数字水准仪检校规程.docx
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数字水准仪检校规程
数字水准仪检定规程
本规程适用于新制造、使用中和修理后的各种型号的数字水准仪的检定。
一概述
数字水准仪是借助仪器的水平视准线作为基准，通过CCD成像技术、使用条码尺进行高差测量的电子仪器。
它广泛应用于大地水准测量、地震形变测量、各种工程水准测量与大型精密机械安装等工作中，数字水准仪是未来主要的精密水准测量仪器。
仪器结构见图1
图1
二检定项目和检定条件
1．仪器检定项目列于表1。
1.1各级水准仪检定器具列于表1。
1.2进行磁误差检定的器具
2.检定条件
2.1室内检定项目，一般在常温下进行。
2.2数字水准仪磁误差检定条件见表2
表1
序号
检定项目
检定器具
检定类别
新制造
使用中
修理后
1
外观检视及开机检查
1”级水平检定仪、
测微平行光管、
准线仪、
微倾工作台、
带有标尺编码的平行光管、
专用调试设备和测试软件、
漫反射测距仪、
双频激光干涉仪
+
+
+
2
竖轴运行、整置误差
+
+
+
3
望远镜分划板横丝与竖丝的垂直度
+
+
+
4
视距常数与视距线的对称度
+
-
-
5
仪器CCD安置状态的检查
+
+
6
i角误差
1.光学i角
2.电子i角
+
-
+
7
望远镜视准线的安平误差
1.补偿精度
2.补偿性能
+
-
+
8
望远镜的调焦运行误差
1.光学调焦
2.调焦对电子读数的影响
+
-
-
9
测站单次高差标准差
+
-
+
10
仪器磁误差
+
-
11
仪器系统分辨率
+
-
+
12
仪器的测距精度
+
-
+
13
仪器配套条码尺的检测
1.条码尺的标准长度比例改正系数
2.条码尺的膨胀系数
一幅条码尺的零点差的测定
专用检定装置和恒温实验室
+
-
-
注：
检定类别中“+”为必检项目。
“-”为可检可不检，由送检单位需要确定。
表2
条件
要求
检定室温度（℃）
20±5
检定时室内温度变化（℃/h）
≤0.5
标准器具预热时间（min）
≥40
线圈四周一米以内的空间磁场变化（μT）
≤10
被检仪器体积空间的磁场非均匀性（μT）
≤1.0%
三技术要求和检定方法
3外观检视及开机检查
3.1技术要求
3.1.1仪器上应标明厂名（厂标）、仪器型号及出厂编号。
3.1.2仪器外表无脱漆、锈蚀和伤痕，仪器密封性能良好，光学零件表面清洁，不得有脱胶、脱漆、油迹、霉点等缺陷。
3.1.3望远镜视场亮度应均匀，分划板成像清晰，刻线应平直无结节、断线等现象。
3.1.4仪器各运动机构转动灵活，不得有松动、卡滞和影响操作的现象。
3.1.5调节望远镜目镜时，视场内十字丝交点无晃动现象。
3.1.6自动安平水准仪的补偿机构应能正常的工作。
使用中和修理后的仪器，允许有不影响仪器准确度的上述缺陷。
3.2检定方法
将仪器安置在检验台上，整平。
对上述所列各款逐项进行目视与手感检验。
4望远镜物镜的光学分辨力
4.1技术要求
参照JJG425—94《中华人民共和国水准仪计量检定规程》的相关内容和企业标准检定结果应不大于1”。
4.2检定方法
参照JJG425—94《中华人民共和国水准仪计量检定规程》的相关内容执行。
5竖轴整置误差
5.1技术要求
竖轴整置误差,水准仪圆水准器不大于标称角值的四分之一。
5.2检定方法
将仪器固定在检定台上，使望远镜视轴方向与任意两个脚螺旋位置平行，调整脚螺旋使仪器水准气泡居中，将望远镜旋转180度，若气泡偏离，则进行调整。
观察仪器的水准气泡是否居中，仪器旋转任一位置时该水准器的最大偏移量为竖轴整置误差。
6望远镜分划板横丝与竖丝的垂直度
6.1技术要求及检定方法可参见JJG425—94《中华人民共和国水准仪计量检定规程》的相关内容。
7视距常数和视距线的对称度
由于数字水准仪与普通水准标尺配合进行三、四等水准测量，所以此项的技术要求和检定方法可参见JJG425—94《中华人民共和国水准仪计量检定规程》的相关内容。
8仪器CCD安置状态及技术参数的检查
