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[角度/平直度] 自制电子水平仪测试过程中的问题

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fobyellow 发表于 2022-3-29 18:17:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 fobyellow 于 2022-3-29 18:19 编辑

请版主原谅我的问题太多,实在是找不到合适的地方请教,所以只能发在这里了。
      由于在淘宝上买到的大部分量具都是不准的,所以我萌发了念头自己做修正,读了Moore的《机械精度基础》,了解到一切的精度基础都是从一个平面开始的,所以就淘了一个1米的大理石平台,尝试用0.02mm/m的条式水平仪检验下精度,结果发现表面不太平,测量的过程也很辛苦,读数稳定时间长,搞一次要个把小时,而且分辨率不够,市售的电子水平仪太贵买不起,所以就决定自己做一个。
      电容式的水平仪中的那个超薄的摆我没有水平加工,所以选择了电感式,设计图纸如下:
为阐述清楚结构,我隐藏了外壳
1.JPG
这个是整个摆的结构(隐藏了中间的一大块固定LVDT线圈的铝件),两侧的薄的簧片使用的0.05mm厚度的磷青铜片,摆长大约113mm,重锤用的紫铜材料,并在两侧对称的布置了两组LVDT的传感器,整个摆泡在白油里面,以达到阻尼的作用。
2.JPG

我的测试环境比较简陋,地点在1楼的车库里面,我自己搭了一台整体大理石的数控铣床,就使用了它的大理石台面来做的测试。由于没有小角度测试仪,我用了一条截面积为34*29mm的线轨来做为平尺用。在一头加装了一个微分头,另一头垫了两个1mm的两块,这样就构成了一个3点接触的简陋的小角度发生器,然后把电子水平仪放在线轨上测试。

微信图片_20220329102949.jpg
微分头的端面是平面的,我在下面垫了一个钢球做成点接触
微信图片_20220329164123.jpg

然后是简单的测试结果,时间是半小时,由于等温时间还不够,所以读数在往一个方向漂,半小时一共飘了3个字
3.JPG


我的问题如下:
1、很显然我的车库地坪的混凝土厚度不太好,所以我在测试现场来回走动都能明显看到读数的变化。我的车库外面停车或者不停车也能看到明显的变化。我想请教下在计量中心有和我遇到的一样的问题么?如果没有的话,请问下这个是如何实现的?
2、关于重复性的测试,我在JJG103-2007里面看到描述如下“将正弦规放置在平板上构成一水平倾角,用调至最小档量程的水平仪对改倾角进行7次重复测量,其最大差值的绝对值为重复性”,我想问下这7次重复测量的具体操作是每次都把水平仪拿下来再放上去的测量么?我注意到国标约束的水平仪的工作面不平整度是3um,如果两次放置的位置有偏差,会由于水平仪底部和正弦规的表面接触点不一样而导致的误差么(表面粗糙度0.4um在200mm的工作长度上是有概率造成误差的,越短的工作面越明显)?
3、关于漂移的检定条件,JJG103-2007的6.1.2里面约束的温度是20度+-2度,是指在18-22度的温度范围内(4小时的漂移测试时间,每小时的温度变化极大值是0.5℃/小时,4个小时总共温度的变化最大值是2℃),每2℃的4小时温度漂移不得超过6个字么?换算下来的温度系数就是3个字/℃??

请原谅我的简陋的测试条件,这几个问题请大神帮忙回复下
x86438751 发表于 2022-3-30 16:04:04 | 显示全部楼层
小角度的发生,从你的图片来看,不太可能有很好的精度,你可以看看小角度检查仪的规程就知道怎么回事,人走动都能影响读数,地基是一方面,另一方面,大理石平板下面的垫铁是否都垫实了,会不会有虚支撑存在(各个支撑受力不一致),我之前调整平板的时候,在不改变精度的情况下,往往在调整了垫铁以后(只要用扳手拧过),需要检测2次,当时检一次,第二天至少12小时后再检测一次,如果图形和数据吻合,才会认为这次调整是好的,当时检合格,放置12小时以后,不一定是好的,这个要引起注意。
free-fly-h3 发表于 2022-5-6 15:21:28 | 显示全部楼层
1、很显然我的车库地坪的混凝土厚度不太好,所以我在测试现场来回走动都能明显看到读数的变化。我的车库外面停车或者不停车也能看到明显的变化。我想请教下在计量中心有和我遇到的一样的问题么?如果没有的话,请问下这个是如何实现的?

老朋友又见面了,
标准做法:精密测量或精密加工,都要求基础为独立减震基础。首先挖一个大坑,根据不同的精度要求级别,深度不同,垫层(沙子和其它材料)厚度不同,然后浇筑混凝土基础(精度不同,钢筋笼和厚度、强度、刚度指标也不同),混凝土预埋地脚螺栓。等全部固化后(一般20~30天),上垫铁,要求高的还要二次加工垫铁。架上你的测量设备或机床,精确调整水平。等我回去翻翻书给你拍几张基础要求的图片
free-fly-h3 发表于 2022-5-6 15:24:44 | 显示全部楼层
free-fly-h3 发表于 2022-5-6 15:21
1、很显然我的车库地坪的混凝土厚度不太好,所以我在测试现场来回走动都能明显看到读数的变化。我的车库外 ...

应急做法,先把车停到车位上别动。选个夜深人静的时刻测量,人所站的位置和姿势(最好固定个小板凳,坐在凳子上,放脚的位置用粉笔画圈,每次读数坐姿一致,脚放在圈里)在读数时和上次读数时保持一致
free-fly-h3 发表于 2022-5-6 15:58:23 | 显示全部楼层
2、关于重复性的测试,我在JJG103-2007里面看到描述如下“将正弦规放置在平板上构成一水平倾角,用调至最小档量程的水平仪对改倾角进行7次重复测量,其最大差值的绝对值为重复性”,我想问下这7次重复测量的具体操作是每次都把水平仪拿下来再放上去的测量么?我注意到国标约束的水平仪的工作面不平整度是3um,如果两次放置的位置有偏差,会由于水平仪底部和正弦规的表面接触点不一样而导致的误差么(表面粗糙度0.4um在200mm的工作长度上是有概率造成误差的,越短的工作面越明显)?

正弦规有两条挡边(挡板靠山),每次测量水平仪都靠紧此2个挡边,即可保证接触点一致,排除了你所说的误差
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