一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置及檢定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置包括數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)、豎直運(yùn)動控制系統(tǒng)、激光干涉儀距離測量系統(tǒng)、氣象傳感系統(tǒng)以及計算機(jī)。本發(fā)明公開的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定方法包括：將水準(zhǔn)標(biāo)尺移動到初始位置；計算機(jī)分別控制數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光干涉儀各自獲取測量數(shù)據(jù)，并利用氣象傳感系統(tǒng)獲取大氣參數(shù)數(shù)據(jù)；然后利用Edlen公式結(jié)合大氣參數(shù)獲得激光干涉儀的修正波長，再得到修正后的水準(zhǔn)標(biāo)尺的實際移動距離，建立數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差分布圖，最后利用最小二乘法和線性回歸方程你和出誤差回歸直線。本發(fā)明的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置及檢定方法能夠?qū)?shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)進(jìn)行自動化豎直檢定，簡化了檢定步驟并提高了檢定效率。
【專利說明】
一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置及檢定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于高精度測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置，本發(fā)明還涉及一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)90年代初，數(shù)字水準(zhǔn)儀憑借其精度高、速度快、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)在水準(zhǔn)測量領(lǐng)域很快得到廣大用戶的認(rèn)可，并迅速占領(lǐng)高精度的水準(zhǔn)測量、地表變形監(jiān)測、工業(yè)測量等多種領(lǐng)域，成為水準(zhǔn)測量儀器發(fā)展的趨勢。通過對標(biāo)尺上編碼條紋信息的檢測識別，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的精確、快速、自動讀出的功能。條碼式水準(zhǔn)標(biāo)尺作為數(shù)字水準(zhǔn)儀測量的器具，以標(biāo)尺上分劃線紋寬度和在標(biāo)尺上的位置為基準(zhǔn)進(jìn)行測量應(yīng)用，因此，水準(zhǔn)尺的分劃誤差是水準(zhǔn)測量的儀器的主要誤差因素之一，對新生產(chǎn)的水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行檢測、對已投入使用的標(biāo)尺進(jìn)行周期性檢定，均是保證測量精度的前提。同時，在實際使用時，數(shù)字水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)標(biāo)尺組成數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)是同時使用的，因此，對數(shù)字水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行系統(tǒng)檢定才能更好的反應(yīng)數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的精度。
[0003]但是目前國內(nèi)對數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的檢定都是按照數(shù)字水準(zhǔn)儀檢定規(guī)程JJG(測繪)2101-2013和因瓦條碼水準(zhǔn)標(biāo)尺檢定規(guī)程JJG(測繪)2102-2013進(jìn)行分項檢定的。其檢定裝置如名稱為《數(shù)字水準(zhǔn)儀和光學(xué)水準(zhǔn)儀室內(nèi)檢定裝置》、公開號為CN1619258A、【公開日】為2005年5月25日的發(fā)明專利是對數(shù)字水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺的各項指標(biāo)進(jìn)行分項檢定，針對水準(zhǔn)標(biāo)尺的檢定如名稱為《基于圖像視覺的因瓦水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)差檢測與調(diào)整裝置》、授權(quán)公告號為CN204854766U、授權(quán)公告日為2015年12月9日的專利以及名稱為《一種銦鋼水準(zhǔn)標(biāo)尺檢定裝置》、授權(quán)公告號為CN203249631U、授權(quán)公告日為2013年10月23日的專利也是對水準(zhǔn)標(biāo)尺的各項誤差進(jìn)行分項檢定。同時，在對水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行檢定時，上述裝置均為將水準(zhǔn)標(biāo)尺水平放置進(jìn)行檢定，與實際使用情況不符，且德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)對大量銦瓦水準(zhǔn)尺進(jìn)行水平、豎直檢定，其結(jié)果顯示水平檢定的改正數(shù)比豎直檢定的改正數(shù)長0.9um/m，因此有必要對水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行豎直檢定。
