測(cè)角儀規(guī)范要求

1測(cè)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(cè)角儀首次檢定、后續(xù)檢定和使用中的檢驗(yàn)。2概述測(cè)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(tái)等部分組成，主要用于測(cè)量由反射平面構(gòu)成的水平方向角度。3計(jì)量性能要求測(cè)角儀準(zhǔn)確度等級(jí)分為1”級(jí)、2”級(jí)、5”級(jí)和10”級(jí)。各等級(jí)的示值誤差、測(cè)角重復(fù)性、測(cè)微器行差以及空程等要求列于表1。準(zhǔn)確度等級(jí)測(cè)角重復(fù)性(k=1)1"級(jí)2"級(jí)5”級(jí)10”級(jí)4通用技術(shù)要求4.1外觀及各部分相互作用4.1.1測(cè)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(wú)霉蝕、污點(diǎn)等缺陷，照明應(yīng)均勻。4.1.3度盤、測(cè)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(tái)表面不應(yīng)有毛刺。用刀口尺檢查工作臺(tái)表面的平面度時(shí)，其中部不允許凸出。4.1.5測(cè)角儀各可動(dòng)部分均應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)平穩(wěn)地移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)；各鎖緊部分的作用應(yīng)切實(shí)有效。4.1.6測(cè)角儀應(yīng)標(biāo)有制造廠名(或廠標(biāo))出廠編號(hào)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(chǎng)中度、分、秒刻線成像的相對(duì)位置應(yīng)正確并應(yīng)無(wú)目力可見的視差。4.3度盤偏心4.3.1度盤刻線為對(duì)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(duì)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(cè)角儀，當(dāng)旋轉(zhuǎn)度盤時(shí)，度盤同一刻度圓的各刻線端點(diǎn)，相對(duì)于視場(chǎng)中某固定參考點(diǎn)，不應(yīng)有目力可見的徑向移動(dòng)。4.3.2度盤對(duì)徑均為單刻線符合成像，對(duì)徑兩刻線在視場(chǎng)中左右并列[如圖1(d)]的測(cè)角儀，各對(duì)徑并列兩刻線間距之差應(yīng)不大于15”。5計(jì)量器具控制計(jì)量器具控制包括首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。5.1.1檢定用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具檢定用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具列于表2。測(cè)角儀準(zhǔn)確度等級(jí)1"級(jí)(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(jí)5”級(jí)四等24面棱體10"級(jí)四等12面棱體5.1.2檢定用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具的技術(shù)指標(biāo)檢定用計(jì)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(cè)量不確定度U/(")(k=2)5.1.3檢定時(shí)環(huán)境溫度檢定時(shí)環(huán)境溫度以及平衡溫度時(shí)間要求列于表4。3表4準(zhǔn)確度等級(jí)1"級(jí)62"級(jí)45”級(jí)310”級(jí)35.2檢定項(xiàng)目和檢定方法測(cè)角儀首次檢定、后續(xù)檢定、使用中檢驗(yàn)的檢定項(xiàng)目列于表5。檢定項(xiàng)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(yàn)。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(duì)于主軸旋轉(zhuǎn)軸線的平行度可按下述方法檢定。在測(cè)角儀旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上放置一塊四方鐵，將測(cè)角儀工作臺(tái)臺(tái)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(xiàng)要求，按觀察方法檢定。5.2.3測(cè)微器空程測(cè)微器空程以對(duì)度盤同一刻線，用測(cè)微器旋進(jìn)與旋出方向?qū)?zhǔn)讀數(shù)的差值來(lái)表示。4為了減少對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)微器空程h按式(1)計(jì)算。選擇一個(gè)與度盤刻度圓相鄰近的固定參考點(diǎn)，將度盤0°刻線與之點(diǎn)與參考點(diǎn)的距離，然后緩慢旋轉(zhuǎn)度盤一周，觀察各度刻線端點(diǎn)與固定參考點(diǎn)的距離，5.2.4.2對(duì)于如圖1(d)的測(cè)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(cè)微器移動(dòng)指標(biāo)線來(lái)測(cè)量對(duì)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(gè)位置重復(fù)上述測(cè)量。8個(gè)對(duì)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(cè)微器相應(yīng)測(cè)量范圍s’之差稱為行差，以符號(hào)p表檢定時(shí)，將測(cè)微器的零位置于度盤各起始刻線位置，并取3次對(duì)準(zhǔn)讀數(shù)的算術(shù)平均值為a?;然后，移動(dòng)測(cè)微器至末端，對(duì)準(zhǔn)度盤的相鄰刻線，取3次對(duì)準(zhǔn)讀數(shù)的算術(shù)平均值為b;檢定工作臺(tái)在度盤整周范圍內(nèi)，均勻分布不少于8個(gè)位置進(jìn)行，計(jì)算各位置根據(jù)公式(2)計(jì)算p值。測(cè)微器行差的檢定記錄及計(jì)算實(shí)例列于附錄A。測(cè)角重復(fù)性主要反映受檢儀器軸系的圓跳動(dòng)及照準(zhǔn)、讀數(shù)等引起的變化。5將被檢測(cè)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(cè)角儀工作臺(tái)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(tái)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(shí)從測(cè)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(gè)工作面，共得到ao,a,…,ao等12個(gè)然后，重新照準(zhǔn)棱體0°工作面，同時(shí)從測(cè)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(gè)工作面，共得到ai,ao,…,a等12個(gè)算術(shù)平均值，以此作為返測(cè)。在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中應(yīng)不帶入測(cè)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(cè)與返測(cè)棱及分別求出式(5)與式(6)各對(duì)應(yīng)測(cè)量值之差值得：測(cè)角重復(fù)性的檢定計(jì)算示例列于附錄B。測(cè)角儀示值誤差F主要由測(cè)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(jì)算F值(即采用5.7.2.1之方法)。