水平仪零位校准及调整方法

水平仪零位校准及调整方法

袁南香

一、水平仪零位误差产生的原因
    运输、放置、震动、温度、磨损以及黏胶老化等因素都会造成水平仪零位不准确，因而在使用前应进行水平仪零位示值误差正确性检查。在实验室校准的过程中，也是先检查零位正确性，再进行下一步校准工作。
   
二、水平仪零位校准方法
    框式、条式水平仪零位校准有两种方法:一是在大致水平的平板(或机床导轨)上对零位误差的正确性进行检查；二是依据JJF1084-2002《框式水平仪和条式水平仪校准规范》校准零位误差。现分述如下:
    1.在大致水平的平板(或机床导轨)上检查零位误差的正确性。如图1所示，将水平仪放在基础稳固、大致水平的平板(或机床导轨)上，待气泡稳定后，在一端(如左端)读数，且定为零。再将水平仪调转180°，仍放在平板原来的位置上，通常放一个定位块为宜，待气泡稳定后，仍在原来一端(左端)读数(A格)，则水平仪零位示值误差为1/2A格，该值应符合表1的规定。
   

    图1


    表1  水平仪零位误差

    2.依据JJF1084-2002在水平仪零位检定器上进行零位误差校准。
    JJF1084-2002介绍了以5种不同工作面为基准的零位误差校准方法，下面以6.2.4.1款为例说明，即采用下平工作面为基准的零位误差进行介绍。
    如图2所示，测量前将(经过打磨清洗)量面清洁的被校水平仪放在水平仪零位检定器的工作台上，紧靠定位块，待气泡稳定后在气泡的一端读数a1；然后将水平仪调转180°，准确地放在原位置，按照第一次读数的一边记下气泡另一端的读数a2，两次读数差的一半为零位误差。根据表1要求，进行合格与否的判断。
   

    图2

    如果零位误差超过表1许可范围，则需调整水平仪零位调整机构(调整螺钉或螺母)，使零位误差减小至允许范围以内。不得随意拧动非规定调整的螺钉、螺母。校准、调整前水平仪工作面与平板等校准台面必须擦拭干净。调整后螺钉或螺母等件必须固紧。
   
三、水平仪零位误差调整方法
    水平仪零位调整以零位调整装置数量及所在部位分类，大致归为以下两类:
    1.一侧可调式
    两侧均有两个固定螺钉，一端起固定作用，另一端作为调整机构，如图3所示。可用专用扳手或螺丝刀前后两边调整。
   

    图3

    调整工作面零位误差在平板上进行:先把调整机构(见图3)挡盖取下，可见两个调整紧固螺钉，将水平仪放在平板上紧靠定位块，待气泡稳定后按气泡的左端(A端)读数aA，然后将水平仪旋转180°，准确地放在原位置，按照第一次读数的一边记下气泡另一端(B端)的读数aB。若aB>aA，则B端高，用扳手调整螺钉，使气泡向低的一端移动1/2(aB-aA)格。静止半小时后再重新测试，按同样方法进行调整。待零位误差达到要求后，一定要用微调调整机构扳手将螺丝拧紧。最终零位误差符合JJF1084-2002的要求后，在平板上放置4h，再次进行测量，判断其是否合格。有时会遇到仍超差的情况，一般会在玻璃管刻度2格内，这时采用的方法是不动先前的调整处螺钉，而是用起子微旋转微调调整机构(见图3)的螺钉。再放置4h重新测量，直到合格为止。固定式的无任何调整装置的水平仪，零位不正确时只有通过修磨测量面或重新换气泡的办法调整。只限于分度值大、准确度较低的水平仪或水平尺。
    2.一侧有小圆孔，或水平仪角尺面上有一套螺钉调整装置类
    遇到一侧有小圆孔的，一般水平仪上会注有“调零”字样。此类调整简单，在开口孔处用起子旋转可调圆柱调整零位。若遇到水平仪角尺面上有一套螺钉调整装置的，先用扳手松开调整装置的锁紧螺母，然后转动调整螺钉，把水平仪的零位调整到允差范围内。当然，此条所述的水平仪仍在平板上调整，操作和判别方法如前所述。
    另补充水准泡松动的调整经验:首先检查水准泡是否脱落、微松动或漏气。水准管脱落易判断，打开水准管盖板，用手轻拨有松动，说明水准管脱落；如果水准泡的气泡长度与其中央两长刻线之间的距离，或者水准管中根本没有气泡，就可知漏气。对于水准泡微松动现象，判断较难，在上述现象都不明显存在的情况下，校准中发现示值严重超差，在检查外观及各部分相互作用中零位调整机构松动现象已排除，往往实际工作中零位误差调整老是调不到位时，就要怀疑是玻璃水准管与托架有微松动，遇到这种情况最麻烦。
    笔者有两种处理意见:一是用502速溶胶滴在玻璃水准管与托盘的黏合处。这种方法以笔者的经验不是每次都能解决问题。二是找个电烙铁，最好是有温控功能的，铬铁头采用针式头，温度不宜过高，刚好能融化黏胶为宜。这是彻底的办法。这么一点一点地卸，一般都能完整、安全地卸下玻璃管。重新粘牢或更换气泡首先要调整水平仪示值检定器的手轮，使其工作处于水平位置，再将水平仪放置在台面上，旋转水平仪的调整机构，使气泡底座托架基本水平，再用AB双管胶将水准管与底座托架固定好，使气泡大致处于中间两红长刻线内，然后再对零位进行调整。AB胶一定要采用质量好、粘贴度好的胶，否则，达不到要求重新卸下就麻烦了。
    作者单位【四川省泸州市计量测试所】

可以在0级以上的花岗石平板上进行校准，花岗石平板地脚是可以调整的。将水平仪放在平板上，通过平板的脚螺旋，居中水准气泡，然后将水平仪旋转180°，准确地放在原位置，如果有偏差，在水平仪上调整其量的1/2.。剩下1/2量，用平板的脚螺旋调至气泡

居中，反复几次，最后其零位偏差小于1/4格，就符合规范的要求了。如果在校准的过程中发现读数变动性大，应该检查测量面是否有凸起的部位，可在研磨平板上将凸起的部位磨去。还有水准管与托盘的黏合处开胶也会造成以上现象，可以用501胶水在直接滴在原来的地方，最好不要采用加热的胶合方法，因为水准管里灌的是乙醚，受热汽化会引起玻璃管破裂。