JJF 2002-2022 激光標線儀校準規(guī)范

中華人民共和國國家計量技術規(guī)范金挺(浙江省計量科學研究院)李建雙(中國計量科學研究院)張豐(上海市計量測試技術研究院)王高升(蘇州福田激光精密儀器有限公司)梁琦(廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院)劉洪云(北京拉特激光精密儀器有限公司)王瑛輝(浙江省計量科學研究院)I 1范圍 5計量特性 6校準條件 6.1環(huán)境條件 6.2測量標準及其他設備 7校準項目和校準方法 7.1水平激光線誤差 7.2水平激光線發(fā)射角誤差 7.3水平激光線補償誤差 7.4垂直激光線誤差 7.5垂直激光線正交誤差 7.6下對點誤差 8校準結果表達 9復校時間間隔 附錄A校準記錄及計算示例 附錄C激光標線儀水平激光線誤差測量結果的不確定度評定示例 ⅡJJF1001—2011《通用計量術語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》、JJF1094—2002《測量儀器特性評定》、JB/T11665—2013《激光標線儀》共同構成本規(guī)范制定的基礎性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。1凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用本規(guī)范。3.1水平激光線誤差horizontallineerror激光標線儀所發(fā)出的水平激光扇形面在鉛垂面上的投影線與水平線間的夾角。3.2水平激光線發(fā)射角誤差horizontallineemitangleerror3.3水平激光線補償誤差compensatingerrorofhorizontalline在補償器補償范圍內，激光標線儀發(fā)生傾斜時水平激光線發(fā)射角誤差的變化量。3.4垂直激光線誤差verticallineerror激光標線儀所發(fā)出的垂直激光扇形面在鉛垂面上的2供一條或者多條水平激光線和垂直激光線的激光儀器。標線儀廣泛應用于建筑施工、裝標線儀按其安平原理可分為重力擺自動安平標線儀(見圖3)和電子傾斜傳感器自動安平標線儀(見圖4),自動安平補償器的補償范圍一般為±2°~±5°,激光線的發(fā)射角一般為100°~130°。結構示意圖3計量特性見表1。序號1水平激光線誤差工作臺、經(jīng)緯儀(或全站儀)、水準儀、直角2水平激光線發(fā)射角誤差3水平激光線補償誤差4垂直激光線誤差工作臺、經(jīng)緯儀(或全站儀)、直角坐標板、5垂直激光線正交誤差6下對點誤差工作臺、直角坐標板、鋼卷尺注：以上測量設備可在滿足標線儀校準要求的前提6.1環(huán)境條件6.2測量標準及其他設備測量標準及其他設備技術要求見表2。序號設備名稱1經(jīng)緯儀(或全站儀)DJ?級或Ⅱ級，橫軸與豎軸的垂直度≤6”2水準儀DS1或DSZ1級3直角坐標板分度值不大于1mm,刻線間距示值誤差MPE:±0.1mm;允許使用能提供標準示值的其他測量標準4I級5工作臺工作臺應可升降調平，具有兩維微傾功能；士2.5°校準前應目視及開機檢查儀器運行情況，包括激光線是否穩(wěn)定、寬度亮度是否均勻47.1水平激光線誤差水平激光線校準裝置示意圖如圖5所示。以工作臺軸心為圓心，在與工作臺軸心距離L?為(0.2～1)m處安放一個直角坐標板2,此點稱為近點。在與近點大致同一半徑方向上且與工作臺軸心距離L?為(2.5～7)m處安放第二個直角坐標板4,此點稱為遠點。