由于在数字水准仪中CCD是其核心器件，CCD的安置状态和其技术参数的设置对仪器的测量精度起决定性作用，所以在进行主要技术参数检定之前在专用的检测设备上对CCD的安置状态、仪器的定焦参数等技术参数进行检查，如相关技术参数均在限定的允许范围内，则进行其它项目的检定，否则应进行调整修理。
9i角误差
9.1技术要求见表5
表5
项目名称
光学i角
电子i角
技术要求
5”
5”
9.2检定方法
9.2.1水平基准的建立
a、按图安置仪器。
图
b、将A、B两平行光管物镜相对安置，其中A光管带测微器，调整A、B光管十字丝大致重合。
将一台精密水准仪准确整平在A、B两光管的光路中，并分别照准A、B两光管的十字丝板，用两光管的十字丝横丝与仪器十字丝横丝吻合。
并用A光管测微照准仪器十字丝横丝，读取两次取平均值为d1。
C、取出水准仪，再用A光管测微器照准B光管十字丝读数两次取平均值得d2。
求出A与B光管的光轴平行度F值。
式中：
d1____A光管照准水准仪两次读数的平均值（”）；
d2____B光管照准水准仪两次读数的平均值（”）；
9.2.2仪器光学i角的检定（方法一）
将被检仪器整平于A、B光管光路中，精确整平仪器水准气泡，用A光管测微器照准仪器横丝读数为d1，取出被检仪器，再用A光管测微器照准B光管读数为d2，i角计算式如下：
i=d1-d2
对i角不大于5”的检定，应测3个测回取平均值作为检定结果。
9.2.3仪器光学i角的检定（方法二）
将被检仪器安置于水准仪检定仪上，精确整平仪器，用被检仪器望远镜瞄准检定仪上的无穷远处的目标线，检查仪器的十字丝是否与目标线重合，若不重合，打开仪器的调整护盖，使用专用工具进行调整使其重合，使i角不大于5”。
9.2.4仪器电子i角的检定
目前所有的数字水准仪均有电子i角的检测程序，但其方法略有不同，通过按照仪器操作手册中所规定的方法进行仪器电子i角的检定，使仪器的电子i角的小于5”并存入仪器中。
10望远镜视准线的安平误差
10.1技术要求见表6
表6
仪器标称精度
0.3（mm）
0.4（mm）
视线安平误差
0.15（mm）
0.20（mm）
10.2检定方法
10.2.1补偿器范围的检定
将仪器整平在微倾台上，望远镜视轴与微倾台纵轴平行，并对准平行光管上十字丝交点，用微倾台上纵向与横向微倾装置，按仪器出厂给出的补偿范围指标，进行前倾、后倾、左倾、右倾，同时观察仪器视准线在光管目标上的补偿作用及前、后与左、右倾斜的对称性。
10.2.2补偿性能的检定（方法一）
a、选择一段长约50—60米的平坦地段，在视线的两端分别安置条码标尺A、B，将仪器置于视线中间并使其中两个脚螺旋的联线与视线垂直，精确整平仪器，分别照准条码标尺A、B进行测量，每个标尺进行5次测量，取其均值为A0、B0，计算出仪器竖轴铅垂时A、B两目标的高差ho,即
ho=
b、用仪器的脚螺旋，将仪器向A目标倾斜一个+α‘角后分别照准A、B目标，进行读数；然后向A目标倾斜一个-α‘角后照准A、B目标进行读数。
±α角的大小按仪器圆水准气泡范围的1/2，直测到圆水准气泡的允许工作范围为至，则仪器竖轴纵向倾斜后A、B两目标高差：
c、将仪器复位整平，用脚螺旋按上述操作方法，得出仪器竖轴横向倾斜后A、B两目标高差：
=
d按下列公式计算仪器的补偿误差，取最大绝对值为检定结果，算例见附录
式中：
竖轴垂直时A、B目标读数平均值（mm）；
竖轴纵向倾斜α角时A、B目标读数平均值（mm）；
竖轴横向倾斜β角时A、B目标读数平均值（mm）;
竖轴倾斜于垂直时的差值（mm）；
仪器补偿误差（”）；
A、B两目标间的距离（m）；
系数206265。
10.2.3补偿性能的检定（方法二）
在室内检测台上进行，该检测台由两个内置标尺条码的专用调焦光管和回转台或多齿分度台组成，其检测、计算方法和操作过程与“方法一”相同。
10.3补偿误差的检定
选择一段长约30—35米的平坦地段，在视线的两端分别安置条码标尺和数字水准仪，精确整平仪器，瞄准标尺进行观测，取5次标准测量的均值为H0，然后在不改变仪器高度的前提下，用脚螺旋使仪器超出补偿范围（一般以20为宜）并迅速复位瞄准标尺进行观测得均值H1，以相同的方法使仪器向前、后、左、右倾斜、复位并观测，每个方向进行三个测回，每个测回与标准值的差不得超出仪器标称精度得二分之一。
