激光垂準(zhǔn)儀激光軸鉛垂測(cè)量結(jié)果的不確定評(píng)定報(bào)告

激光垂準(zhǔn)鉛垂度的測(cè)不確定度評(píng)定告1.測(cè)量原理與測(cè)量方法1.1激光垂準(zhǔn)激光軸的鉛度激光垂準(zhǔn)是利用激光直原理測(cè)定鉛線(xiàn)的儀器由于儀器的制造安裝的原因它的激光軸或準(zhǔn)軸不可能重力線(xiàn)完全重合。以垂準(zhǔn)儀給的鉛垂線(xiàn)與標(biāo)的鉛垂線(xiàn)會(huì)在一個(gè)微小的夾角我們將它稱(chēng)垂準(zhǔn)儀激光軸鉛垂度。有文獻(xiàn)上稱(chēng)鉛垂i角。本文標(biāo)準(zhǔn)的鉛垂為參考鉛垂，目前這種標(biāo)裝置是利用精密水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)儀來(lái)代替。實(shí)際上給出的是水平準(zhǔn)線(xiàn)。對(duì)于光垂準(zhǔn)儀，沒(méi)有見(jiàn)到這種準(zhǔn)裝置。本驗(yàn)室是利用精密水儀在室外設(shè)一條水平準(zhǔn)線(xiàn)測(cè)定激光垂儀激光軸的鉛垂度1.2激光垂準(zhǔn)激光軸鉛垂的校準(zhǔn)方法激光垂準(zhǔn)激光軸鉛垂的校準(zhǔn)，需在室外進(jìn)行。首先在室外平坦的地上選擇一條約50米長(zhǎng)的直線(xiàn)在直線(xiàn)的兩端安兩塊直角標(biāo)板如將兩塊角坐標(biāo)板安在相距約米的兩個(gè)墻面上安置坐標(biāo)板，要用精密水儀（級(jí)）測(cè)量坐標(biāo)板中心的高。使它們的差等于零，即塊坐標(biāo)板的心位于同一個(gè)水平上。校準(zhǔn)作業(yè)，將激光垂儀連同五角棱儀器臺(tái)安置兩坐標(biāo)板之間并且靠近某塊坐標(biāo)板。由準(zhǔn)儀可以看坐標(biāo)板的網(wǎng)格。

使用以上備測(cè)量垂準(zhǔn)激光軸的鉛垂的原理是用角棱鏡將激光束方向轉(zhuǎn)90度成平方向。觀兩塊視距不的直角坐標(biāo)板，根激光光斑在塊坐標(biāo)板上的數(shù)之差，就計(jì)算垂準(zhǔn)儀的激光軸垂度。圖一是鉛度校準(zhǔn)的原示意圖校準(zhǔn)的步與垂準(zhǔn)儀校規(guī)范JJF1081-20026.9.2節(jié)似。（1設(shè)兩塊坐標(biāo)板的編為。垂準(zhǔn)儀設(shè)靠B板的5米處，整儀器，使激點(diǎn)落在坐標(biāo)板A，依光斑中心讀坐標(biāo)值a后照準(zhǔn)板，讀出坐標(biāo)值b以上的測(cè)為垂準(zhǔn)儀照準(zhǔn)11起始位置即0方位觀測(cè)值。(2).后照準(zhǔn)部在，270位重復(fù)測(cè)量三，得到觀測(cè)值a,bab,ab。223344（3）.設(shè)垂準(zhǔn)儀距標(biāo)的距離為45米，距B坐標(biāo)板的距離為5。距離之差等40。按下式計(jì)算四方位的觀測(cè)值差S)S=(a-b)，S=(a-b=(a-b)1112223334442．測(cè)模型的建立

101101計(jì)算垂準(zhǔn)激光軸的一回鉛垂度測(cè)量，以秒為單，取四各方的平均值得垂準(zhǔn)儀激光軸鉛垂度Q=

440000

((a(a-b)+-b)+-b))---11223344式中ρ–206265″表示4方位—表示A,B直角坐標(biāo)板距垂準(zhǔn)的距離差（mm利用激光準(zhǔn)儀測(cè)設(shè)鉛線(xiàn)時(shí)，需要在四各方位上觀測(cè)構(gòu)成一個(gè)完整測(cè)回。實(shí)際業(yè)時(shí)，需要測(cè)的測(cè)回?cái)?shù)，據(jù)精度的要求決定在激光垂儀的校準(zhǔn)中需要重復(fù)測(cè)量個(gè)回計(jì)算激光垂準(zhǔn)儀激軸的鉛垂度以提高校準(zhǔn)的度。垂準(zhǔn)儀激軸的鉛垂度校準(zhǔn)值S=(Q)/10---(2)1上式是提給客戶(hù)的校結(jié)果.3差和傳播系數(shù)3.1