然后在遠點左右對稱夾角w為45°的兩旁各安放一個直角坐標板3和5,用鋼卷尺量取L?、L?、L?和L4的值。要求所有直角坐標板的坐標原點等高，并確保所有直角坐標板的坐標橫軸處于同一水平面內。將被檢儀器放置在工作臺上，調平工作臺并整平儀器，使被檢儀器的水平激光線的中間部分照準近點直角坐標板2的坐標原點。待激光穩(wěn)定后，讀取激光線在每個坐標板上直角坐標縱軸的讀數(shù)△;(i=2、3、4、5)。重新安置儀器，按上述方法重復測量計算水平激光線誤差α。式中：△?、△?——激光線在坐標板3、5上直角坐標縱軸的讀數(shù)平均值，mm;L?——坐標板3與坐標板5兩直角坐標原點間的距離，m。對于具有多條水平激光線的標線儀，所有水平激光線均應進行校準，且各條水平激光線應處于同一平面內。校準過程中應保證直角坐標板的坐標原點不變。7.2水平激光線發(fā)射角誤差發(fā)射角誤差δ。式中：L?———坐標板2直角坐標原點與被檢儀器中心間的水平距離，m;L?——坐標板4直角坐標原點與被檢儀器中心間的水平距離，m。JJF2002—202257.3水平激光線補償誤差將標線儀分別右傾、左傾、后傾、前傾2.5°,按7.2方法分別測出各方向傾斜時的水平激光線發(fā)射角誤差δR、δL、δp、δF,取其與標線儀水平安置時的水平激光線發(fā)射角誤差δ的差值絕對值的最大值作為測量結果。7.4垂直激光線誤差垂直激光線校準裝置示意圖如圖6所示。以標線儀旋轉軸與垂直激光組中心的交點為圓心，在與水平面向上傾角θ(傾角θ為標線儀垂直激光線發(fā)射筒軸線與水平面的夾角，約為15°~35°)方向且距離L為(2.5～7)m處安放一個直角坐標板7,然后在相對直角坐標板7對稱夾角w不小于30°的上下兩個位置，各安放一個直角坐標板6和8,用鋼卷尺量取L'的值。要求所有直角坐標板的坐標原點處于同一鉛垂線上。將被檢儀器放置在工作臺上，調平工作臺并整平儀器，調整儀器使被檢儀器的垂直激光線與直角坐標板7的坐標原點相交。待激光穩(wěn)定后，讀取激光線在上下兩個坐標板直角坐標橫軸上的讀數(shù)△,(i=6、8)。重新安置儀器，按上述方法重復測量3次，分β=(△?-△?)/L'式中：△6、△?——激光線在坐標板6、8直角坐標橫軸上的讀數(shù)平均值，mm;L'——坐標板6直角坐標原點與坐標板8直角坐標原點間的距離，m。對于具有多條垂直激光線的標線儀，所有垂直激光線均應進行校準。7.5垂直激光線正交誤差首先將經(jīng)緯儀安置在工作臺上，調平工作臺并整平儀器。通過經(jīng)緯儀的對中器瞄準一個被檢儀器正下方直角坐標板的坐標原點。然后用經(jīng)緯儀將兩個直角坐標板3和5的坐標原點在水平面內的夾角標定為90°(見圖5)。將被檢儀器安置在工作臺上，使被檢儀器的下對點激光瞄準被檢儀器正下方的直角坐標板的坐標原點，整平儀器。打開儀器，使一條垂直激光線照準其中一個直角坐標板3的坐標原點，讀取激光線在另一直角坐標板5橫軸上的讀數(shù)，重新安置儀器，按上述6方法重復測量3次，計算平均值△。對應直角坐標板與被檢儀器中心的水平距離L?,按照公式(4)計算垂直激光線正交誤差△交。L?——坐標板5與被檢儀器中心間的水平距離，m。對于具有多條垂直激光線的標線儀，所有相鄰垂直激光線正交誤差均應進行校準。7.6下對點誤差將被檢儀器安置在工作臺上，調平工作臺，并整平儀器，且使下對點激光瞄準一個觀測直角坐標板上激光點中心的最大變化量，取最大變化量的一半校準后的標線儀，應填發(fā)校準證書或報告，校準結果應在校準證書上反映，校準證書至少應包括JJF1071—20105.12中的信息。校準結果內頁格式可參見附錄B。