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专利名称：滑动式测斜仪简易标校装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及滑动式测斜仪简易标校装置，属于工程測量仪器标校技术领域。
背景技术：
近年来，随着国内防灾减灾、基础建设工程项目的大量増加，滑动式测斜仪(以下称测斜仪)作为ー种高精度的工程测量仪器得到广泛使用。石英挠性加速度计作为测斜仪核心传感器，有诸多优点，但是其測量数据的精度会随着产品使用时间的增长出现不同程度的降低，部分參数可能会偏离初始值，从而影响产品測量数据的精度。为了保证仪器的精度，毎年至少要标校一次。现阶段用户一般还是将仪器送回生产厂家进行标校，会花费大量的时间和金钱，长距离的运输情况下还会增加精密仪器损坏的风险
实用新型内容
·本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供ー种操作简便快捷、成本低、使用方便、能满足工程測量精度、适用于用户现场标校的滑动式测斜仪简易标校装置。本实用新型的技术解决方案是滑动式测斜仪简易标校装置，包括上定位件、下定位件、侧板、限板、底板、下板、水平仪、旋转手柄和锁紧手柄，两块侧板与下板通过焊接形成三角支架结构，上定位件和下定位件分别固定安装在侧板上部和下部，下定位件的下部固定安装限板，水平仪安装在下板的中心位置，水平仪的安装面和两块侧板与下板的焊接面平行，下板的三个角上各安装一个旋转手柄，用于调节水平仪，下板通过锁紧手柄与底板连接。所述的两块侧板之间的夹角2 Θ取值范围为30±5°。所述的下定位件比上定位件⑴长45 55mm。所述的上定位件为ー侧有凸台的类长方体结构，类长方体结构上加工ー个上下贯通的圆通孔，在圆通孔的十字形交叉的位置上对称加工长方形导槽，上定位件通过凸台上加工的安装定位孔安装在侧板上。所述的下定位件为ー侧有凸台的类长方体结构，类长方体结构上加工ー个上下贯通的圆通孔，在圆通孔的十字形交叉的位置上对称加工长方形导槽，下定位件通过凸台上加工的安装定位孔安装在侧板上。所述的侧板为薄板结构，在上部和下部各加工两个凹槽用于定位安装上定位件和下定位件。本实用新型与现有技术相比具有如下优点(I)本实用新型采用将两块侧板和下板焊接成一整体的三脚支架结构，同时选用8#槽钢为侧板的材料，使在正常使用情况下侧板的形变几乎为零，同时保证了两块侧板之间的夹角始終保持不变，从根本上消除了两块侧板之间的夹角的变化对測量结果的影响；(2)本实用新型采用在下板上安装水平仪，水平仪的安装面和两块侧板与下板的焊接面平行，在使用旋转手柄调平水平仪后，即可进行标校，采用本实用新型校准测斜仪测头时，保证了测头的导轮平面处于垂直位置，减小导轮平面不垂直对于测量引起的误差；(3)本实用新型采用锁紧手柄把焊接后的三角支架结构固定在底板上，进ー步提高了装置的稳定性；(4)本实用新型下定位件长度比上定位件的长度长，保证测头的扭转弹簧依次固定在定位件上，减小多个弹簧同时作用时对装置稳定性的影响；(5)本实用新型结构简单合理，加工容易，安装便捷，成本较现有原厂校准设备大大降低，且方便用户对仪器进行简易现场标校，经标�：笠瞧鞑饬烤�度达到使用要求，仪器无需返厂标校，可提高工程測量数据精度；(6)使用本实用新型不仅节省大量的人力，经费以及时间，还減少了长距离的运输 情况下精密仪器损坏的风险。

图I为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型结构示意图(去除底板和锁紧手柄的立体图)；图3为本实用新型上定位件主视图；图4为本实用新型上定位件侧视图；图5为本实用新型上定位件俯视图；图6为本实用新型侧板主视图；图7为本实用新型侧板侧视图；图8为图7的C-C方向剖视图；图9为本实用新型标校原理示意图。
具体实施方式
