數(shù)字水平儀在橋板調(diào)完跨距清零問題

在測量平板中，數(shù)字水平儀要放在橋板上在平板的初始位置上調(diào)零（數(shù)字水平儀的相對零位），以后測完一個(gè)方向后，應(yīng)該測量其他方向，調(diào)整跨距，這時(shí)，水平儀要從橋板取下，進(jìn)行跨距調(diào)整，調(diào)整后水平儀重新放回橋板，這時(shí)水平儀在新的方向上需不需要再次調(diào)零，（不調(diào)的話數(shù)字水平儀上shuju會(huì)特別大，因?yàn)闃虬逭{(diào)完會(huì)有誤差，水平儀也不會(huì)放在原來的位置上）

　　不必考慮這么多，無論一開始還是跨距調(diào)整后，都沒必要調(diào)整零位。平直度檢測的讀數(shù)值本身是“相對”高度值，并非角度值，也并非絕對海拔高度，每個(gè)受檢點(diǎn)的高度讀數(shù)都是相對其前一個(gè)受檢點(diǎn)高度而讀得。所謂的零位就是第一個(gè)受檢點(diǎn)高度讀數(shù)，后續(xù)各受檢點(diǎn)高度都要與其相減，因此零位讀數(shù)大小對平直度檢測結(jié)果沒有任何影響，只要有充足的讀數(shù)空間，讀數(shù)時(shí)不超出水平儀有效讀數(shù)范圍即可。需要的是將被測表面大致調(diào)整到與自然水平面平行，以確保檢測過程中移動(dòng)橋板時(shí)移動(dòng)方向不能完全一致造成的測量誤差過大。
　　水平儀與橋板一旦組合在一起進(jìn)入測量過程，按“測量設(shè)備”的定義，它們就是一個(gè)不可分割的新“測量設(shè)備”統(tǒng)一整體，不能再做絲毫的分離。組合后的橋板是新測量設(shè)備的傳感器，水平儀也不再是獨(dú)立使用的小角度測量儀，而是新測量設(shè)備的數(shù)據(jù)處理器和讀數(shù)裝置。測量過程中一定要保證在使用同一個(gè)跨距對各受檢點(diǎn)進(jìn)行檢測時(shí)，禁止水平儀與橋板產(chǎn)生任何相對平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，特別要嚴(yán)禁將兩者分離重新組合。相對平移、轉(zhuǎn)動(dòng)、分離重新組合無異于裝配了另一臺(tái)新的測量設(shè)備，此后的測得值不能與之前的測得值視為同一臺(tái)（套）測量設(shè)備的測量結(jié)果，無法放在一起進(jìn)行被測表面平直度誤差數(shù)據(jù)處理。

規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2019-4-14 17:23
　　不必考慮這么多，無論一開始還是跨距調(diào)整后，都沒必要調(diào)整零位。平直度檢測的讀數(shù)值本身是“相對”高度 ...

受教了，謝謝！！

規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2019-4-14 17:23
　　不必考慮這么多，無論一開始還是跨距調(diào)整后，都沒必要調(diào)整零位。平直度檢測的讀數(shù)值本身是“相對”高度 ...

您這個(gè)說法在計(jì)量上是對的，但在使用上不一定對，原因是讀數(shù)漂移部分會(huì)不一樣，目前在使用的電子水平儀都不是伺服力平衡結(jié)構(gòu)的，而是位移傳感器的，它由位移傳感器和讀數(shù)部分構(gòu)成，在設(shè)計(jì)上都會(huì)有個(gè)物理的零點(diǎn)和電氣上的零點(diǎn)，這兩個(gè)零點(diǎn)都有對應(yīng)的物理定義，機(jī)械零點(diǎn)是指傳感器中擺的偏轉(zhuǎn)角度為零，電氣零點(diǎn)是指電橋或者類似的電路上處于平衡/對稱狀態(tài)。
漂移也由機(jī)械漂移（傳感器部分）和電氣漂移（讀數(shù)部分）構(gòu)成。
國標(biāo)在約束電子水平儀讀數(shù)漂移部分的時(shí)候并沒有指定明確的測量位置，而是標(biāo)注的任意位置，然后約束全量程范圍內(nèi)的漂移值。而在實(shí)際使用上，機(jī)械漂移值在機(jī)械零點(diǎn)上是最小的。比如應(yīng)用到大壩、橋梁的長期傾斜值監(jiān)控上，就需要盡量把擺調(diào)整到物理的零點(diǎn)上，電氣部分亦是如此，零電位（雙電源）或者中點(diǎn)電位（單電源）的漂移最小，因?yàn)樗菂⒖键c(diǎn)。

fobyellow 發(fā)表于 2022-10-10 16:38
您這個(gè)說法在計(jì)量上是對的，但在使用上不一定對，原因是讀數(shù)漂移部分會(huì)不一樣，目前在使用的電子水平儀都 ...

