它是“尺子”精准度的保证

它是“尺子”精准度的保证
——中国计量院26米动态校准仪标准装置检测纪实
杨 蕾  
2009-01-22

26米动态校准仪标准装置

    “改进后的装置让我们的工作效率提高了一倍以上，以前必须两个人配合进行的检测，现在一个人就可以轻松完成了。”说起设备改造带来的效果，项目负责人赵岩告诉记者。
    这台安装在中国计量科学研究院长度所大长度实验室的大家伙叫26米动态校准仪标准装置。长达26米的“身躯”犹如一条长龙，从实验室的门口一直延伸到实验室的后墙。据介绍，目前国内拥有这样大长度标准装置的机构只有一两家。这么长的测量设备到底是用来做什么的呢？大长度实验室副主任李建双解释说：“这套装置早在上世纪80年代就研制出来了。简单地说，就是检测广泛应用于国防工业、航空航天、汽车制造等行业的高精度大空间测量仪器的测量精度。这些测量仪器对测量精度的要求很高，必须对它们的测量精度进行标定。这套26米动态校准仪标准装置就是对这些测量仪器进行精度标定，给出测量误差范围，从而提高它们的测量精度。我们的工作也可以理解成就是为这些‘尺子’划好刻度，保证‘尺子’测量的精准。”李建双还介绍，这套动态标准仪标准装置可以用于检测激光跟踪仪、激光干涉仪、激光测距仪等多类仪器，还可用于检测标准钢卷尺、三等标准线纹尺、因瓦标准尺等用于量值传递的标准尺和工作用高精度线纹尺类。标准装置的量值不仅在长度计量行业发挥重要作用，而且在测绘、地震、国防工业、航空航天、水电、勘探、工程测量等行业都是量值传递正确可靠的保证。
    走近仔细一看，26米长的导轨上标有一套标准的长度刻度，系统正是将这个标准的刻度与被测仪器上所标注的刻度进行比较，从而衡量被测仪器的测量精度。轨道上还装有一个可移动的运行平台，这是一台装有移动反射镜、瞄准系统、成像设备、无线网络传输设备的“小车”，而整个装置的控制“大脑”则是轨道旁的那台电脑。“大脑”通过程序对“小车”进行移动控制，“小车”上的瞄准系统和成像设备将采集到的数据通过无线网络传输设备传回电脑，电脑对此进行处理分析，从而得出被测仪器的测量误差。
    正在轨道上测量的是长春某单位送来检测的一套300米钢卷尺。钢卷尺被展平放置在轨道上，“小车”在“大脑”的控制下，按照每次1米的距离向前移动。经电脑设置的这个移动距离是标准距离，每移动1米，“小车”就会停下来，电脑显示屏上立即出现被放大的轨道上的刻度读数和钢卷尺的刻度读数：“测量范围为1000毫米，实测长度为1000.019毫米，修正值为0.019毫米；测量范围为2000毫米，实测长度为1999.686毫米，修正值为－0.314毫米；测量范围为3000毫米，实测长度为3000.076毫米，修正值为0.078毫米……”“小车”每移动一次，电脑上就会显示一组数据。“这套钢卷尺长度为300米，按每1米测量一次算，将会得出300组这样的数据。测量结束后，电脑会对这300组数据进行加工分析，很快就会得出这套钢卷尺的测量误差范围，从而完成我们对它的校准。”赵岩一边通过电脑演示整个测量过程，一边解释。
    “其实，这套装置已经使用了20多年，但以前都是人工手动测量，工作量大，效率也低。”赵岩介绍，改造前的装置必须由两个人配合才能进行工作，“小车”不是由电脑控制而是由人工推动的。一人推动“小车”在1米的距离处停下来，通过“小车”上安装的显微镜读取数据，另一人则将读数记录在检定手册上。“以前，检测一套200米的钢卷尺，两个人要忙碌整整一上午才能勉强完成测量工作，接下来的数据分析处理又要耗费大量的时间。而且，由于测量是由人工手动完成，人为因素直接影响了测量精度。”
    这次刚刚完成的装置改造从很大程度上解决了以前人工测量存在的弊端。“我们的创新点在于改造后的系统实现了数据、图像的无线采集和无线传输，通过电脑实现了对测量数据的同步记录、同步采集、同步处理。这是国内目前唯一的自动检测多类高精度大空间测量仪器及线纹尺类的标准装置。”据赵岩介绍，这套改造后的26米动态校准仪标准装置的运行定位偏差只有0.02毫米，远远优于传统的依靠机械传动方式运行的同类装置。
    赵岩还告诉记者，一套比这台装置还要长出好几倍，测量范围也要随之扩大很多倍的80米标准装置正在筹建中。那将是一套更先进、更科学的标准装置，将完全能够适应目前我国先进仪器飞速发展的需要。