測角儀規(guī)范要求

1測角儀檢定規(guī)程本規(guī)程適用于以度盤作為圓分度標(biāo)準(zhǔn)器的測角儀首次檢定、后續(xù)檢定和使用中的檢驗。2概述測角儀由圓分度標(biāo)準(zhǔn)器、軸系、照準(zhǔn)、讀數(shù)系統(tǒng)及工作臺等部分組成，主要用于測量由反射平面構(gòu)成的水平方向角度。3計量性能要求測角儀準(zhǔn)確度等級分為1”級、2”級、5”級和10”級。各等級的示值誤差、測角重復(fù)性、測微器行差以及空程等要求列于表1。準(zhǔn)確度等級測角重復(fù)性(k=1)1"級2"級5”級10”級4通用技術(shù)要求4.1外觀及各部分相互作用4.1.1測角儀外表不應(yīng)有碰傷、銹蝕和劃痕，涂層表面不應(yīng)有脫落現(xiàn)象。4.1.2各光學(xué)系統(tǒng)成像應(yīng)清晰，無霉蝕、污點等缺陷，照明應(yīng)均勻。4.1.3度盤、測微器、讀數(shù)顯微鏡和照準(zhǔn)系統(tǒng)等均不應(yīng)有斷線、脫色等缺陷。4.1.4工作臺表面不應(yīng)有毛刺。用刀口尺檢查工作臺表面的平面度時，其中部不允許凸出。4.1.5測角儀各可動部分均應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)平穩(wěn)地移動或轉(zhuǎn)動；各鎖緊部分的作用應(yīng)切實有效。4.1.6測角儀應(yīng)標(biāo)有制造廠名(或廠標(biāo))出廠編號及C標(biāo)志。4.2光學(xué)系統(tǒng)各部分相互位置4.2.1望遠(yuǎn)鏡(或自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，下同)和平行光管中的光軸應(yīng)處于共面位置。4.2.2望遠(yuǎn)鏡及平行光管中十字線的豎線應(yīng)平行于主軸旋轉(zhuǎn)軸線。24.2.3讀數(shù)視場中度、分、秒刻線成像的相對位置應(yīng)正確并應(yīng)無目力可見的視差。4.3度盤偏心4.3.1度盤刻線為對徑符合成像，上、下單刻線接合[如圖1(a)]或雙刻線接合[如圖1(b)]以及對徑兩端符合成像，一端為單刻線，另一端為雙刻線[如圖1(c)]的測角儀，當(dāng)旋轉(zhuǎn)度盤時，度盤同一刻度圓的各刻線端點，相對于視場中某固定參考點，不應(yīng)有目力可見的徑向移動。4.3.2度盤對徑均為單刻線符合成像，對徑兩刻線在視場中左右并列[如圖1(d)]的測角儀，各對徑并列兩刻線間距之差應(yīng)不大于15”。5計量器具控制計量器具控制包括首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗。5.1.1檢定用計量標(biāo)準(zhǔn)器具檢定用計量標(biāo)準(zhǔn)器具列于表2。測角儀準(zhǔn)確度等級1"級(1)二等光學(xué)角規(guī)或小角度常角；8面棱體、9面棱體(2)二等23面棱體(3)三等23面棱體2"級5”級四等24面棱體10"級四等12面棱體5.1.2檢定用計量標(biāo)準(zhǔn)器具的技術(shù)指標(biāo)檢定用計量標(biāo)準(zhǔn)器具的主要技術(shù)指標(biāo)列于表3。表3多面棱體工作面與底面垂直度/(”)工作角偏差/(”)工作角測量不確定度U/(")(k=2)5.1.3檢定時環(huán)境溫度檢定時環(huán)境溫度以及平衡溫度時間要求列于表4。3表4準(zhǔn)確度等級1"級62"級45”級310”級35.2檢定項目和檢定方法測角儀首次檢定、后續(xù)檢定、使用中檢驗的檢定項目列于表5。檢定項目首次檢定后續(xù)檢定1外觀及各部分相互作用十+十2+十十3+十4度盤偏心++5+++6+++7++注：表中“+”表示檢定，“-”表示可不作檢定。5.2.1外觀及各部分相互作用目力觀察和試驗。5.2.2光學(xué)系統(tǒng)各部分相互位置望遠(yuǎn)鏡及平行光管中十字線的豎線對于主軸旋轉(zhuǎn)軸線的平行度可按下述方法檢定。在測角儀旋轉(zhuǎn)工作臺上放置一塊四方鐵，將測角儀工作臺臺面調(diào)整至與旋轉(zhuǎn)軸線垂直，調(diào)整望遠(yuǎn)鏡管與旋轉(zhuǎn)軸線垂直，觀察十字線反射像的水平線是否與望遠(yuǎn)鏡分劃板的水平標(biāo)志平行。如不平行則轉(zhuǎn)動鏡管或分劃板上的水平標(biāo)志使之平行。將平行光管的光束對準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡分劃板，觀察平行光管十字線的豎線是否與望遠(yuǎn)鏡分劃板的垂直標(biāo)志平行。