激光小角度測(cè)量?jī)x

1激光小角度測(cè)量?jī)x檢定規(guī)程本規(guī)程適用于測(cè)量范圍為O~±5°,利用正弦原理測(cè)量角度的激光小角度測(cè)量?jī)x的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。本規(guī)程引用下列文獻(xiàn)：JJF1001—1998通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF1059—1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示使用本規(guī)程時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3概述激光小角度測(cè)量?jī)x是一種采用正弦原理，以近克爾遜干涉法測(cè)量平面小角度的儀器。它主要用在對(duì)小角度計(jì)量?jī)x器和圓分度計(jì)量?jī)x器中測(cè)微器的示值誤差的測(cè)量，以及機(jī)床角位移、工件等方面的測(cè)量。光路原理框圖見(jiàn)圖1。圖中反射鏡組3安裝在回轉(zhuǎn)臺(tái)4的轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)臺(tái)4帶動(dòng)反射鏡組3轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)角度，然后用由激光頭1、分光鏡組2和反射鏡組3組成的干涉儀測(cè)量出兩反射鏡的相對(duì)位移，按照正弦原理計(jì)算出被測(cè)角度值。4計(jì)量性能要求開(kāi)機(jī)30min后，連續(xù)工作2h,激光小角度測(cè)量?jī)x的示值漂移要求見(jiàn)表1。檢定項(xiàng)目1級(jí)2級(jí)3級(jí)漂移(")測(cè)角重復(fù)性(")0~±1°范圍內(nèi)相對(duì)誤差：相對(duì)誤差：0~±5°范圍內(nèi)注：β為測(cè)量范圍，2圖1原理示意圖激光小角度測(cè)量?jī)x測(cè)角重復(fù)性的要求見(jiàn)表1。在0~±1°以及0~±5°范圍內(nèi)，激光小角度測(cè)量?jī)x的零起分度誤差要求見(jiàn)表1。5.1.1新制儀器的鍍層不得有脫落和斑點(diǎn)，漆面不得有碰傷、劃痕及顯著的顏色不均勻現(xiàn)象。在工作面上不應(yīng)有銹蝕、碰傷、明顯的劃痕以及影響測(cè)量的其他缺陷。5.1.2光學(xué)部件的表面不應(yīng)有水跡、油跡、灰塵、擦傷和霉點(diǎn)等，膠合面不應(yīng)有脫膠5.2儀器各部分相互作用5.2.3激光頭與分光鏡組以及反射鏡組之間的相互位置應(yīng)調(diào)整方便，安置后應(yīng)保持不3變，反射鏡組與回轉(zhuǎn)臺(tái)等附件的連接應(yīng)穩(wěn)定可靠。6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)。6.1.1檢定環(huán)境條件6.1.1.1檢定室內(nèi)的溫度：(20±1)℃,其溫度變化應(yīng)不大于0.5℃/h。6.1.1.2被檢儀器和檢定工具在檢定室內(nèi)平衡溫度的時(shí)間應(yīng)不小于4h。6.1.1.3檢定室內(nèi)不應(yīng)有影響測(cè)量的震動(dòng)、氣流波動(dòng)和電磁干擾。6.1.1.4被檢儀器應(yīng)預(yù)熱30min后進(jìn)行檢定。6.1.2檢定設(shè)備1級(jí)激光小角度測(cè)量?jī)x的檢定設(shè)備：0級(jí)多齒分度臺(tái)；回轉(zhuǎn)臺(tái)?；剞D(zhuǎn)臺(tái)軸系徑向跳動(dòng)應(yīng)小于2μm,微動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比大，傳動(dòng)均勻，制動(dòng)可靠。1級(jí)以下激光小角度測(cè)量?jī)x的檢定設(shè)備：1級(jí)多齒分度臺(tái)。