下面就结合附图对本实用新型做进ー步介绍。本实用新型如图1、2所示，包括上定位件I、下定位件2、侧板3、限板4、底板5、下板6、水平仪7、旋转手柄8和锁紧手柄9。两块侧板3和下板6焊接成一体，焊接后两块侧板的夹角2 Θ固定不可变化，焊接后形成稳固的三角支架形状；上定位件I和下定位件2通过沉头螺钉固定安装在侧板3上，装配完成后的两个定位件用来固定测斜仪测头的两组导轮，两个定位件和侧板通过限位尺寸和形位公差来保证测斜仪测量基准“两线一面”(即两侧导轮组的外公切线构成两线，导轮组构成的平面是测斜仪的测量平面)；限板4与下定位件2通过沉头螺钉连接固定起到对测斜仪的导轮的限位作用；水平仪7与下板6通过端面定位并用螺钉连接固定，水平仪7的安装面和两块侧板3与下板6的焊接面平行，起到传递基准的作用；下板6的三个角上各安装一个旋转手柄8，调节旋转手柄8，可使水平仪7的气泡处于观测窗ロ的正中心，使装置实现水平，(调节旋转手柄吋，整个三角支架结构放置在底板5上，调节水平吋，已考虑了底板和下板的不水平，调节完成后，只需拧紧锁紧手柄固定装置和底板，中心対称的三个锁紧手柄拧紧的力对气泡的影响很�。�可忽略不计。)此项操作的作用保证安装测头后的导轮平面处于垂直位置，消除导轮平面不垂直对于测量引起的误差；旋转手柄8调节完成后，用锁紧手柄9把三角支架结构固定在底板5上，提高整个标校装置的稳定性。上定位件I如图3、 4、5所示，为一侧有凸台的类长方体结构，类长方体结构上加工一个上下贯通的圆通孔，在圆通孔的十字形交叉的位置上对称加工长方形导槽11，上定位件I通过凸台上加工的安装定位孔12安装在侧板3上。下定位件2的结构与上定位件I结构一致，在长度上有区别，下定位件2的长度比上定位件长45 55mm，保证测头的扭转弹簧依次固定在定位件上，减小多个弹簧同时作用时对装置稳定性的影响；同时在下定位件2的下表面加工用于安装限板4的螺纹连接孔。上、下定位件的长方形导槽用来安装测斜仪测头的导轮。侧板3如图6、7、8所示，为薄板结构，(一般不厚于5mm)在上部和下部各加工两个凹槽31用于定位安装上定位件I和下定位件2。两块侧板3与下板6焊接后形成的夹角2 0范围为30±5°，此值在加工装配完成后就固定不变了，出厂时需要精确测量该值。本实用新型工作原理本实用新型利用石英挠性加速度计输出公式U = Ksin 9 +A0为依据来进行标校，如图9所示，根据对称两个位置A、B(对应于本实用新型的两块侧板的位置)的测试结果只是角度由正变为负的关系，已知对称位置之间的夹角2 0和对称两个位置的输出U，便可求出需校准的参数零偏A0和标度因数K。根据公式U = Ksin( 0+P)+A可知，标度因数K的准确性与固定夹角0、中心线与重力线的偏差角P有关。固定夹角e的变化对测量结果的影响较大，本实用新型采取了一系列的措施降低0对测量结果的影响，具体措施如下I)本实用新型选用8#槽钢为侧板的材料，下板选用厚度为IOmm的碳素钢，底板选用厚度为20mm的碳素钢，在正常使用情况下侧板的形变几乎为零。同时为了保证本实用新型在使用中，A、B两个位置的夹角始终保持不变，将本实用新型设计为焊接式一体结构；2)精确测量出本实用新型的固定夹角2 0 (此项在本实用新型出厂前已测量完成，测量固定夹角的标准值用于现场标校使用)。将标度因数和零偏已准确测量的标准测头放入本实用新型的左边导槽后，将测头通电并进行测量，得到Ua+，将测头取出并旋转180°放入本实用新型的同一边导槽后，读取测量数据记录为Ua_。由于标准测头标度因数K和零偏AO已经准确的标定出，把Ua+和Ua_代入公式U = Ksin 0 +A0,有Ua+ = Ksin 9 X+A0Ua_ = Ksin (- 9 x) +A0可求出忽略P角影响的左侧导槽位置的G1值。Ub+ = Ksin 9 2+A0Ub_ = Ksin (- 9 2) +A0同样的方法可以得出标校装置的右边导槽的位置02值。由于本实用新型的夹角固定，其位置A和位置B之间的固定夹角2 0 = 0 !+S20为减小0对标校精度的影响，本实用新型可以通过水平仪进行水平找正。根据标度因数的计算公式可知，测头测量的A、B两个位置相对于重力垂线的对称性，即计算公式中的P，当cosP越趋于I时，标度因数的计算值越接近于它的真实值，因此在现场标校测量时，应尽可能的保证A、B两个位置相对于重力垂线的对称性。为保证A、B两个位置相对于重力垂线的对称性，将“三点水平调整法”应用于本实用新型上，也就是在下板的中心加工一基准面，该基准面与两侧板在底板的焊接面平行，在下板的中心基准面上安装精度为2的水平仪。在标校之前应先调整装置的水平，根据三点确定一个平面的原理，调整下板上的三个旋转手柄，使水平仪气泡处于观测窗口的正中心，使本实用新型的下板实现水平，使安装测头后的导轮平面处于垂直位置，减小导轮平面不垂直对于测量引起的误差，因此，本实用新型在校准测斜仪测头时可以忽略P的影响。