若不平行則用繞光軸轉(zhuǎn)動平行光管或分劃板的方法，使垂直標(biāo)志與已調(diào)好的望遠(yuǎn)鏡分劃板的垂直標(biāo)志平行。其它各項要求，按觀察方法檢定。5.2.3測微器空程測微器空程以對度盤同一刻線，用測微器旋進(jìn)與旋出方向?qū)?zhǔn)讀數(shù)的差值來表示。4為了減少對準(zhǔn)、讀數(shù)誤差的影響，首先應(yīng)選擇一條質(zhì)量較好的度盤刻線，將測微器按旋進(jìn)方向?qū)?zhǔn)該刻線，讀取讀數(shù)值為a,然后，將測微器按旋出方向?qū)?zhǔn)該刻線，讀取讀數(shù)值為a',按同樣方法重復(fù)進(jìn)行10次。測微器空程h按式(1)計算。選擇一個與度盤刻度圓相鄰近的固定參考點，將度盤0°刻線與之點與參考點的距離，然后緩慢旋轉(zhuǎn)度盤一周，觀察各度刻線端點與固定參考點的距離，5.2.4.2對于如圖1(d)的測角儀，先將度盤0°刻線置于讀數(shù)指標(biāo)線附近并固定，用測微器移動指標(biāo)線來測量對徑并列兩刻線之間的距離。以相同方法依次在度盤45°,90°,…,315°等8個位置重復(fù)上述測量。8個對徑刻線間距的最大與最小值之差不應(yīng)超度盤最小分度值的名義值s與測微器相應(yīng)測量范圍s’之差稱為行差，以符號p表檢定時，將測微器的零位置于度盤各起始刻線位置，并取3次對準(zhǔn)讀數(shù)的算術(shù)平均值為a?;然后，移動測微器至末端，對準(zhǔn)度盤的相鄰刻線，取3次對準(zhǔn)讀數(shù)的算術(shù)平均值為b;檢定工作臺在度盤整周范圍內(nèi)，均勻分布不少于8個位置進(jìn)行，計算各位置根據(jù)公式(2)計算p值。測微器行差的檢定記錄及計算實例列于附錄A。測角重復(fù)性主要反映受檢儀器軸系的圓跳動及照準(zhǔn)、讀數(shù)等引起的變化。5將被檢測角儀調(diào)至工作狀態(tài)，照準(zhǔn)光束應(yīng)垂直于主軸軸線。將正12面棱體(或17,23面棱體)安放在測角儀工作臺上，并使棱體幾何中心與主軸的回轉(zhuǎn)中心相重合。調(diào)整工作臺使棱體0,90°,180°,270°各工作面均與照準(zhǔn)光束相垂直，其偏離應(yīng)在表3規(guī)照準(zhǔn)棱體0°工作面，同時從測微器中讀數(shù)，取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值為a?。按度數(shù)增加方向旋轉(zhuǎn)度盤，照準(zhǔn)棱體30°工作面，同樣取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值為a。以上述相同的方法依次照準(zhǔn)棱體各個工作面，共得到ao,a,…,ao等12個然后，重新照準(zhǔn)棱體0°工作面，同時從測微器中讀數(shù)，取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值為a'?。按度數(shù)減小方向旋轉(zhuǎn)度盤，照準(zhǔn)棱體330°工作面，取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值為a。以上述相同的方法依次照準(zhǔn)棱體各個工作面，共得到ai,ao,…,a等12個算術(shù)平均值，以此作為返測。在整個測量過程中應(yīng)不帶入測微器的空程誤差。從以上讀數(shù)的算術(shù)平均值中分別求出往測與返測棱及分別求出式(5)與式(6)各對應(yīng)測量值之差值得：測角重復(fù)性的檢定計算示例列于附錄B。測角儀示值誤差F主要由測微器最大間隔誤差J,和度盤最大間隔誤差(或直徑誤6最大間隔誤差J?和度盤最大間隔誤差J?,然后按公式(9)計算F值(即采用5.7.2.1之方法)。在后續(xù)檢定時，也可采用二等23面棱體直接檢定或三等23面棱體排列互比法檢定。仲裁檢定時應(yīng)采用分別檢定測微器最大間隔誤差和度盤最大間隔誤差的方法進(jìn)F=√J?2+J?2對于2”級測角儀可采用三等23面棱體直接檢定(檢定方法與5.2.7.2類同)。對于5”級測角儀可采用四等24面棱體，10”級的采用四等12面棱體直接檢定(檢定方法與5.2.7.2類同)測微器最大間隔誤差是以測微器各刻線誤差的最大值與最小值之差來評定。應(yīng)在其全部測量范圍內(nèi)對均勻分布的5個間隔進(jìn)行檢定。