　　你說的非常對，你的提醒是必要的。這是測量設(shè)備計(jì)量特性所決定的，也是實(shí)施測量前進(jìn)行準(zhǔn)備工作時(shí)，為什么必須檢查和調(diào)整水平儀零位，并對被測表面進(jìn)行初始水平狀態(tài)調(diào)整的原因所在。
　　我說的是，在計(jì)量學(xué)的理論上，這些調(diào)整并不影響平直度的檢測。如果“理論聯(lián)系實(shí)際”，綜合考慮計(jì)量學(xué)理論和測量設(shè)備特性的實(shí)際，我的意思就是不必過于在意這種調(diào)整，只要大致達(dá)到“零位”和“水平”狀態(tài)，即可進(jìn)行檢測。這些調(diào)整中的些微不足對測量結(jié)果的影響，通過后續(xù)數(shù)據(jù)處理可以得到消除。

         樓主， 數(shù)字水平儀在使用前，需要大致調(diào)整其水平零位（絕對零位），以保證測量過程中使用水平儀的零位或零位附近（相對零位），畢竟由水平儀的示值誤差公式可以清楚的看出：“距水平儀零位位置越遠(yuǎn)，則水平儀的示值誤差越大”。在測量平板的其它截面時(shí)，也應(yīng)如上述操作。當(dāng)然，這些都需對被測平板工作面做大致水平的調(diào)整為前提。
        至于2樓胡言亂語的“不必考慮這么多”、“讀數(shù)值本身是“相對”高度值，并非角度值”、“新測量設(shè)備”以及“水平儀也不再是獨(dú)立使用的小角度測量儀，而是新測量設(shè)備的數(shù)據(jù)處理器和讀數(shù)裝置”等屁話，純屬規(guī)氏忽悠公眾的歪理邪說！早已被批駁的體無完膚，只待與已無幾多時(shí)日且以忽悠公眾為己任的老不正經(jīng)歸并之小木盒中也就是了。

fobyellow 發(fā)表于 2022-10-10 16:38
您這個(gè)說法在計(jì)量上是對的，但在使用上不一定對，原因是讀數(shù)漂移部分會(huì)不一樣，目前在使用的電子水平儀都 ...

       你談及的數(shù)顯電子水平儀“位移傳感器”，應(yīng)該不是這樣吧。記得主流數(shù)顯電子水平儀的心臟部分應(yīng)該是電容式角度傳感器，這與“位移傳感器”是有很大區(qū)別的。

xqbljc 發(fā)表于 2022-10-11 18:45
你談及的數(shù)顯電子水平儀“位移傳感器”，應(yīng)該不是這樣吧。記得主流數(shù)顯電子水平儀的心臟部分應(yīng)該 ...

位移傳感器的種類有很多，計(jì)量領(lǐng)域里常用到的有電感式、電容式、電渦流式以及光學(xué)類的，計(jì)量領(lǐng)域用的電子水平儀主要是電感式和電容式，屬于無接觸位移傳感，其中馬爾和泰勒以及法國的EDA、日本的新瀉精機(jī)用的電感式，瑞士的威樂用的電容式，青島前哨也是電容式。更高要求的地質(zhì)監(jiān)測類的幾乎都是電容式，只是增加了伺服力平衡結(jié)構(gòu)，幾乎沒有零點(diǎn)漂移。但是LIGO引力波項(xiàng)目用回了電感式，改進(jìn)成空氣介質(zhì)的磁耦合，據(jù)說是為了更低的本底噪聲，LIGO2會(huì)改成刀口梁的激光干涉式

電容式傳感器的動(dòng)極板長這樣

xqbljc 發(fā)表于 2022-10-11 18:45
你談及的數(shù)顯電子水平儀“位移傳感器”，應(yīng)該不是這樣吧。記得主流數(shù)顯電子水平儀的心臟部分應(yīng)該 ...

老師，他說的位移，應(yīng)該指的是“角位移”。現(xiàn)在幾何量的位移分為線位移和角位移。

長度室 發(fā)表于 2022-10-13 07:49
老師，他說的位移，應(yīng)該指的是“角位移”。現(xiàn)在幾何量的位移分為線位移和角位移。 ...

