２０１７年１１月 内蒙古科技与经济 Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０１７ Ｎｏ．２１ Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．３９１ 第２１期总第３９１期 水准仪检定装置的工作原理与水平准线偏差不确定度评定 高永生，王俊义，白雪琴，呼 和 （内蒙古自治区计量测试研究院，内蒙古呼和浩特０１００２０） ，＿ 卫 ， 一 摘 要：本文介绍了建立经纬仪、水准仪检定装置计量标准的目的，对该计量标准的工作原理及其 组成结构进行了介绍，并对该计量标准的测量结果不确定度评定。 关键词：水准测量；水准仪；工作原理；检定 衄 定装置水平准线偏差。取３次水平准线偏差的平均 值为测量结果。现以水准仪检定装置水平准线偏差 测量结果不确定度为例。 ２．２数学模型 中图分类号：Ｐ２０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ＯＯ７～６９２１（２０１７）２１一ｏ１１１一ｏ２ 水准仪是大地测绘、大型设备安装、交通、建筑 等诸多领域中进行精密测量的重要仪器，所以必须 对经纬仪、水准仪检定仪进行周期检定，以保证测绘 仪器的准确可靠。笔者介绍了建立经纬仪、水准仪 检定仪计量标准的目的，对该计量标准的工作原理 及其组成结构进行了介绍，并对该计量标准的测量 结果不确定度评定。 由规程中公式得水准仪检定装置水平准线偏差 计算公式为： １ 计量标准的组成及光学工作原理 水准仪检定仪检定装置是由自准直仪、正多面 ｃ一÷塞Ｇ ．棱体、水平陪检器等组成的对经纬仪、水准仪检定仪 进行检定与校准的标准装置。经纬仪、水准仪检定 仪检定装置是利用自准直仪的自准直原理，与水平 陪检器、正多面棱体配合，对水准仪检定装置的水平 准线系统、经纬仪检定装置的水平角方向和竖直角 方向的多个参数进行检测，光学原理，如图１所示。 ÷宝｛ｚ（６０ 一 ｉ一１、 ，一ｃｎ 一 ，） 式中： Ｃ．：第ｉ次测量的水平准线偏差，其中ｃ值符号 的判定应根据所使用的自准直仪的不同读数结构而 定，Ｃ）； ｂ 自准直仪测量被测装置水平准线时，读取自 准直仪固定分划板十字丝横丝３次读数平均值， （ ）； ｂ 被测装置水平准线在第一摆位时，自准直仪 瞄准被测分划板十字丝横丝３次读数平均值，Ｃ）； ｂ 被测装置水平准线在第二摆位时，自准直仪 瞄准被测分划板十字丝横丝３次读数平均值，（”）； ａ 自准直仪测量陪检器水平准线时，读取自准 直仪固定分划板十字丝横丝３次读数平均值，（”）； ａ 陪检器水平准线在第一摆位时，自准直仪瞄 准十字丝反射像横丝３次读数平均值，（”）； １．角测量光楔；２．平板测微器；３．自平准线微校光楔；４． ａ 陪检器水平准线在第二摆位时，自准直仪瞄 主物镜；５．分划板；６．补偿器；７．光源组；８．转像棱镜；９．测微 目镜；１Ｏ．转像物镜；１１．转像棱镜；１２．分光镜 图１光学原理 准十字丝反射像横丝３次读数平均值，（ ）。故，水 准仪检定装置水平准线偏差的数学模型如下所示： ，（Ｃ）：ｆ（ｂ ‰，ｂ＂ｂ２ ，口１ ，ａ２ ， ， ） ：２水准仪检定仪检定装置水平准线偏差测量结果 不确定度评定 ２．１ 测量方法 ÷ ｛２（ 一 ） 。 一 ））＋ ＋ ｉ一１ 式中： 依据ＪＪＧ９６Ｏ－－２ｏ１２《水准仪检定装置》规定，水 准仪检定装置水平准线偏差是采用水平零位误差扩 展不确定度不大于ｏ．２ （ｋ一２）的水平陪检器和示 ２．３艿 ：自准直仪示值误差，（”）；６ 水平准线水平 零位误差扩展不确定，（ ）。 方差和传播公式 值误差不大于０．５ 的自准直仪（１ 范围内，视场为亮 视场），构成标准水平准线，以比较法检定水准仪检 收稿日期：２０１７—０７—３１ 设各读数的测量重复性、自准直仪示值误差和 水平准线水平零位误差扩展不确定度等引起的测量 总第３９１期 不确定度分量相互，则： ０ １ 内蒙古科技与经济 差均对测量值有影响，所用自准直仪范围在±１ 内， 示值误差在该范围内不大于０．