6.2檢定項(xiàng)目?jī)x器檢定項(xiàng)目列于表2。表2檢定項(xiàng)目檢定項(xiàng)目首次檢定后續(xù)檢定外觀和各部分相互作用+++2十++3+++4++注：“+”表示應(yīng)檢項(xiàng)目，“一”表示可不檢項(xiàng)目。6.3檢定方法6.3.1外觀和各部分的相互作用試驗(yàn)和目力觀測(cè)。將激光小角度測(cè)量?jī)x安置在平臺(tái)上，調(diào)整其顯示值處于零位附近，記取顯示值，靜止不動(dòng)，觀察2h,每30min記錄一次，取任意1h內(nèi)最大值為檢定結(jié)果。6.3.3測(cè)角重復(fù)性測(cè)量前，先將激光小角度測(cè)量?jī)x與多齒分度臺(tái)調(diào)整到工作狀態(tài)。以多齒分度臺(tái)的某一位置定位，從激光小角度測(cè)量?jī)x讀數(shù)a?,然后松開(kāi)多齒分度臺(tái)并轉(zhuǎn)動(dòng)任一固定角度后落下，從激光小角度測(cè)量?jī)x讀數(shù)b;,重復(fù)測(cè)量10次，用公式(1)計(jì)算激光小角度測(cè)量?jī)x的測(cè)角重復(fù)性S。4d——10次測(cè)角值算術(shù)平均值，()。6.3.4.11級(jí)激光小角度測(cè)量?jī)x零起分度誤差的檢定方法(以360齒多齒分度臺(tái)為例):檢測(cè)方法示意圖見(jiàn)圖2。將360齒多齒分度臺(tái)安置并固定在回轉(zhuǎn)臺(tái)中心，調(diào)整同軸軸度小于0.3mm。將分光鏡組安置并固定在反射鏡組前方，激光頭安置在分光鏡組前將多齒分度臺(tái)置于零位，激光小角度測(cè)量?jī)x示值清零，順刻度轉(zhuǎn)動(dòng)多齒分度臺(tái)5°,讀取激光小角度測(cè)量?jī)x示值為c?。然后用回轉(zhuǎn)臺(tái)反轉(zhuǎn)至激光小角度測(cè)量?jī)x示值為零，再將多齒分度臺(tái)逆刻度轉(zhuǎn)角5°,讀取激光小角度測(cè)量?jī)x示值為c?,c?與c?的絕對(duì)值之角度值小的方向?yàn)槌跏剂阄唤欠较?。按所判定的調(diào)整方向轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)，調(diào)整激光小角度測(cè)量?jī)x的初始零位，重新清零后重復(fù)上述測(cè)量，直至c?與c?的絕對(duì)值之差不大于初始零位確定后，進(jìn)行零起分度誤差測(cè)量。鎖緊回轉(zhuǎn)臺(tái)，在此位置上將激光小角度測(cè)量?jī)x顯示器示值清零，并讀數(shù)為αo,順刻度轉(zhuǎn)動(dòng)多齒分度臺(tái)1°,讀數(shù)為a??;再順刻度轉(zhuǎn)動(dòng)多齒分度臺(tái)至5°,讀數(shù)為as.;然后多齒分度臺(tái)返回零位后再逆刻度轉(zhuǎn)1°,讀數(shù)為a??,再逆刻度轉(zhuǎn)動(dòng)多齒分度臺(tái)至5°,讀數(shù)為as?;多齒分度臺(tái)再回到零位，讀數(shù)為aw,此為第1組測(cè)量，若回零之差大于0.00001°,則此組測(cè)量應(yīng)當(dāng)重測(cè)。a?;只用于重新將顯示器示值清零，并抬起多齒分度臺(tái)的上齒臺(tái)，緩慢順刻度旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)5松開(kāi)回轉(zhuǎn)臺(tái)并緩慢反轉(zhuǎn)，在兩者相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中使顯示器示值變化基本控制在±2°左右。