       是這樣的。

       幾何量領(lǐng)域談及的位移傳感器，一般就是指線性位移傳感器。所以在談及數(shù)顯電子水平儀的心臟部分時(shí)，應(yīng)該注明是角度傳感器才好，以免引起誤解。數(shù)顯電子水平儀的主流當(dāng)下就是電容式角度傳感器，至于電感式角度傳感器，早年的上海水平儀廠的產(chǎn)品（指針電子水平儀）曾經(jīng)是電感式的（現(xiàn)已停產(chǎn)）。而電阻式電子水平儀目前來看，基本已經(jīng)被淘汰。我們國家最早的電子水平儀檢定規(guī)程，就是針對電感式電子水平儀的（JJG712-1980，起草單位是濟(jì)南機(jī)床二廠，主要起草人：朱肖夫），后來的電子水平儀國家檢定規(guī)程（JJG712-1990，歸口單位：山東省標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量局，起草單位：山東省計(jì)量科學(xué)研究院）），就把電容式、電感式電子水平儀都包括進(jìn)去了。再后來的電子水平儀和合像水平儀國家檢定規(guī)程（JJG103-2005，起草單位：湖北省計(jì)量測試院），此規(guī)程不提也罷，正是此規(guī)程的合并（電子與合像），導(dǎo)致了幾何量角度技委會(huì)的永久性失聯(lián)。

xqbljc 發(fā)表于 2022-10-11 18:38
樓主， 數(shù)字水平儀在使用前，需要大致調(diào)整其水平零位（絕對零位），以保證測量過程中使用水平儀的 ...

好的，多謝老師解答

長度室 發(fā)表于 2022-10-13 07:49
老師，他說的位移，應(yīng)該指的是“角位移”。現(xiàn)在幾何量的位移分為線位移和角位移。 ...

非常感謝論壇讓我有機(jī)會(huì)跟前輩進(jìn)行討論！

抱歉我覺得不是這樣的，我任然認(rèn)為這里的傳感器是線位移傳感器，我的理解是這樣的：

首先從概念上，角度在視覺表達(dá)上是一個(gè)很清晰的概念，一個(gè)點(diǎn)，兩條射線。這個(gè)在數(shù)學(xué)上的定義也是很清晰的，θ，但是θ這個(gè)概念在數(shù)學(xué)上要表達(dá)出來不容易，在實(shí)際的物理世界表達(dá)就更難了，因?yàn)橐磉_(dá)角度就要用到pai，而pai又是由無窮內(nèi)接正多邊形推導(dǎo)而出的（至少是其中的一種方法），無窮內(nèi)接正多邊形的理論依據(jù)又是在無窮細(xì)分下sinθ→θ，這里就產(chǎn)生了到底誰才是基礎(chǔ)綱量的問題，是正多邊形的邊長？還是角度值？
所以我認(rèn)為并不是角度的定義不夠精準(zhǔn)，而是目前還沒有可以精準(zhǔn)表達(dá)的方式，所以造不出這樣的傳感器，理由如下：

1、單純的角位移傳感器應(yīng)該和半徑或者圓周沒有關(guān)系，所以如果有這樣的傳感器，理論上它可以無限小到一個(gè)點(diǎn)，目前我沒有見到過這樣的傳感器，如果有的話請指教
2、就目前我認(rèn)識(shí)的角度傳感器，不論是MEMS還是光學(xué)的，或者圓光柵，導(dǎo)電塑料電位器，霍爾等等，實(shí)際上都是在一定的圓周上做的線位移傳感器，只是輸出的線性位移結(jié)果和工作半徑之間做了計(jì)算，被映射成了角度值輸出

再回到電容式水平儀上，它的動(dòng)極板懸掛是無方向性的三點(diǎn)支撐懸掛，而并不是鉸鏈?zhǔn)降膸Ч潭ǘ说膽覓欤梢娮鲈O(shè)計(jì)的時(shí)候就不是從角度位移出發(fā)做的，而是測量了位移再由工作半徑給算出來的角度值，最底層的測量物理量是位移。

規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2019-4-14 17:23
　　不必考慮這么多，無論一開始還是跨距調(diào)整后，都沒必要調(diào)整零位。平直度檢測的讀數(shù)值本身是“相對”高度 ...