此项检测也可以在由内置标尺条码的专用调焦光管和微倾台构成的检定装置上进行，操作方法和技术指标均相同。
11望远镜的调焦运行误差
11.1技术要求
参照JJG425—94该项的检定结果应小于0.7（mm）
11.2（光学）调焦运行误差的检定
11.2.1检定方法一
仪器固定在检定台上，将带有测微装置的准直管（或水准仪检定仪）的分划板调焦至无穷远位置，整平仪器，照准准直管目标，并用准直管调整螺旋使目标横丝与仪器十字丝重合。
11.2.2将准直管调至近点位置，用仪器调焦螺旋照准近目标，若十字丝不重合，升高或降低仪器台，使仪器十字丝与近点目标重合，并保持水准泡位置不变。
如此返复上述操作，直至准直管远点与近目标均在十字丝交点上为止，分别观测2、5、10、20、30、50米处目标，以30米处目标观测值为标准值，其它各目标与标准值的差应小于相应的技术指标。
12测站单次高差标准差
12.1技术要求见表
表
仪器型号
DNA03
DINI12
DL-101C
SDL30M
技术指标（mm）
0.3
0.3
0.4
0.4
12.2.1检定方法一
选择一段长约60米的平坦地段，分别在测线的两端和中间位置安置标尺A、B及数字水准仪，整平仪器，按A、B，B、A目标进行观测为一组读数，共测12组，每观测一组后，应变动仪器高度与角螺旋方位。
计算公式如下，实例见附录表
式中：
——每组测量值残差（mm）；
n——观测组数；
σ——测站单次高差标准差（mm）。
12.2.2检定方法二
在由两个内置标尺条码的专用调焦光管和微倾台构成的检定装置上，按“方法一”进行检定，其检定结果σ应小于标称精度的二分之一。
13仪器磁误差
凡参加一、二等水准测量的数字水准仪，须进行磁误差检定
13.1技术要求
在4GAUSS即8倍地磁强度的检定条件下，应小于1”。
13.2检定方法
在符合环境要求的实验室内，将数字水准仪安置于磁误差检测台上，通电预热20分钟，待被检仪器和检定设备稳定后，按JJG425—94《中华人民共和国水准仪计量检定规程》的相关内容进行操作。
以当地的地磁强度状态下的观测值为标准，每次增加2倍地磁强度，观测3测回，取其均值为该状态下观测值，直至增加至8倍地磁强度为止，每个位置的观测值与标准值的差均不得大于1”，各位置观测值中的最大值为该项检定值。
14仪器的测距精度
14.1技术要求
凡参加一、二等水准测量的数字水准仪，其测距精度应小于0.1m。
14.2检定方法
选择一段与仪器的标称测程相应的地段，用高于仪器测距精度一个量级以上的，经检定合格的标准器具，进行实测比对，测量个数不得少于5个，检定结果应不大于仪器的标称精度。
15仪器系统分辨率
数字水准仪应进行系统分辨率的检定。
15.1技术要求
凡参加一、二等水准测量的数字水准仪其系统分辨率应不大于0.1（mm），其它精度的数字水准仪的系统分辨率，则应不大于其标称的技术指标。
15.2检定方法
在以双频激光干涉仪为基准的检定装置上进行检定，每次移动铟钢条码标尺的量为0.09（mm）或0.11（mm），共计移动10次，检定结果应满足相应的技术指标。
16仪器配套条码尺的检测
16.1条码尺的标准长度的比例改正系数
16.2条码尺的膨胀系数
16.3一幅条码尺的零点差的测定
四检定结果处理和检定周期
17经鉴定符合本规程要求的仪器，发给检定证书；检定不合格的仪器发给检定结果通知书，并注明不合格项目。
18水准仪检定周期，根据现场使用情况而定，但一般不超过1年。
磁误差的检定结果，有效期为2年。
附录检定结果及计算实例表
数字水准仪补偿性能测试
检测编号：
13115观测：
仪器型号：
SDL30记录：
仪器编号：
003796日期：
2003.10.25
仪器
位置
观测次数
A目标
读数
B目标
读数
仪器
位置
观测次数
A目标
读数
B目标
读数
仪器
置平
1
1.4620
1.4491
仪器向A目标顷斜
+α=8'ˊ
