JJF 2002-2022 激光標(biāo)線儀校準(zhǔn)規(guī)范

中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范金挺(浙江省計量科學(xué)研究院)李建雙(中國計量科學(xué)研究院)張豐(上海市計量測試技術(shù)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(xué)研究院)I 1范圍 5計量特性 6校準(zhǔn)條件 6.1環(huán)境條件 6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)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(zhǔn)結(jié)果表達 9復(fù)校時間間隔 附錄A校準(zhǔn)記錄及計算示例 附錄C激光標(biāo)線儀水平激光線誤差測量結(jié)果的不確定度評定示例 ⅡJJF1001—2011《通用計量術(shù)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(biāo)線儀》共同構(gòu)成本規(guī)范制定的基礎(chǔ)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(biāo)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(nèi)，激光標(biāo)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(biāo)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(biāo)線儀廣泛應(yīng)用于建筑施工、裝標(biāo)線儀按其安平原理可分為重力擺自動安平標(biāo)線儀(見圖3)和電子傾斜傳感器自動安平標(biāo)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(jié)構(gòu)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(zhǔn)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(biāo)板、5垂直激光線正交誤差6下對點誤差工作臺、直角坐標(biāo)板、鋼卷尺注：以上測量設(shè)備可在滿足標(biāo)線儀校準(zhǔn)要求的前提6.1環(huán)境條件6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備技術(shù)要求見表2。序號設(shè)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(zhǔn)儀DS1或DSZ1級3直角坐標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)示值的其他測量標(biāo)準(zhǔn)4I級5工作臺工作臺應(yīng)可升降調(diào)平，具有兩維微傾功能；士2.5°校準(zhǔn)前應(yīng)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(zhǔn)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)板的坐標(biāo)原點等高，并確保所有直角坐標(biāo)板的坐標(biāo)橫軸處于同一水平面內(nèi)。將被檢儀器放置在工作臺上，調(diào)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(zhǔn)近點直角坐標(biāo)板2的坐標(biāo)原點。待激光穩(wěn)定后，讀取激光線在每個坐標(biāo)板上直角坐標(biāo)縱軸的讀數(shù)△;(i=2、3、4、5)。重新安置儀器，按上述方法重復(fù)測量計算水平激光線誤差α。式中：△?、△?——激光線在坐標(biāo)板3、5上直角坐標(biāo)縱軸的讀數(shù)平均值，mm;L?——坐標(biāo)板3與坐標(biāo)板5兩直角坐標(biāo)原點間的距離，m。對于具有多條水平激光線的標(biāo)線儀，所有水平激光線均應(yīng)進行校準(zhǔn)，且各條水平激光線應(yīng)處于同一平面內(nèi)。校準(zhǔn)過程中應(yīng)保證直角坐標(biāo)板的坐標(biāo)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(biāo)板2直角坐標(biāo)原點與被檢儀器中心間的水平距離，m;L?——坐標(biāo)板4直角坐標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(jié)果。7.4垂直激光線誤差垂直激光線校準(zhǔn)裝置示意圖如圖6所示。以標(biāo)線儀旋轉(zhuǎn)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(biāo)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(biāo)板7,然后在相對直角坐標(biāo)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(biāo)板6和8,用鋼卷尺量取L'的值。要求所有直角坐標(biāo)板的坐標(biāo)原點處于同一鉛垂線上。將被檢儀器放置在工作臺上，調(diào)平工作臺并整平儀器，調(diào)整儀器使被檢儀器的垂直激光線與直角坐標(biāo)板7的坐標(biāo)原點相交。待激光穩(wěn)定后，讀取激光線在上下兩個坐標(biāo)板直角坐標(biāo)橫軸上的讀數(shù)△,(i=6、8)。重新安置儀器，按上述方法重復(fù)測量3次，分β=(△?-△?)/L'式中：△6、△?——激光線在坐標(biāo)板6、8直角坐標(biāo)橫軸上的讀數(shù)平均值，mm;L'——坐標(biāo)板6直角坐標(biāo)原點與坐標(biāo)板8直角坐標(biāo)原點間的距離，m。對于具有多條垂直激光線的標(biāo)線儀，所有垂直激光線均應(yīng)進行校準(zhǔn)。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(diào)平工作臺并整平儀器。通過經(jīng)緯儀的對中器瞄準(zhǔn)一個被檢儀器正下方直角坐標(biāo)板的坐標(biāo)原點。然后用經(jīng)緯儀將兩個直角坐標(biāo)板3和5的坐標(biāo)原點在水平面內(nèi)的夾角標(biāo)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(zhǔn)被檢儀器正下方的直角坐標(biāo)板的坐標(biāo)原點，整平儀器。打開儀器，使一條垂直激光線照準(zhǔn)其中一個直角坐標(biāo)板3的坐標(biāo)原點，讀取激光線在另一直角坐標(biāo)板5橫軸上的讀數(shù)，重新安置儀器，按上述6方法重復(fù)測量3次，計算平均值△。對應(yīng)直角坐標(biāo)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(biāo)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(biāo)線儀，所有相鄰垂直激光線正交誤差均應(yīng)進行校準(zhǔn)。7.6下對點誤差將被檢儀器安置在工作臺上，調(diào)平工作臺，并整平儀器，且使下對點激光瞄準(zhǔn)一個觀測直角坐標(biāo)板上激光點中心的最大變化量，取最大變化量的一半校準(zhǔn)后的標(biāo)線儀，應(yīng)填發(fā)校準(zhǔn)證書或報告，校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映，校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包括JJF1071—20105.12中的信息。校準(zhǔn)結(jié)果內(nèi)頁格式可參見附錄B。由于復(fù)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(zhì)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(fù)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(biāo)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(zhǔn)證書內(nèi)頁格式校準(zhǔn)項目校準(zhǔn)結(jié)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(jié)果的擴展不確定度：JJF2002—2022激光標(biāo)線儀水平激光線誤差測量結(jié)果的不確定度評定示例C.1.1測量對象：激光標(biāo)線儀。C.1.2測量方法：取分度值為1mm的直角坐標(biāo)板，先用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀標(biāo)定坐標(biāo)板3和坐標(biāo)板5間的相互空間位置關(guān)系，然后用鋼卷尺量取坐標(biāo)板3中心與坐標(biāo)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(zhǔn)方法，可知激光標(biāo)線儀水平激光線誤差的測量結(jié)果計算公式為：式中：L?——直角坐標(biāo)板3中心與坐標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定C.3.1各個直角坐標(biāo)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(biāo)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(fù)測量10次，得到其單次測量的實驗標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)差為測量前用水準(zhǔn)儀標(biāo)定使所有直角坐標(biāo)板的橫坐標(biāo)軸與水準(zhǔn)儀分劃板橫絲重合，確保各個坐標(biāo)板的坐標(biāo)原點處于同一水平基準(zhǔn)面內(nèi)。通過這種方法的標(biāo)定可以控制直角坐標(biāo)板坐標(biāo)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(nèi)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(fù)性條件下的測量，故用u(△)表示兩個直角坐標(biāo)板中的任何一個，因此有u(△?)=u(△?)=u(△)=0.22mmC.3.3由兩直角坐標(biāo)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(biāo)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(nèi)，估計其呈均勻分布，則C.4合成標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)板3上被測直角坐標(biāo)板的誤差直角坐標(biāo)板坐標(biāo)原點間的高度差直角坐標(biāo)板5上被測直角坐標(biāo)板的誤差直角坐標(biāo)板坐標(biāo)原點間的高度差注：L。取5m,|