老師，您第二段所提到的橋板和水平儀一旦組合后不能做絲毫的相對位移，那么在各個(gè)方向上所需要橋板跨距是不一樣的，實(shí)際操作中怎么調(diào)整跨距而不讓橋板和水平儀產(chǎn)生相對位移呢？

馮貴林 發(fā)表于 2022-10-23 08:30
老師，您第二段所提到的橋板和水平儀一旦組合后不能做絲毫的相對位移，那么在各個(gè)方向上所需要橋板跨距是 ...

　　你說得很對。水平儀與不同跨距的橋板組合，就相當(dāng)于制造了不同型號(hào)規(guī)格的平直度測量系統(tǒng)（測量系統(tǒng)）。因此在平板平面度檢測中，水平儀與三個(gè)不同跨距（或調(diào)整為不同跨距）的橋板組合，可視為分別組合為長邊、短邊、對角線三個(gè)反向截面直線度誤差的測量設(shè)備。實(shí)際操作中，可以先組合對角線檢測的測量系統(tǒng)，完成兩個(gè)對角線檢測后，再分別組合長邊或短邊檢測的測量系統(tǒng)。其中長邊和短邊檢測能按截距相同設(shè)計(jì)（受檢點(diǎn)個(gè)數(shù)不同），將會(huì)給檢測工作帶來不少方便。如果不用對角線布點(diǎn)檢測，改用等跨距的網(wǎng)格式布點(diǎn)檢測，不僅給檢測過程帶來方便，對數(shù)據(jù)處理過程也會(huì)帶來方便。值得注意的是，在平直度檢測中，每個(gè)截面檢測過程中不可以改變橋板跨距，也不可以改變水平儀在橋板上的位置。

　　計(jì)量學(xué)告訴我們，測量設(shè)備的工作原理與測量對象是不同的概念，無論工作原理上應(yīng)用了什么傳感器，光學(xué)的、電學(xué)的、機(jī)械的、光柵的、……等傳感器，但測量設(shè)備的名稱和管理一般都應(yīng)落腳到被測參數(shù)。
　　水平儀作為獨(dú)立的測量設(shè)備，無論使用什么傳感器，其測量的對象都是小角度（相對于自然界水平面的傾斜角度），因此水平儀被劃分為角度測量設(shè)備，稱為“小角度測量儀”。角度測量設(shè)備的分度值計(jì)量單位一定是角度單位，若分度值是0.01mm/m，則1mm/m=1mrad。
　　但按“測量設(shè)備”的定義，水平儀與橋板這兩個(gè)測量設(shè)備組合，就創(chuàng)造出了用于檢測平直度誤差的另一測量設(shè)備，一個(gè)嶄新而不能分離的測量系統(tǒng)整體。此時(shí)。水平儀不再是獨(dú)立的測量設(shè)備，成為了新測量設(shè)備的一部分，一個(gè)稱為“讀數(shù)裝置”的部件。因?yàn)槠街倍日`差計(jì)量單位是長度單位μm，肯定不是角度，因此這套新測量設(shè)備的分度值（在水平儀上讀得的格值）計(jì)量單位也一定是μm。

        已無幾多時(shí)日的規(guī)氏學(xué)術(shù)流氓，盡管早已被清理出論壇管理團(tuán)隊(duì)隊(duì)伍，但其人還在心不死，依然孜孜不倦的以忽悠公眾為目的而偷著樂，其“新測量設(shè)備”以及“水平儀也不再是獨(dú)立使用的小角度測量儀，而是新測量設(shè)備的數(shù)據(jù)處理器和讀數(shù)裝置”，以及“一個(gè)嶄新而不能分離的測量系統(tǒng)整體。此時(shí)。水平儀不再是獨(dú)立的測量設(shè)備，成為了新測量設(shè)備的一部分，一個(gè)稱為“讀數(shù)裝置”的部件”，上述諸多規(guī)氏歪理邪說、陳詞濫調(diào)，早已被批駁的體無完膚，沒人屑于搭理了，只待與已無幾多時(shí)日且以忽悠公眾為己任的老不正經(jīng)送去靖國神社，那里才是規(guī)氏學(xué)術(shù)流氓及其歪理邪說的最終歸宿。

       “等跨距的網(wǎng)格式布點(diǎn)檢測”說辭，學(xué)術(shù)流氓終于改嘴了，不再胡言亂語網(wǎng)格式布點(diǎn)檢測也可以不等跨距了？？？如此臭名昭著的橫豎嘴，橫嘴“等跨距”，豎嘴“不等跨距”，真可謂丑態(tài)百出，總是啪啪的自我打臉，就問學(xué)術(shù)流氓疼不疼？！七十多的老臉往哪里擱？！