對于測量范圍為5'的測微器，每隔1'檢定，其相對于零位的刻線誤差zo,;(i=1',2',3',4',5');對于測量范圍為10'的測微器，每隔2'檢定其相對于零位的刻線誤差ro.;(j=2',4',6',8',10')。a)采用常角進(jìn)行組合檢定，即用m-2個常角(m為被檢刻線數(shù))對測微器全程內(nèi)的間隔進(jìn)行組合測量。在已知全程誤差(即行差p)的條件下，按最小二乘法原理處以檢定間隔為1',測量范圍為5'的測微器為例，m=6,令起始零位的刻線誤差為0,其它各被檢點相對于零位的刻線誤差依次為roI,zo,?,To?,To?,to.s=p。選取6-2=4個常角(常角見圖2所示),即β?≈1',β?≈2′,β?≈3',β?≈4'(常角的技術(shù)要求見表3。對于檢定間隔為2',測量范圍為10'的測微器，除相應(yīng)常角值加大1倍外，測量與計算方法相同),依次按圖3示意的次序分別用各刻線間隔去測量常角。對常角的每次測量均取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值對其標(biāo)稱值之差作為測量值d,即第一組(β≈1')為d??,d?,?,d?3,d?4,d?,第二組(β≈2')為do?,d??,dz?,d?,s第三組(β≈3')為d??,d?,d?s第四組(β≈4')為d??,d?,s在檢定時，第一組測量取常角β?(β?≈1'),將常角β?置于測角儀工作臺上，調(diào)整工作臺使常角兩工作面均垂直于平行光管和望遠(yuǎn)鏡光軸夾角的分角線(或自準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡光7軸)。將測微器配置于0'00”附近，調(diào)整平行光管與望遠(yuǎn)鏡管，使其照準(zhǔn)常角β?的一個工作面，并在測微器中讀數(shù)。取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值為a?。轉(zhuǎn)動工作臺，使平行光管與望遠(yuǎn)鏡管照準(zhǔn)常角β?的另一工作面，取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值b?,光管與望遠(yuǎn)鏡管照準(zhǔn)常角β的一個工作面，并在測微器中讀數(shù)。取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值a?,轉(zhuǎn)動工作臺，使平行光管與望遠(yuǎn)鏡管照準(zhǔn)常角β?的另一工作面，取3與第一組測量相類似的方法，分別進(jìn)行第二組(常角β?≈2')、第三組(常角β?≈3')以及第四組(常角β?≈4')測量，依次得出do,2,d??,d?,?,d?,s;do?,d??,d?,s取各受檢點(包括零位)的刻線誤差中最大與最小值之差作為測微器最大間隔誤差J?。b)采用二等光學(xué)角規(guī)檢定。檢定時，調(diào)整測角儀工作臺，使工作臺平面與光學(xué)角規(guī)的主截面垂直。調(diào)整平行光管十字線與望遠(yuǎn)鏡管十字線相置光學(xué)角規(guī)，用測微器測得兩十字線豎線之間的距離即為測微器刻線誤差。各刻線誤差8的最大值與最小值之差為J?。5.2.7.1.2度盤刻線(或直徑)最大間隔誤差J?的檢定度盤刻線(或直徑)最大間隔誤差J?以度盤各刻線誤差(或直徑誤差，以下同)的最大值與最小值之差來評定。度盤刻線最大間隔誤差J?的檢定是利用圓分度封閉原理，采用常角排列互比對稱聯(lián)系法進(jìn)行。a)采用8面、9面多面棱體作為常角(即常角為360/8=45°,360/9=40°)。對于8面棱體(常角45°)應(yīng)分別從度盤0°,5°,10°,…,40°為起始位置作9組排列互比測量，各組測量順序及度盤起始位置如表6所示。對于9面棱體(常角40°)分別從度盤0°,5°,10°,…,35°為起始位置作8組排列互比測量，各組測量順序及度盤起始位置如表7表示。05059通過排列互比測量可分別按式(13)～(16)計算出a(q=0°,5°,10°,…,列于表9,根據(jù)測量值按式(15)、(16)計算w°值。表8φ?計算中的測量值讀數(shù)hó.8AwRhw949999表中φ分別為0°,5°,…,35°。式(15)、(16)中φ分別為0°,5°,…,35°。e)在檢定時，將多面棱體安放在測角儀工作臺上，并使棱體幾何中心與測角儀工作臺回轉(zhuǎn)中心重合。調(diào)整工作臺，使棱體的0°,90°,180°及270°工作面均垂直于照準(zhǔn)光軸，其最大偏離應(yīng)在表3所規(guī)定的棱體工作面與底面的垂直度要求范圍以內(nèi)。