第四篇 测试设备.pptVIP

* 十、试验场地、方位与水平基准 3、水平基准 一般使用水平仪建立当地水平面基准，最高精度可达0.2“。我们都知道，惯性级陀螺精度为0.01°/h，加速度计精度为 ，若以测试基准需高一个数量级（10倍）计算，即可精确分离地球自转或重力加速度对惯性器件的影响，则要求陀螺和加速度计测试基准分别应高于 和 但是，如果对1×10e-8g精度的加速度计作测试，常规方法建立的水平基准和测试设备都满足不了测试要求，需寻找和使用特别的方法来评估该类型超高精度惯性器件的性能。 * 惯性仪器测试与数据分析 西北工业大学 自动化学院 严恭敏 2015-09 * 第四章 惯性器件的测试设备 主要内容： 水平仪、平板、六面体夹具、 分度头、双轴位置转台、速率转台、 精密离心机 、线振动台、温度控制箱 试验场地、方位与水平基准 * 一、水平仪 水平仪常用以调整工作台面的水平位置或精确测定工作台面与水平位置之间的夹角，主要分气泡水平仪或电子水平仪二种类型。 （1）气泡水平仪 气泡水平仪又分为钳工水平仪﹑框式水平仪﹑合象水平仪等； 水平仪主要组成：高级钢料外形架座，底座平面度高，座面中央气泡管； 气泡管：充入粘滞系数小的乙醚或酒精，并留有一小气泡，玻璃管两端均有刻度分划。 * 一、水平仪 水平仪精度表示： 常用气泡水平仪的灵敏度有0.01mm/m、0.02mm/m、0.04mm/m、0.05mm/m、0.1mm/m、0.3mm/m和0.4mm/m等规格。 以0.01 mm/m为例，它的含义是，若将水平仪置于 1 m 长的理想平板上，当气泡偏向一边且有一个微调刻度差异时，则表示1 m平板的两端点有0.01 mm的高低差异，即相当于平板存在2的倾斜（0.01 mm/1m≈2）。 将水平仪放在平板上，读取气泡的刻度大小，然后将水平仪反转180o置于同一位置 ，再读取其刻度大小，若两边读数相同，即表示水平仪底座与气泡管相互间的关系是正确的。否则，需用微调螺丝调整直到读数完全相同，才可作测量工作。 水平仪用前检查： * 一、水平仪 （2）电子水平仪 电子水平仪的主要原理有电感式和电容式等两种。 电感式原理是：当水平仪的基座因待测台面倾斜而倾斜时，其内部摆锤因移动所造成感应线圈的电压变化。 电子水平仪 电磁感应式水平仪工作原理 * 一、水平仪 （3）其它形状和用途水平仪 * 二、平板 （1）平板等级 平板是一种平面基准器具，又称平台，平板工作面的平面度是衡量平板质量的最主要精度指标。 平面度指的是包容平板实际工作面且距离为最小的两平行平面间的距离（有多种不同的评定准则）。 在国家计量检定规程《JJG 117-2005 平板检定规程》中按准确度级别将平板分为00级、0级、1级、2级和3级五个精度等级，每个等级对应一定的平面度最大允许误差。 1）针对全部工作面最大允许误差计算公式： —平板工作面对角线长度，单位mm，向上圆整到100mm； — （ 为相应准确度等级）取值为 ； —平面度最大允许误差，单位μm。 * 二、平板 2）局部工作面平面度： 指在300mm×300mm范围内平板工作面平面度，局部工作面平面度也可用平面波动量判定，其大小规定见表 平板准确度等级 00级 0级 1级 2级 3级 平面波动量/μm 4 8 16 32 80 举例： 假设某一00级平板水平放置，按平板工作面宽度300mm计，若存在平面波动量4μm的误差，则以该平板作为水平基准时，可能带来水平角最大误差： * 二、平板 （2）平板分类 按材质分，常用的平板有铸铁平板和岩石平板（大理石和花岗岩等）。 铸铁平板的铸铁质量和热处理质量对平板使用性能产生较大影响。若残存内应力较大会使工作面变形，因此使用铸铁平板必须注意铸铁材料的选择，采用时效处理等方法消除铸铁平板的残余应力。因铸铁材料具有延展性，稳定性稍差，遇碰撞伤痕后，铸铁平板的凹坑周围凸起和毛刺，严重影响平面度及量测精度，但是铸铁平板使用磨损后，可以重新修刮恢复其精度。 与铸铁平板相比，岩石平板有其独特的优点。以花岗岩平板为例，花岗岩石取材于地下优质的岩石层，经过亿万年自然时效，形态极为稳定，温度系数低，基本不受温度影响。经过精心挑选的花岗石料，结晶细密，质地坚硬，具有抗压强度大、硬度高、耐磨损、耐腐蚀等特点。由于花岗石系非金属材料，绝无磁性反应，亦无塑性变形。花岗石硬度比铸铁高2~3倍，岩石平板没有延展性，即使遇碰撞