本实用新型现场使用步骤I)调整下板上的三个旋转手柄，使水平仪气泡处于观测窗口的正中心，使本实用新型的下板实现水平；2)将本实用新型三脚支架结构通过锁紧手柄9固定在底板5上；3)标定测斜仪测头(I)将测斜仪测头放入本实用新型的左边导槽后，将测头通电并进行测量，读取测量数据记录为Ua+，将测头取出并旋转180°放入本实用新型的同一边导槽后，读取测量数据记录为Ua_ ；(2)将测斜仪测头放入本实用新型的右边导槽后，将测头通电并进行测量，读取测量数据记录为Ub+，将测头取出并旋转180°放入本实用新型的同一边导槽后，读取测量数据记录为Ub_。(3)通过下列公式组Ua+ = Ksin ( 0 + ^ ) +A0Ua_ = -Ksin ( 0 + ^ ) +A0Ub+ = Ksin ( 0 - 3 ) +A0Ub_ = -Ksin ( 0 - ^ ) +A0公式中忽略3的影响，通过Ua+、Ua_可求出左侧的标度因数K1值，通过Ub+、Ub_可求出右侧的标度因数K2值；待标定测头的标度因数K = (KJK2)/2。(4)标定测头的零偏值A。，根据(1)、(2)得到的Ua+、Ua_、Ub+、Ub_可以通过下列公式得出零偏值。A01 = (Ua++Ua_) /2 ；A02 = (Ub++Ub_) /2 ；A0 = (A01+A02)/2。标定测斜仪测头的过程可以通过软件实现，本例中只给出了测量一次的标定方式，在实际标定中，可以采用多次测量求取平均的方式，方法同上。本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。权利要求1.滑动式测斜仪简易标校装置，其特征在于包括上定位件(I)、下定位件(2)、侧板(3)、限板(4)、底板(5)、下板(6)、水平仪(7)、旋转手柄⑶和锁紧手柄(9)，两块侧板(3)与下板(6)通过焊接形成三角支架结构，上定位件(I)和下定位件(2)分别固定安装在侧板(3)上部和下部，下定位件(2)的下部固定安装限板(4)，水平仪(7)安装在下板(6)的中心位置，水平仪(7)的安装面和两块侧板(3)与下板(6)的焊接面平行，下板(6)的三个角上各安装一个旋转手柄(8)，用于调节水平仪(7)，下板(6)通过锁紧手柄(9)与底板(5)连接。
2.根据权利要求I所述的滑动式测斜仪简易标校装置，其特征在于所述的两块侧板(3)之间的夹角2 Θ取值范围为30±5°。
3.根据权利要求I所述的滑动式测斜仪简易标校装置，其特征在于所述的下定位件(2)比上定位件(I)长4δ 55mm。
4.根据权利要求I或3所述的滑动式测斜仪简易标校装置，其特征在于所述的上定位件(I)为ー侧有凸台的类长方体结构，类长方体结构上加工ー个上下贯通的圆通孔，在圆通孔的十字形交叉的位置上对称加工长方形导槽(11)，上定位件(I)通过凸台上加工的安装定位孔(12)安装在侧板(3)上。
5.根据权利要求I或3所述的滑动式测斜仪简易标校装置，其特征在于所述的下定位件(2)为ー侧有凸台的类长方体结构，类长方体结构上加工ー个上下贯通的圆通孔，在圆通孔的十字形交叉的位置上对称加工长方形导槽，下定位件(2)通过凸台上加工的安装定位孔安装在侧板(3)上。
5、根据权利要求I所述的滑动式测斜仪简易标校装置，其特征在于所述的侧板(3)为薄板结构，采用8#槽钢制成，在上部和下部各加工两个凹槽(31)用于定位安装上定位件(I)和下定位件⑵。
专利摘要本实用新型公开了滑动式测斜仪简易标校装置，包括上定位件、下定位件、侧板、限板、底板、下板、水平仪、旋转手柄和锁紧手柄，两块侧板与下板通过焊接形成三角支架结构，上定位件和下定位件分别固定安装在侧板上部和下部，下定位件的下部固定安装限板，水平仪安装在下板的中心位置，下板的三个角上各安装一个旋转手柄，用于调节水平仪，下板通过锁紧手柄与底板连接。本实用新型采用将两块侧板和下板焊接成一整体的三脚支架结构，同时选用8#槽钢为侧板的材料，使在正常使用情况下侧板的形变几乎为零，同时保证了两块侧板之间的夹角始终保持不变，从根本上消除了两块侧板之间夹角的变化对测量结果的影响。
文档编号G01C25/00GK202501854SQ201220126750
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者万顺平, 刘宇薇, 孙芳, 张文鹏, 徐锐, 杜堂文, 杨卓, 段慧 申请人:航天科工惯性技术有限公司