1
1.4619
1.4491
2
20
91
2
19
91
3
19
91
3
19
91
4
19
91
4
19
91
5
20
91
5
19
91
1.46196
1.44910
1.46190
1.44910
AB间的高差：
h0=+0.01286
AB间的高差：
h+α=+0.01280
仪器向B目标顷斜
-α=8'ˊ
1
1.4617
1.4490
仪器向左方向顷斜
-β=8'ˊ
1
1.4616
1.4493
2
17
90
2
16
93
3
17
91
3
16
93
4
17
90
4
16
93
5
17
90
5
16
93
1.46170
1.44902
1.46160
1.44930
AB间的高差：
h-α=+0.01268
AB间的高差：
h-β=+0.01230
仪器向右方向顷斜
+β=8'ˊ
1
1.4619
1.4487
仪器
置平
1
1.4616
1.4491
2
20
87
2
18
90
3
20
87
3
18
90
4
20
87
4
18
90
5
20
87
5
18
90
1.16198
1.44870
1.46176
1.44902
AB间的高差：
h+β=+0.01328
AB间的高差：
h0'=+0.01274
H=（h0+h0'）/2=+0.01280
Δh+α=h+α-H=0.0
Δh-α=h-α-H=-0.00012
Δh-β=h-β-H=-0.00050
Δh+β=h+β-H=+0.00048
Δα1=0.000
Δα2=-0.051
Δα3=-0.214
Δα4=+0.206
选最大绝对值为仪器补偿误差：
0.214“/1‘
i角=+0.4‘A目标距离=30.110m
B目标距离=30.000m
数字水准仪测站单次高差标准差测试
检测编号：
13115观测：
仪器型号：
SDL30记录：
仪器编号：
003796日期：
2003.10.25
序号
后视读数
h1
前视读数
h2
相对高差
h=h1-h2
Vi
Vi2
1
1.4616
1.4491
+0.01274
18
90
18
90
18
90
18
90
1.46176
1.44902
2
1.4612
1.4483
+0.01296
12
83
13
83
13
83
12
83
1.46126
1.44830
3
1.4606
1.4480
+0.01254
05
80
06
80
05
80
05
80
1.46054
1.44800
4
1.4601
1.4474
+0.01274
01
74
01
74
01
73
01
73
1.46010
1.44736
5
1.4594
1.4470
+0.01246
94
70
94
69
94
69
94
69
1.45940
1.44694
6
1.4590
1.4462
+0.01280
90
62
90
62
90
62
90
62
1.45900
1.44620
数字水准仪测站单次高差标准差测试
7
1.4593
1.4468
+0.01252
93
68
93
67
93
68
93
68
1.45930
1.44678
8
1.4600
1.4472
+0.01276
00
73
00
72
00
72
00
73
1.46000
1.44724
9
1.4603
1.4479
+0.01244
03
79
04
79
03
79
04
79
1.46034
1.44790
10
1.4611
1.4484
+0.01276
11
84
12
83
11
84
12
84
1.46114
1.44838
11
1.4615
1.4490
+0.01250
15
90
15
90
15
90
15
90
1.46150
1.44900
12
1.4622
1.4495
+0.01270
22
95
22
95
22
95
22
95
1.46220
1.44950
平均值与和
σ=±
=±0.16mm
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