[0004]由于商業(yè)競爭，當(dāng)發(fā)現(xiàn)測量缺陷時，數(shù)字水準(zhǔn)儀的測量修正程序被作為商業(yè)機(jī)密，對于用戶則不能很好地了解其測量的準(zhǔn)確性，因此數(shù)字水準(zhǔn)儀也必須進(jìn)行相應(yīng)的校準(zhǔn)。并且數(shù)字水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)標(biāo)尺作為一個數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)同時進(jìn)行測量，其綜合精度不是由各項誤差進(jìn)行簡單的累加，因此只有將數(shù)字水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行系統(tǒng)檢定，才能真實反映實際使用過程中的精度。
[0005]現(xiàn)有的數(shù)字水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)標(biāo)尺的檢定都是手動或半自動的，需要人員的參與進(jìn)行測量，這樣就造成人力資源的浪費(fèi)，并且容易引入誤操作及存在檢測不全面的問題，導(dǎo)致檢定失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的自動化檢定。
[0007]本發(fā)明的目的還在于提供一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定方法，解決了現(xiàn)有的檢定方法存在的效率低、檢定結(jié)果可靠性差的問題。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置，包括數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)、豎直運(yùn)動控制系統(tǒng)、激光干涉儀距離測量系統(tǒng)、氣象傳感系統(tǒng)以及計算機(jī)五部分，
[0009]數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)包括數(shù)字水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)標(biāo)尺，數(shù)字水準(zhǔn)儀與計算機(jī)相連；
[0010]豎直運(yùn)動控制系統(tǒng)包括一個具有豎直導(dǎo)軌的移動平臺，豎直導(dǎo)軌上連接有拖板，水準(zhǔn)標(biāo)尺通過夾具固定于拖板上，拖板通過驅(qū)動裝置控制在豎直導(dǎo)軌上帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺在測量路徑范圍內(nèi)做豎直運(yùn)動；
[0011]激光干涉儀距離測量系統(tǒng)包括激光干涉儀，激光干涉儀依次連接激光干涉儀用電路卡與激光干涉儀用并行接口卡后與計算機(jī)連接，激光干涉儀通過光路裝置獲取水準(zhǔn)標(biāo)尺的移動距離的光路信息；
[0012]氣象傳感系統(tǒng)包括沿豎直方向設(shè)置于測量路徑范圍內(nèi)的兩個或兩個以上的溫度傳感器以及設(shè)置于測量路徑范圍中間位置的濕度傳感器、氣壓傳感器、二氧化碳濃度傳感器，溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、二氧化碳濃度傳感器共同連接有氣象站主機(jī)，氣象站主機(jī)與計算機(jī)相連。
[0013]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0014]驅(qū)動裝置包括通過滾動絲杠與拖板相連的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)連接有驅(qū)動控制單元，驅(qū)動控制單元分別連接有驅(qū)動控制D/A卡和驅(qū)動控制開關(guān)量卡，驅(qū)動控制D/A卡和驅(qū)動控制開關(guān)量卡還分別與計算機(jī)連接。
[0015]驅(qū)動裝置還包括設(shè)置于測量路徑上下兩端的限位傳感器，兩個限位傳感器均與驅(qū)動控制開關(guān)量卡相連。
[0016]還包括對水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行輔助照明的輔助照明系統(tǒng)。
[0017]光路裝置包括沿激光干涉儀至水準(zhǔn)標(biāo)尺光路依次設(shè)置的分光鏡、第一角錐棱鏡、反射鏡以及固定于水準(zhǔn)標(biāo)尺底部的第二角錐棱鏡。
[0018]本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是:一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定方法，利用如上的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置完成，具體包括以下步驟:
[0019]步驟1、計算機(jī)通過驅(qū)動控制D/A卡控制驅(qū)動控制單元工作，驅(qū)動控制單元控制伺服電機(jī)使拖板帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺向下運(yùn)動，同時計算機(jī)通過驅(qū)動開關(guān)量卡檢測處于測量路徑上下兩端的限位開關(guān)，當(dāng)位于測量路徑下端的限位開關(guān)動作時，伺服電機(jī)停止工作，從而使拖板帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺達(dá)到初始位置，并設(shè)置此點(diǎn)為激光干涉儀零點(diǎn)位置；
[0020]步驟2、計算機(jī)通過驅(qū)動控制D/A卡控制驅(qū)動控制單元工作，驅(qū)動控制單元控制伺服電機(jī)工作，使拖板帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺按照設(shè)定的速度進(jìn)行移動，并停在指定測量點(diǎn)；
[0021]步驟3、計算機(jī)觸發(fā)數(shù)字水準(zhǔn)儀開始測量，測量結(jié)束后，數(shù)字水準(zhǔn)儀將測量的數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)；
[0022]步驟4、然后計算機(jī)通過激光干涉儀用并行接口卡與激光干涉儀用電路卡控制激光干涉儀工作，激光干涉儀測量水準(zhǔn)標(biāo)尺的位移量并傳輸給計算機(jī)；
[0023]步驟5、計算機(jī)在獲取激光干涉儀傳輸?shù)奈灰屏繑?shù)據(jù)后，控制氣象站主機(jī)利用溫度傳感器、氣壓傳感器、濕度傳感器以及二氧化碳濃度傳感器測量大氣參數(shù)；
[0024]步驟5、多次重復(fù)步驟2-步驟4的步驟；
[0025]步驟6、計算機(jī)根據(jù)獲取的多次測量的數(shù)字水準(zhǔn)儀的測量數(shù)據(jù)、激光干涉儀的測量數(shù)據(jù)以及氣象站主機(jī)的大氣參數(shù)，經(jīng)過計算得到激光干涉儀的修正波長，再根據(jù)激光干涉儀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)計算得到水準(zhǔn)標(biāo)尺上下移動的實際距離，以數(shù)字水準(zhǔn)儀的測量數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，以計算得到的水準(zhǔn)標(biāo)尺上下移動的實際距離與數(shù)字水準(zhǔn)儀測量數(shù)據(jù)之差為縱坐標(biāo)，繪制得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差分布圖，進(jìn)行擬合后得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差回歸曲線，最終得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的零點(diǎn)誤差和米修正系數(shù)。
[0026]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0027]步驟6中計算機(jī)依據(jù)Edlen公式結(jié)合氣象站主機(jī)傳輸?shù)拇髿鈪?shù)計算得到激光干涉儀的修正波長。
[0028]步驟6中繪制得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差分布圖后，結(jié)合最小二乘法和線性回歸方程進(jìn)行擬合后得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差回歸曲線。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置能夠?qū)?shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)進(jìn)行自動化豎直檢定，本發(fā)明的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定方法利用上述檢定裝置可以簡化檢定步驟、提高檢定效率，而且使得檢定結(jié)果更加全面、可靠、可信，同時還節(jié)約了大量的人力資源。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖中，1.限位傳感器，2.拖板，3.豎直導(dǎo)軌，4.滾動絲杠，5.溫度傳感器，6.輔助照明系統(tǒng)，7.水準(zhǔn)標(biāo)尺，8.數(shù)字水準(zhǔn)儀，9.動力電源，10.驅(qū)動控制單元，11.驅(qū)動開關(guān)量卡，12.驅(qū)動控制D/A卡，13.計算機(jī)，14.控制界面，15.濕度傳感器，16.氣壓傳感器，17.二氧化碳濃度傳感器，18.氣象站主機(jī)，19.第二角錐棱鏡，20.反射鏡，21.第一角錐棱鏡，22.分光鏡，23.激光干涉儀，24.激光干涉儀用電路卡，25.激光干涉儀用并行接口卡，26.伺服電機(jī)，27.輔助支撐架。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0033]本發(fā)明提供的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)、豎直運(yùn)動控制系統(tǒng)、激光干涉儀距離測量系統(tǒng)、氣象傳感系統(tǒng)以及計算機(jī)13五部分:
