格出厂编号生产厂商