由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所決定的，因此送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔，一般建議不超過1年。7A.1水平激光線誤差和水平激光線發(fā)射角誤差(見表A.1～表A.5)表A.1儀器水平放置時α和δ△123△水平激光線誤差α水平激光線發(fā)射角誤差δ備注：本次測量L?=0.2m,L?=7.0m,L?=14.0m,w=45°表A.2儀器右傾時δ△123△水平激光線發(fā)射角誤差δ備注：本次測量L?=0.2m,L?=7.0m,w=45°表A.3儀器左傾時δ△123△水平激光線發(fā)射角誤差δ1|oL一o|備注：本次測量L?=0.2m,L?=7.0m,w=45°8△123△備注：本次測量L?=0.2m,L?=7.0m,w=45°△123△水平激光線發(fā)射角誤差δp備注：本次測量L?=0.2m,L?=7.0m,w=45%垂線標號123△Vl垂直激光線誤差β123△V2垂直激光線誤差β備注：本次測量L'=14.0m,θ=15°,w=45°9A.3垂直激光線正交誤差(見表A.7)垂直激光線V1垂直激光線V2△123△垂直激光線正交誤差備注：本次測量L?=9.9m,w=45°下對點誤差附錄B校準證書內頁格式校準項目校準結果1水平激光線誤差2水平激光線發(fā)射角誤差3水平激光線補償誤差456下對點誤差7本次測量結果的擴展不確定度：JJF2002—2022激光標線儀水平激光線誤差測量結果的不確定度評定示例C.1.1測量對象：激光標線儀。C.1.2測量方法：取分度值為1mm的直角坐標板，先用經(jīng)緯儀和水準儀標定坐標板3和坐標板5間的相互空間位置關系，然后用鋼卷尺量取坐標板3中心與坐標板5中心間的距離，使得L?=5m、w=45°;最后依據(jù)本規(guī)范7.1的方法進行測量。C.2評定模型C.2.1測量模型依據(jù)校準方法，可知激光標線儀水平激光線誤差的測量結果計算公式為：式中：L?——直角坐標板3中心與坐標板5中心間的距離，m。C.2.2靈敏系數(shù)由式(C.1)可得各個輸入量的靈敏系數(shù)：4事C.3輸入量的標準不確定度的評定C.3.1各個直角坐標板上被測激光線的測量讀數(shù)引入的不確定度分量u(△)直角坐標板的刻線間距誤差為±0.1mm,按均勻分布處理，則通過實驗重復測量10次，得到其單次測量的實驗標準差為0.30mm。實際測量過程中，采用3次讀數(shù)取平均值，則其平均值的測量標準差為測量前用水準儀標定使所有直角坐標板的橫坐標軸與水準儀分劃板橫絲重合，確保各個坐標板的坐標原點處于同一水平基準面內。通過這種方法的標定可以控制直角坐標板坐標原點間的高度差不超過±0.2mm,估計其呈均勻分布，則u(△)=√u2(△)+u2(A)+u3(△)=√0.062+0.172+0.122mm=0.22C.3.2由于△?、△;是短時間內在同一環(huán)境由同一個人對同一裝置的不同測量點的測量，可視為重復性條件下的測量，故用u(△)表示兩個直角坐標板中的任何一個，因此有u(△?)=u(△?)=u(△)=0.22mmC.3.3由兩直角坐標板中心間距離測量誤差引入的不確定度分量u(L?)由于測量兩直角坐標板間的距離時一般估讀至0.1m,其測量誤差可以控制在士0.2m以內，估計其呈均勻分布，則C.4合成標準不確定度評定C.4.1不確定度一覽表(見表C.1)不確定u(x,)不確定度靈敏系數(shù)c直角坐標板3上被測直角坐標板的誤差直角坐標板坐標原點間的高度差直角坐標板5上被測直角坐標板的誤差直角坐標板坐標原點間的高度差注：L。取5m,|