[0034]數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)包括數(shù)字水準(zhǔn)儀8和水準(zhǔn)標(biāo)尺7，數(shù)字水準(zhǔn)儀8與計算機(jī)13相連；
[0035]豎直運(yùn)動控制系統(tǒng)包括一個具有豎直導(dǎo)軌3的移動平臺，豎直導(dǎo)軌3上連接有拖板2，水準(zhǔn)標(biāo)尺7通過夾具固定于拖板2上，拖板2通過驅(qū)動裝置控制在豎直導(dǎo)軌3上帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺7在測量路徑范圍內(nèi)做豎直運(yùn)動;事例性的，可以通過輔助支撐架17對移動平臺上的豎直導(dǎo)軌3進(jìn)行固定支撐。
[0036]激光干涉儀距離測量系統(tǒng)包括激光干涉儀23，激光干涉儀23依次連接激光干涉儀用電路卡24與激光干涉儀用并行接口卡25后與計算機(jī)13連接，激光干涉儀23通過光路裝置獲取水準(zhǔn)標(biāo)尺7的移動距離的光路信息；
[0037]氣象傳感系統(tǒng)包括沿豎直方向設(shè)置于測量路徑范圍內(nèi)的兩個或兩個以上的溫度傳感器5以及設(shè)置于測量路徑范圍中間位置的濕度傳感器15、氣壓傳感器16、二氧化碳濃度傳感器17，溫度傳感器5、濕度傳感器15、氣壓傳感器16、二氧化碳濃度傳感器17共同連接有氣象站主機(jī)18，氣象站主機(jī)18與計算機(jī)13相連。事例性的，計算機(jī)13可以連接控制界面14進(jìn)行顯示和操作。
[0038]事例性的，驅(qū)動裝置包括通過滾動絲杠4與拖板2相連的伺服電機(jī)26，伺服電機(jī)26連接有驅(qū)動控制單元10，驅(qū)動控制單元10分別連接有驅(qū)動控制D/A卡12和驅(qū)動控制開關(guān)量卡11，驅(qū)動控制D/A卡12和驅(qū)動控制開關(guān)量卡11還分別與計算機(jī)13連接。事例性的，可以使用動力電源9為計算機(jī)13和伺服電機(jī)26進(jìn)行供電。
[0039]事例性的，驅(qū)動裝置還包括設(shè)置于測量路徑上下兩端的限位傳感器I，兩個限位傳感器I均與驅(qū)動控制開關(guān)量卡11相連。
[0040]優(yōu)選的，可以在測量路徑范圍內(nèi)設(shè)置一個輔助照明系統(tǒng)6進(jìn)行輔助照明。
[0041 ]事例性的，激光干涉儀23發(fā)出的激光經(jīng)過光路裝置后到達(dá)水準(zhǔn)標(biāo)尺7的底部再返回激光干涉儀23，光路裝置可以包括沿激光干涉儀23至水準(zhǔn)標(biāo)尺7光路依次設(shè)置的分光鏡22、第一角錐棱鏡21、反射鏡20以及固定于水準(zhǔn)標(biāo)尺7底部的第二角錐棱鏡19。
[0042]拖板2及其上固定的水準(zhǔn)標(biāo)尺7由伺服電動機(jī)26驅(qū)動上下移動，伺服電機(jī)26通過驅(qū)動控制單元10、驅(qū)動控制D/A卡12后與計算機(jī)13連接并通過計算機(jī)13控制；水準(zhǔn)標(biāo)尺7安裝豎直導(dǎo)軌3的拖板2上，并在拖板2的底端安裝第二角錐棱鏡19反射激光干涉儀23的光線，激光干涉儀23通過激光干涉儀用電路卡24與激光干涉儀用并行接口卡25與計算機(jī)13連接;計算機(jī)13通過數(shù)據(jù)線(或無線方式)觸發(fā)數(shù)字水準(zhǔn)儀8開始測量，測量完成后，數(shù)字水準(zhǔn)儀8通過數(shù)據(jù)線(或無線方式)回傳測量數(shù)據(jù)到計算機(jī)13;氣象站主機(jī)18負(fù)責(zé)采集測量光路上的大氣環(huán)境參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)線(或無線方式)傳回計算機(jī)13，其中采集的大氣參數(shù)包括均勻分布在測量光路上的四個溫度傳感器5的測量值，處于光路中間的濕度傳感器15、氣壓傳感器16、二氧化碳濃度傳感器17的測量值。
[0043]本發(fā)明的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定方法為利用上述數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置實現(xiàn)，具體包括以下步驟:
[0044]步驟1、計算機(jī)13通過驅(qū)動控制D/A卡12控制驅(qū)動控制單元10工作，驅(qū)動控制單元10控制伺服電機(jī)26使拖板2帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺7向下運(yùn)動，同時計算機(jī)13通過驅(qū)動開關(guān)量卡11檢測處于測量路徑上下兩端的限位開關(guān)I，當(dāng)位于測量路徑下端的限位開關(guān)I動作時，伺服電機(jī)26停止工作，從而使拖板2帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺7達(dá)到初始位置，并設(shè)置此點(diǎn)為激光干涉儀23零點(diǎn)位置；
[0045]步驟2、計算機(jī)13通過驅(qū)動控制D/A卡12控制驅(qū)動控制單元10工作，驅(qū)動控制單元10控制伺服電機(jī)26工作，使拖板2帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺7按照設(shè)定的速度進(jìn)行移動，并停在指定測量占.
