JJF 2002-2022 激光标线仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范金挺(浙江省计量科学研究院)李建双(中国计量科学研究院)张丰(上海市计量测试技术研究院)王高升(苏州福田激光精密仪器有限公司)梁琦(广西壮族自治区计量检测研究院)刘洪云(北京拉特激光精密仪器有限公司)王瑛辉(浙江省计量科学研究院)I 1范围 5计量特性 6校准条件 6.1环境条件 6.2测量标准及其他设备 7校准项目和校准方法 7.1水平激光线误差 7.2水平激光线发射角误差 7.3水平激光线补偿误差 7.4垂直激光线误差 7.5垂直激光线正交误差 7.6下对点误差 8校准结果表达 9复校时间间隔 附录A校准记录及计算示例 附录C激光标线仪水平激光线误差测量结果的不确定度评定示例 ⅡJJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》、JJF1094—2002《测量仪器特性评定》、JB/T11665—2013《激光标线仪》共同构成本规范制定的基础性系列规范。本规范为首次发布。1凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用本规范。3.1水平激光线误差horizontallineerror激光标线仪所发出的水平激光扇形面在铅垂面上的投影线与水平线间的夹角。3.2水平激光线发射角误差horizontallineemitangleerror3.3水平激光线补偿误差compensatingerrorofhorizontalline在补偿器补偿范围内，激光标线仪发生倾斜时水平激光线发射角误差的变化量。3.4垂直激光线误差verticallineerror激光标线仪所发出的垂直激光扇形面在铅垂面上的2供一条或者多条水平激光线和垂直激光线的激光仪器。标线仪广泛应用于建筑施工、装标线仪按其安平原理可分为重力摆自动安平标线仪(见图3)和电子倾斜传感器自动安平标线仪(见图4),自动安平补偿器的补偿范围一般为±2°~±5°,激光线的发射角一般为100°~130°。结构示意图3计量特性见表1。序号1水平激光线误差工作台、经纬仪(或全站仪)、水准仪、直角2水平激光线发射角误差3水平激光线补偿误差4垂直激光线误差工作台、经纬仪(或全站仪)、直角坐标板、5垂直激光线正交误差6下对点误差工作台、直角坐标板、钢卷尺注：以上测量设备可在满足标线仪校准要求的前提6.1环境条件6.2测量标准及其他设备测量标准及其他设备技术要求见表2。序号设备名称1经纬仪(或全站仪)DJ₂级或Ⅱ级，横轴与竖轴的垂直度≤6”2水准仪DS1或DSZ1级3直角坐标板分度值不大于1mm,刻线间距示值误差MPE:±0.1mm;允许使用能提供标准示值的其他测量标准4I级5工作台工作台应可升降调平，具有两维微倾功能；士2.5°校准前应目视及开机检查仪器运行情况，包括激光线是否稳定、宽度亮度是否均匀47.1水平激光线误差水平激光线校准装置示意图如图5所示。以工作台轴心为圆心，在与工作台轴心距离L₁为(0.2～1)m处安放一个直角坐标板2,此点称为近点。在与近点大致同一半径方向上且与工作台轴心距离L₂为(2.5～7)m处安放第二个直角坐标板4,此点称为远点。然后在远点左右对称夹角w为45°的两旁各安放一个直角坐标板3和5,用钢卷尺量取L₁、L₂、L₃和L4的值。要求所有直角坐标板的坐标原点等高，并确保所有直角坐标板的坐标横轴处于同一水平面内。将被检仪器放置在工作台上，调平工作台并整平仪器，使被检仪器的水平激光线的中间部分照准近点直角坐标板2的坐标原点。待激光稳定后，读取激光线在每个坐标板上直角坐标纵轴的读数△;(i=2、3、4、5)。重新安置仪器，按上述方法重复测量计算水平激光线误差α。式中：△₃、△₅——激光线在坐标板3、5上直角坐标纵轴的读数平均值，mm;L₄——坐标板3与坐标板5两直角坐标原点间的距离，m。对于具有多条水平激光线的标线仪，所有水平激光线均应进行校准，且各条水平激光线应处于同一平面内。