在后續(xù)檢定時(shí)，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(shí)應(yīng)采用分別檢定測(cè)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(duì)于2”級(jí)測(cè)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(duì)于5”級(jí)測(cè)角儀可采用四等24面棱體，10”級(jí)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(cè)微器最大間隔誤差是以測(cè)微器各刻線誤差的最大值與最小值之差來(lái)評(píng)定。應(yīng)在其全部測(cè)量范圍內(nèi)對(duì)均勻分布的5個(gè)間隔進(jìn)行檢定。對(duì)于測(cè)量范圍為5'的測(cè)微器，每隔1'檢定，其相對(duì)于零位的刻線誤差zo,;(i=1',2',3',4',5');對(duì)于測(cè)量范圍為10'的測(cè)微器，每隔2'檢定其相對(duì)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(gè)常角(m為被檢刻線數(shù))對(duì)測(cè)微器全程內(nèi)的間隔進(jìn)行組合測(cè)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(cè)量范圍為5'的測(cè)微器為例，m=6,令起始零位的刻線誤差為0,其它各被檢點(diǎn)相對(duì)于零位的刻線誤差依次為roI,zo,?,To?,To?,to.s=p。選取6-2=4個(gè)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(duì)于檢定間隔為2',測(cè)量范圍為10'的測(cè)微器，除相應(yīng)常角值加大1倍外，測(cè)量與計(jì)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(cè)量常角。對(duì)常角的每次測(cè)量均取3次照準(zhǔn)、讀數(shù)的算術(shù)平均值對(duì)其標(biāo)稱值之差作為測(cè)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(shí)，第一組測(cè)量取常角β?(β?≈1'),將常角β?置于測(cè)角儀工作臺(tái)上，調(diào)整工作臺(tái)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(cè)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(gè)工作面，并在測(cè)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(dòng)工作臺(tái)，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(gè)工作面，并在測(cè)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(dòng)工作臺(tái)，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(cè)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(cè)量，依次得出do,2,d??,d?,?,d?,s;do?,d??,d?,s取各受檢點(diǎn)(包括零位)的刻線誤差中最大與最小值之差作為測(cè)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(shí)，調(diào)整測(cè)角儀工作臺(tái)，使工作臺(tái)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(cè)微器測(cè)得兩十字線豎線之間的距離即為測(cè)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(lái)評(píng)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(duì)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(duì)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(cè)量，各組測(cè)量順序及度盤起始位置如表6所示。對(duì)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(cè)量，各組測(cè)量順序及度盤起始位置如表7表示。05059通過(guò)排列互比測(cè)量可分別按式(13)～(16)計(jì)算出a(q=0°,5°,10°,…,列于表9,根據(jù)測(cè)量值按式(15)、(16)計(jì)算w°值。表8φ?計(jì)算中的測(cè)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(shí)，將多面棱體安放在測(cè)角儀工作臺(tái)上，并使棱體幾何中心與測(cè)角儀工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心重合。調(diào)整工作臺(tái)，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(duì)于8面棱體，按表6順序進(jìn)行各組排列互比測(cè)量，對(duì)于9面棱體，按表7順序進(jìn)行各組排列互比測(cè)量。排列互比對(duì)稱聯(lián)系法檢定度盤最大間隔誤差的實(shí)例見附錄C。每組排列互比測(cè)量都是相對(duì)獨(dú)立的，測(cè)量度盤72個(gè)位置(每隔5°)計(jì)72個(gè)u。值，每個(gè)位置均經(jīng)過(guò)17次觀測(cè)。為此，可采用對(duì)稱聯(lián)系方法將之聯(lián)系起來(lái)。聯(lián)系系數(shù)為 ,35°)度盤刻線誤差用<φ>表示，則對(duì)于對(duì)徑(符合)讀數(shù)的測(cè)角儀，取對(duì)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(jì)算檢定方法的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u,式中：n度盤的受檢點(diǎn)數(shù)(或直徑數(shù))。當(dāng)檢定刻線誤差時(shí)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(cè)角儀工作臺(tái)上，并使棱體幾何中心與測(cè)角儀工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心重合。調(diào)整工作臺(tái)，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(shí)從測(cè)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(shí)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(guò)0.15”,否則該組測(cè)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(cè)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(cè)角儀工作臺(tái)上，與5.2.7.2相同方法調(diào)整棱體與工作臺(tái)。23面棱體排列互比測(cè)量方法與5.2.7.1.2b)、c)相類似，共進(jìn)行23組系列測(cè)量。根據(jù)測(cè)量值參照式(13)、(14)、(32)計(jì)算受檢測(cè)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(shí)以度盤00'00”附近起作一組測(cè)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(shí)以度盤00'00”附近起作一組測(cè)量，檢定方法經(jīng)檢定合格的測(cè)角儀出具檢定證書，對(duì)于不合格的測(cè)角儀，出具檢定結(jié)果通知書，并注明其不合格項(xiàng)目。對(duì)使用中的測(cè)角儀允許根據(jù)檢定結(jié)果降級(jí)使測(cè)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(guò)2年。測(cè)微器行差的檢定記錄及計(jì)算實(shí)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(cè)角儀測(cè)角重復(fù)性檢定計(jì)算實(shí)例V讀數(shù)平均值a’相鄰角測(cè)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.