多齒分度臺(tái)上齒臺(tái)轉(zhuǎn)至30°落下后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)使顯示器示值為0°,然后鎖緊轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)，在多齒分度臺(tái)的30°位置上重復(fù)上述的測(cè)量，得到第2組測(cè)量值：a,a?g,a?4,a?3,a?A,aw,按同樣方法依序在多齒分度臺(tái)的60°,90°,…330°位置進(jìn)行測(cè)量，共有12組，60個(gè)測(cè)量點(diǎn)。角度值按公式(3)進(jìn)行計(jì)算，得到48個(gè)角度值b,b?z,bs?,b??,…,bix,bzx,b?x,bsza。1°零起分度誤差按公式(2)進(jìn)行計(jì)算(見(jiàn)附錄A表A.1):5零起分度誤差按公式(3)進(jìn)行計(jì)算(見(jiàn)附錄A表A.2):式中：β?--標(biāo)稱(chēng)角值，1°;an,am,…,aonz—分別在多齒分度臺(tái)0,30°,…,330°等12個(gè)位置時(shí)的清零值，a?/——1°間隔時(shí)，第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)值，(0);b?;—-1°間隔時(shí)，第i個(gè)測(cè)點(diǎn)角值的絕對(duì)值，(0);as.——5°間隔時(shí)，第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)值，(0);bs?——5°間隔時(shí)，第i個(gè)測(cè)點(diǎn)角值的絕對(duì)值，(0);△o?——1°間隔時(shí)的零起分度誤差，(");取各零起分度誤差的平均值為檢定結(jié)果。6.3.4.22級(jí)及其以下激光小角度測(cè)量?jī)x零起分度誤差的檢定方法(以391齒多齒分度6將激光小角度測(cè)量?jī)x的反射棱鏡組安置并固定在多齒分度臺(tái)中心，其偏移量小于1mm。將多齒分度臺(tái)指標(biāo)線位于零位，然后按6.3.4.1的方法調(diào)整激光小角度測(cè)量?jī)x的光路及光強(qiáng)處于正常工作狀態(tài)，并調(diào)整分光棱鏡框前表面與反射棱鏡框前表面平行。將儀器顯示器示值清零，讀取顯示器示值a?,順刻度轉(zhuǎn)動(dòng)391齒多齒分度臺(tái)一個(gè)齒(若720齒多齒分度臺(tái)則轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)齒),讀取示值a?,再依序旋轉(zhuǎn)多齒分度臺(tái)至第5個(gè)齒，分別讀取讀數(shù)a?,a?,a?,as。然后依序返測(cè)回到零位，分別得到αs,a4,a:,…,a6,為上半測(cè)回。若回零差大于0.00005°(0.18”),則此組測(cè)量應(yīng)當(dāng)重測(cè)。a。只用于判斷該組測(cè)量數(shù)據(jù)是否有效，并不參與計(jì)算。重新將顯示器示值清零，然后按逆刻度方向轉(zhuǎn)動(dòng)多齒分度臺(tái)重復(fù)上述操作，并依序讀數(shù)a?,a?,…,a和a1,a'g,…,a'。,測(cè)得下半測(cè)回。被測(cè)儀器各測(cè)量點(diǎn)的零起分度誤差(相對(duì)誤差)按公式(4)計(jì)算(詳見(jiàn)附錄A表A.3),取最大的零起分度誤差(相對(duì)誤差)為檢定結(jié)果。式中：i——分別為1,2,3,…,10;a?—第i位置的往測(cè)示值；a——第i位置的返測(cè)示值；β——第i位置的標(biāo)稱(chēng)角值；△?——第i位置的零起分度誤差(相對(duì)誤差)。6.4檢定結(jié)果的處理按本規(guī)程的規(guī)定和要求檢定合格的激光小角度測(cè)量?jī)x，發(fā)給檢定證書(shū)；檢定不合格的，發(fā)給檢定結(jié)果通知書(shū)，并注明不合格項(xiàng)目。6.5檢定周期檢定周期應(yīng)根據(jù)使用情況確定，一般不超過(guò)2年。7附錄A儀器零起分度誤差計(jì)算示例多齒臺(tái)a8表A.1(續(xù))多齒臺(tái)表A.21級(jí)激光小角度測(cè)量?jī)x±5°的零起