[0046]步驟3、計算機(jī)13觸發(fā)數(shù)字水準(zhǔn)儀8開始測量，測量結(jié)束后，數(shù)字水準(zhǔn)儀8將測量的數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)13;
[0047]步驟4、然后計算機(jī)13通過激光干涉儀用并行接口卡25與激光干涉儀用電路卡24控制激光干涉儀23工作，激光干涉儀23測量水準(zhǔn)標(biāo)尺7的位移量并傳輸給計算機(jī)；
[0048]步驟5、計算機(jī)13在獲取激光干涉儀23傳輸?shù)奈灰屏繑?shù)據(jù)后，控制氣象站主機(jī)18利用溫度傳感器5、氣壓傳感器16、濕度傳感器15以及二氧化碳濃度傳感器17測量大氣參數(shù)；
[0049]步驟5、多次重復(fù)步驟2-步驟4的步驟；
[0050]步驟6、計算機(jī)13根據(jù)獲取的多次測量的數(shù)字水準(zhǔn)儀8的測量數(shù)據(jù)、激光干涉儀23的測量數(shù)據(jù)以及氣象站主機(jī)18的大氣參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算得到激光干涉儀23的修正波長，再根據(jù)激光干涉儀23傳輸?shù)臄?shù)據(jù)計算得到水準(zhǔn)標(biāo)尺7上下移動的實際距離，以數(shù)字水準(zhǔn)儀8的測量數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，以計算得到的水準(zhǔn)標(biāo)尺7上下移動的實際距離與數(shù)字水準(zhǔn)儀8測量數(shù)據(jù)之差為縱坐標(biāo)，繪制得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差分布圖，進(jìn)行擬合后得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差回歸曲線，最終得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的零點(diǎn)誤差和米修正系數(shù)。
[0051 ]事例性的，步驟6中計算機(jī)13可以依據(jù)Edlen公式結(jié)合氣象站主機(jī)18傳輸?shù)拇髿鈪?shù)計算得到激光干涉儀23的修正波長。
[0052]優(yōu)選的，步驟6中繪制得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差分布圖后，結(jié)合最小二乘法和線性回歸方程進(jìn)行擬合后得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差回歸曲線。
[0053]后續(xù)地，完成上述六個步驟后，可以給出檢定報告，包含測試儀器、測試環(huán)境、誤差分布圖、誤差擬合曲線、米修正系數(shù)及評定結(jié)果數(shù)據(jù)等。
【主權(quán)項】
1.一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置，其特征在于，包括數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)、豎直運(yùn)動控制系統(tǒng)、激光干涉儀距離測量系統(tǒng)、氣象傳感系統(tǒng)以及計算機(jī)(13)五部分， 所述數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)包括數(shù)字水準(zhǔn)儀(8)和水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)，所述數(shù)字水準(zhǔn)儀(8)與所述計算機(jī)(13)相連； 所述豎直運(yùn)動控制系統(tǒng)包括一個具有豎直導(dǎo)軌(3)的移動平臺，所述豎直導(dǎo)軌(3)上連接有拖板(2)，所述水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)通過夾具固定于拖板(2)上，所述拖板(2)通過驅(qū)動裝置控制在所述豎直導(dǎo)軌(3)上帶動所述水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)在測量路徑范圍內(nèi)做豎直運(yùn)動； 所述激光干涉儀距離測量系統(tǒng)包括激光干涉儀(23)，所述激光干涉儀(23)依次連接激光干涉儀用電路卡(24)與激光干涉儀用并行接口卡(25)后與所述計算機(jī)(13)連接，所述激光干涉儀(23)通過光路裝置獲取所述水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)的移動距離的光路信息； 所述氣象傳感系統(tǒng)包括沿豎直方向設(shè)置于所述測量路徑范圍內(nèi)的兩個或兩個以上的溫度傳感器(5)以及設(shè)置于所述測量路徑范圍中間位置的濕度傳感器(15)、氣壓傳感器(16)、二氧化碳濃度傳感器(17)，所述溫度傳感器(5)、濕度傳感器(15)、氣壓傳感器(16)、二氧化碳濃度傳感器(17)共同連接有氣象站主機(jī)(18)，所述氣象站主機(jī)(18)與所述計算機(jī)(13)相連。2.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置包括通過滾動絲杠(4)與所述拖板(2)相連的伺服電機(jī)(26)，所述伺服電機(jī)(26)連接有驅(qū)動控制單元(10)，所述驅(qū)動控制單元(10)分別連接有驅(qū)動控制D/A卡(12)和驅(qū)動控制開關(guān)量卡(11)，所述驅(qū)動控制D/A卡(12)和驅(qū)動控制開關(guān)量卡(11)還分別與所述計算機(jī)(13)連接。3.如權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置還包括設(shè)置于所述測量路徑上下兩端的限位傳感器(I)，所述兩個限位傳感器(I)均與所述驅(qū)動控制開關(guān)量卡(I I)相連。