然后，對于8面棱體，按表6順序進(jìn)行各組排列互比測量，對于9面棱體，按表7順序進(jìn)行各組排列互比測量。排列互比對稱聯(lián)系法檢定度盤最大間隔誤差的實例見附錄C。每組排列互比測量都是相對獨立的，測量度盤72個位置(每隔5°)計72個u。值，每個位置均經(jīng)過17次觀測。為此，可采用對稱聯(lián)系方法將之聯(lián)系起來。聯(lián)系系數(shù)為 ,35°)度盤刻線誤差用<φ>表示，則對于對徑(符合)讀數(shù)的測角儀，取對徑的<φ>及<φ+180°>的算術(shù)平均值即為直徑誤差(φ),即取全部刻線誤差<φ>[或直徑誤差(φ)]中的最大值與最小值之差為F?。取相同φ角的<φ>?與<φ>2或(φ),與(φ)?的各差值v;(i=1,2,…,72)計算檢定方法的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u,式中：n度盤的受檢點數(shù)(或直徑數(shù))。當(dāng)檢定刻線誤差時n=72,當(dāng)檢定直徑誤差采用二等23面棱體直接檢定。將23面棱體安放在測角儀工作臺上，并使棱體幾何中心與測角儀工作臺回轉(zhuǎn)中心重合。調(diào)整工作臺，使棱體的第1,7,12及第18工作面均垂直于照準(zhǔn)光束，其最大偏離應(yīng)在表3所規(guī)定的棱體工作面與底面的垂直度要求范圍以內(nèi)。a)將度盤配置于0°0'00”附近，調(diào)整平行光管和望遠(yuǎn)鏡管使之照準(zhǔn)棱體第1工作面中心，同時從測微器中讀取讀數(shù)，取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值a?;按度盤讀數(shù)增加方向旋轉(zhuǎn)度盤，照準(zhǔn)棱體第2工作面，同時取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值a?。以上述相同方法依次照準(zhǔn)棱體第3,4,…,23工作面，分別讀得a?,a?,…,az,最后仍回到棱體第1工作面，讀取讀數(shù)aí。aí與a?應(yīng)一致，其差值應(yīng)不超過0.15”,否則該組測量應(yīng)重檢。式中：β——棱體偏差值。(i=1,2,3,…,23)b)將度盤配置于730'00”附近，將度盤遞減方向繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)730'左右，使平行光管和望遠(yuǎn)鏡管照準(zhǔn)棱體第1工作面中心，與上述a)相同方法得：取F?和F?中的最大值為受檢測角儀的示值誤差。采用三等23面棱體排列互比法檢定。將23面棱體安放在測角儀工作臺上，與5.2.7.2相同方法調(diào)整棱體與工作臺。23面棱體排列互比測量方法與5.2.7.1.2b)、c)相類似，共進(jìn)行23組系列測量。根據(jù)測量值參照式(13)、(14)、(32)計算受檢測角儀的示值誤差。采用三等23面棱體直接檢定。檢定方法和程序與5.2.7.2相同，但其回零差值應(yīng)采用四等24面棱體直接檢定。檢定時以度盤00'00”附近起作一組測量，檢定方法和程序與5.2.7.2相同，但其回采用四等12面棱體直接檢定，檢定時以度盤00'00”附近起作一組測量，檢定方法經(jīng)檢定合格的測角儀出具檢定證書，對于不合格的測角儀，出具檢定結(jié)果通知書，并注明其不合格項目。對使用中的測角儀允許根據(jù)檢定結(jié)果降級使測角儀的檢定周期應(yīng)根據(jù)其穩(wěn)定情況和使用頻繁程度而確度，檢定周期一般不超過2年。測微器行差的檢定記錄及計算實例度盤位置b0'1.05”0'1.05”5'1.05”4'59.96”0'1.25”0'1.35”5'1.30”5'1.30”5'1.30”4'59.98”0'1.20”0'1.30”5'1.35”5'1.15”5'1.25”4'59.98”0'1.15”0'1.30”0'1.22”5'1.30”5'1.25”5'1.20”0'1.25”0'1.30”0'1.25”5'1.00”5'1.08”0′1.30”0'1.40”0'1.55”0'1.42”5'1.30”5'1.28”4'59.86”0'1.45”5'1.20”5'1.45”5'1.40”4'59.97”0'1.85”0′1.73”5'1.50”5'1.70”=+0.06”測角儀測角重復(fù)性檢定計算實例V讀數(shù)平均值a’相鄰角測量信IⅡⅢV6.3”+0.5”+0.2”-0.6”6.9”-0.5”-0.1”6.4”+0.4”6.4”+0.3”-0.3”6.7”-0.1”-0.