2

的傳系數(shù)

c

a將式（1）人式（2）得：S=(Q)/10=1

440000

(a-b)+(a-b)+(a)）112233441+（(a-b)+(a-b)+-b)+(a-b+…112233442

…+(((a-b-b-b)1122334410分析上式激光垂準(zhǔn)儀的鉛垂度是10測(cè)回的個(gè)方的觀測(cè)值的代數(shù)的平均值。些觀測(cè)值都是立的觀測(cè)值可以認(rèn)為是近似等度的觀測(cè)值設(shè)它們的標(biāo)準(zhǔn)確定度相等用u（a）表示。上寫(xiě)成方差形u

2

(S)=(

)

2(８0u

(a))4040000u(S)=１.153u）---------(3)4.不確定度分量的評(píng)4.1確定度分量評(píng)估由垂準(zhǔn)儀光軸的鉛垂的校準(zhǔn)方法分，影響鉛垂校準(zhǔn)的不確定來(lái)源有以下項(xiàng)安置A,B塊直角坐標(biāo)板位同一水平面差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量；（2角棱鏡的入光與出射光垂直度誤差引的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分；（3）激光斑形狀不則引入標(biāo)準(zhǔn)不確定分量；（4）直角標(biāo)板讀數(shù)差引入的不確定度分量（5）垂準(zhǔn)自動(dòng)安置差引入的標(biāo)不確定度分量;(6).準(zhǔn)儀的激光軸豎軸的同軸引入的準(zhǔn)不確度分量；垂準(zhǔn)儀至直角坐標(biāo)板之間的距離測(cè)量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度量。

4.2標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確度分量的計(jì)4.2.1置A,B兩塊角坐標(biāo)板位同一水平面的量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不定度分量1用S1級(jí)準(zhǔn)儀安置直角標(biāo)板位于同水平面的過(guò)程實(shí)際上就是用準(zhǔn)儀測(cè)量直坐標(biāo)板中心位的高差，所，安置誤差是水準(zhǔn)測(cè)站單次高的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏。根據(jù)水準(zhǔn)檢定規(guī)程JJG425-2003的規(guī)，S1級(jí)水準(zhǔn)儀的測(cè)站單次高差的標(biāo)準(zhǔn)差不超過(guò)0.08。此值估計(jì)直角坐標(biāo)板心位置的高差標(biāo)準(zhǔn)不確定度，u1

=0.08mm4.2.2.五角棱鏡的入射光與出射光垂直度誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

u2根據(jù)有關(guān)資料五角鏡的垂直度的誤差不超過(guò)1秒按該值為半寬的均勻分布計(jì)，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為2

當(dāng)垂準(zhǔn)儀至坐標(biāo)板的離為50m時(shí)，以毫米表示u=2

0.14ｍｍ4.2.3光光斑形不規(guī)則引入

的標(biāo)準(zhǔn)不定度分量

3激光垂準(zhǔn)的激光束投到直角坐標(biāo)板，形成的光的形狀一般是不規(guī)的，因此用斑的中心位置直角坐標(biāo)板讀數(shù)會(huì)產(chǎn)

生誤差，據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)估計(jì)這項(xiàng)誤差大不超過(guò)0.5mm,設(shè)這項(xiàng)誤差為寬等于0.5mm的均勻分布由激光斑形狀不規(guī)引入的標(biāo)不確定度=3

0.29mm由直角坐標(biāo)板讀數(shù)差引入的不確定度分

規(guī)范規(guī)定角坐標(biāo)板的值最大應(yīng)不超，小于的值只能估讀因?yàn)槭且约さ墓獍吖雷x，差大一些，室外校準(zhǔn)時(shí)的估讀差為格值的，則估讀誤差等于0.25mm,設(shè)其在半寬區(qū)間內(nèi)均勻分布，，

=

/

=0.14mm垂準(zhǔn)儀自動(dòng)安置誤引入的不確度分量

5自動(dòng)補(bǔ)償垂準(zhǔn)儀自動(dòng)置誤差為″垂準(zhǔn)儀至坐標(biāo)板的距離h時(shí)則由此引的測(cè)量誤差50000×0.5／206265設(shè)以該值半寬的均勻布，故：u5000035

=0.07mm6垂準(zhǔn)儀的激光軸豎軸的同軸的誤差引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

6這項(xiàng)誤差以用垂準(zhǔn)儀準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°的方法，觀察激光軸是否指向點(diǎn)，判斷兩是否同軸，若同軸，進(jìn)行正。規(guī)范

要求同軸誤差不超過(guò)2秒，按均勻分布估，標(biāo)準(zhǔn)不確定=2/6

3

/×50000=0.28mm7垂準(zhǔn)儀至直角坐板之間的距測(cè)量誤差引的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量實(shí)際作業(yè)坐標(biāo)板至垂準(zhǔn)儀距離用鋼卷測(cè)量到毫米，相對(duì)幾十米距離，相對(duì)差很小，所以垂準(zhǔn)儀的激軸鉛垂度校準(zhǔn)影響可以忽略不。(a)=05合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度算由－得：u

2

u1

2u2222345

u

2

2

14

2

29

2

2

2

2

=0.213

0.