4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置，其特征在于，還包括對所述水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)進(jìn)行輔助照明的輔助照明系統(tǒng)(6)。5.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置，其特征在于，所述光路裝置包括沿所述激光干涉儀(23)至所述水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)光路依次設(shè)置的分光鏡(22)、第一角錐棱鏡(21)、反射鏡(20)以及固定于所述水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)底部的第二角錐棱鏡(19)。6.—種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1-5任一項所述的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定裝置完成，具體包括以下步驟: 步驟1、計算機(jī)(13)通過驅(qū)動控制D/A卡(12)控制驅(qū)動控制單元(1)工作，驅(qū)動控制單元(10)控制伺服電機(jī)(26)使拖板(2)帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)向下運(yùn)動，同時計算機(jī)(13)通過驅(qū)動開關(guān)量卡(11)檢測處于測量路徑上下兩端的限位開關(guān)(I)，當(dāng)位于測量路徑下端的限位開關(guān)(I)動作時，伺服電機(jī)(26)停止工作，從而使拖板(2)帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)達(dá)到初始位置，并設(shè)置此點(diǎn)為激光干涉儀(23)零點(diǎn)位置； 步驟2、計算機(jī)(13)通過驅(qū)動控制D/A卡(12)控制驅(qū)動控制單元(1)工作，驅(qū)動控制單元(10)控制伺服電機(jī)(26)工作，使拖板(2)帶動水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)按照設(shè)定的速度進(jìn)行移動，并停在指定測量點(diǎn)； 步驟3、計算機(jī)(13)觸發(fā)數(shù)字水準(zhǔn)儀(8)開始測量，測量結(jié)束后，數(shù)字水準(zhǔn)儀(8)將測量的數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)(13); 步驟4、然后計算機(jī)(13)通過激光干涉儀用并行接口卡(25)與激光干涉儀用電路卡(24)控制激光干涉儀(23)工作，激光干涉儀(23)測量水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)的位移量并傳輸給計算機(jī)； 步驟5、計算機(jī)(13)在獲取激光干涉儀(23)傳輸?shù)奈灰屏繑?shù)據(jù)后，控制氣象站主機(jī)(18)利用溫度傳感器(5)、氣壓傳感器(16)、濕度傳感器(15)以及二氧化碳濃度傳感器(17)測量大氣參數(shù)； 步驟5、多次重復(fù)步驟2-步驟4的步驟； 步驟6、計算機(jī)(13)根據(jù)獲取的多次測量的數(shù)字水準(zhǔn)儀(8)的測量數(shù)據(jù)、激光干涉儀(23)的測量數(shù)據(jù)以及氣象站主機(jī)(18)的大氣參數(shù)，經(jīng)過計算得到所述激光干涉儀(23)的修正波長，再根據(jù)激光干涉儀(23)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)計算得到水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)上下移動的實際距離，以數(shù)字水準(zhǔn)儀(8)的測量數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，以計算得到的水準(zhǔn)標(biāo)尺(7)上下移動的實際距離與所述數(shù)字水準(zhǔn)儀(8)測量數(shù)據(jù)之差為縱坐標(biāo)，繪制得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差分布圖，進(jìn)行擬合后得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差回歸曲線，最終得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的零點(diǎn)誤差和米修正系數(shù)。7.如權(quán)利要求6所述的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)檢定方法，其特征在于，所述步驟6中計算機(jī)(13)依據(jù)Edlen公式結(jié)合氣象站主機(jī)(18)傳輸?shù)拇髿鈪?shù)計算得到所述激光干涉儀(23)的修正波長。8.如權(quán)利要求6所述的一種數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)鑒定方法，其特征在于，所述步驟6中繪制得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差分布圖后，結(jié)合最小二乘法和線性回歸方程進(jìn)行擬合后得到數(shù)字水準(zhǔn)儀系統(tǒng)的誤差回歸曲線。
【文檔編號】G01C25/00GK106017512SQ201610653685
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月10日
【發(fā)明人】趙敏, 趙海軍, 朱凌建, 黃秋紅
【申請人】西安理工大學(xué)