５”，该值以等概率分 布，贝ｑ： （ ）一０．５＂／ ＝＝＝０．２９ ．） “ （ｃ）一÷“。（６。）＋÷“。（６）＋÷ 。（。。）＋ ．） ｏ １ ÷Ｕ （ａ）十“ （ ）＋ （ ） ｏ ２．４各标准不确定度分量的说明和计算 ２．４．６水平标准陪检器的水平准线水平零位误差 ２．４．１ 测量被检装置的水平线时，自准直仪分划板 丝横瞄准读数引入的不确定度分量ｕ（ｂ。）。在透射 像情况下，用自准直仪瞄准自身固定分划板十字丝 横丝，重复测量１０次，计算出其单次测量标准差为 ０．４０ ，检定水平准线偏差时ｂ。以３次读数平均值 作为测量值，则： “（ｂ ）一０．４０ ／，／ｇ一０．２３ 扩展不确定度引入的不确定度分量ｕ（８。）。水平标 准陪检器的水平准线水平零位误差扩展不确定度为 ０．２ （ｋ一２），设正态分布，则： “（ ）一０．２ ／ｅ一０．１ ２．５合成标准不确定度 。＝÷ ６０）＋÷ ÷ ＋÷ 卅 （ ）＋Ｕ２（ ） ＝－７ －ｘ ０，２３。＋÷×０，２５。十÷×０．２４。＋÷×０ ２４ ＋ｏ－２８９ ＋０．１ ≈０．２３６ ２．４．２测量被检装置的水平线时，自准直仪瞄准透 射十字丝横丝读数引入的不确定度分量ｕ（ｂ。）。用 自准直仪照准被测装置的透射像横丝，重复测量１ｏ 次，计算出其单次测量标准差为０．４４ ，检定水平准 线偏差时ｂ．以３次读数平均值作为测量值，则： “（ ）一０．４４ ／ 一０．２５ （ｃ）≈０．４ ２．６ 扩展不确定度 取包含因子ｋ一２，则扩展不确定度为： Ｕ— ×忌一０．４９ ×２—０．９８ ≈１．０ ２．４．３ 测量标准水平线时，自准直仪分划板丝横瞄 准读数引入的不确定度分量Ｕ（ａ。）。在反射像情况 下，用自准直仪瞄准自身固定分划板十字丝横丝，重 ３ 结束语 以上是内蒙古自治区计量测试研究院检定人员 在建立计量标准时所作的技术分析，希望能对从事 相关工作的同行有所帮助。 复测量１０次，计算出其单次测量标准差为０．４２ ，检 定水平准线偏差时ａ。以３次读数平均值作为测量 值，则： “（ａ ）：：：０．４２ ／ 一０．２４ ［参考文献］ ［１］ＪＪＧ９６Ｏ一２Ｏｌ２，水准仪检定装置［ｓ］． ２．４．４ 测量标准水平线时，自准直仪瞄准反射十字 丝横丝读数引入的不确定度分量ｕ（ａ）。用自准直 仪照准水平准线检器反射像横丝，重复测量ｌ０次， ［２］ 杨瑛．水准仪在检定中一些问题的处理［Ｊ］．计 量与测试技术，２００６，（１）． ［３］ 沈忠仙，张现锋．光学经纬仪、水准仪的清洗问 题［Ｊ］．中国计量，２００５，（５）． ［４］ 姜建波，杨爱芬．自动安平水准仪常见故障及 修理［Ｊ］．计量技术，２００７，（９）． ［５］ 李艳．水准仪常见故障的修理［Ｊ］．中国计量， ２００５，（４）． 计算出其单次测量标准差为０．４２”，检定水平准线 偏差时ａ．以３次读数平均值作为测量值，则： Ｍ（口）一０．４２ ／ 一０．２４ ２．４．５示值误差引入的不确定度分量ｕ（８ ）。在 被测装置轴线和标准水平线测量中自准直仪示值误 、８ 、８ （上接第１１０页）５．７ｇ左右，亩平均增产１７．５ｋｇ， 增产率１５．５ 。 表３ 不同处理对向日葵产量的影响 植相比，在出苗率、株高、茎粗、花期、干粒重和亩产 量等方面均有不同程度增加，且植株综合性状表现 优良，适宜于包头市山北半干旱地区在向日葵生产 上进行大面积推广应用。 因本次试验条件所限，仅对种植方式的增产效 果进行了验证，今后还将对向日葵全膜覆盖垄膜沟 植种植技术的种植密度、播期、施肥量、不同田间管 理等方面对产量的影响做进一步试验研究。 ［参考文献］ ［１］ 范敏，金黎平，刘庆昌，等．马铃薯抗旱机理及 相关研究进展［Ｊ］．中国马铃薯，２００６，２０（２）： １Ｏ１～１０６． ３ 讨论 ［２］ 张德奇，廖允成，贾志宽．旱区地膜覆盖技术的 通过田间观察和试验结果表明，向日葵采用全 膜覆盖垄膜沟植技术进行种植，与常规半膜覆盖种 研究进展及发展前景［Ｊ］．干旱地区农业研究， ２００５，２３（１）：２０８～２１３．