校准过程中应保证直角坐标板的坐标原点不变。7.2水平激光线发射角误差发射角误差δ。式中：L₁———坐标板2直角坐标原点与被检仪器中心间的水平距离，m;L₂——坐标板4直角坐标原点与被检仪器中心间的水平距离，m。JJF2002—202257.3水平激光线补偿误差将标线仪分别右倾、左倾、后倾、前倾2.5°,按7.2方法分别测出各方向倾斜时的水平激光线发射角误差δR、δL、δp、δF,取其与标线仪水平安置时的水平激光线发射角误差δ的差值绝对值的最大值作为测量结果。7.4垂直激光线误差垂直激光线校准装置示意图如图6所示。以标线仪旋转轴与垂直激光组中心的交点为圆心，在与水平面向上倾角θ(倾角θ为标线仪垂直激光线发射筒轴线与水平面的夹角，约为15°~35°)方向且距离L为(2.5～7)m处安放一个直角坐标板7,然后在相对直角坐标板7对称夹角w不小于30°的上下两个位置，各安放一个直角坐标板6和8,用钢卷尺量取L'的值。要求所有直角坐标板的坐标原点处于同一铅垂线上。将被检仪器放置在工作台上，调平工作台并整平仪器，调整仪器使被检仪器的垂直激光线与直角坐标板7的坐标原点相交。待激光稳定后，读取激光线在上下两个坐标板直角坐标横轴上的读数△,(i=6、8)。重新安置仪器，按上述方法重复测量3次，分β=(△₆-△₈)/L'式中：△6、△₈——激光线在坐标板6、8直角坐标横轴上的读数平均值，mm;L'——坐标板6直角坐标原点与坐标板8直角坐标原点间的距离，m。对于具有多条垂直激光线的标线仪，所有垂直激光线均应进行校准。7.5垂直激光线正交误差首先将经纬仪安置在工作台上，调平工作台并整平仪器。通过经纬仪的对中器瞄准一个被检仪器正下方直角坐标板的坐标原点。然后用经纬仪将两个直角坐标板3和5的坐标原点在水平面内的夹角标定为90°(见图5)。将被检仪器安置在工作台上，使被检仪器的下对点激光瞄准被检仪器正下方的直角坐标板的坐标原点，整平仪器。打开仪器，使一条垂直激光线照准其中一个直角坐标板3的坐标原点，读取激光线在另一直角坐标板5横轴上的读数，重新安置仪器，按上述6方法重复测量3次，计算平均值△。对应直角坐标板与被检仪器中心的水平距离L₃,按照公式(4)计算垂直激光线正交误差△交。L₃——坐标板5与被检仪器中心间的水平距离，m。对于具有多条垂直激光线的标线仪，所有相邻垂直激光线正交误差均应进行校准。7.6下对点误差将被检仪器安置在工作台上，调平工作台，并整平仪器，且使下对点激光瞄准一个观测直角坐标板上激光点中心的最大变化量，取最大变化量的一半校准后的标线仪，应填发校准证书或报告，校准结果应在校准证书上反映，校准证书至少应包括JJF1071—20105.12中的信息。校准结果内页格式可参见附录B。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔，一般建议不超过1年。7A.1水平激光线误差和水平激光线发射角误差(见表A.1～表A.5)表A.1仪器水平放置时α和δ△123△水平激光线误差α水平激光线发射角误差δ备注：本次测量L₁=0.2m,L₂=7.0m,L₄=14.0m,w=45°表A.2仪器右倾时δ△123△水平激光线发射角误差δ备注：本次测量L₁=0.2m,L₂=7.0m,w=45°表A.3仪器左倾时δ△123△水平激光线发射角误差δ1|oL一o|备注：本次测量L₁=0.2m,L₂=7.0m,w=45°8△123△备注：本次测量L₁=0.2m,L₂=7.0m,w=45°△123△水平激光线发射角误差δp备注：本次测量L₁=0.2m,L₂=7.0m,w=45%垂线标号123△Vl垂直激光线误差β123△V2垂直激光线误差β备注：本次测量L'=14.0m,θ=15°,w=45°9A.3垂直激光线正交误差(见表A.7)垂直激光线V1垂直激光线V2△123△垂直激光线正交误差备注：本次测量L₃=9.9m,w=45°下对点误差附录B校准证书内页格式校准项目校准结果1水平激光线误差2水平激光线发射角误差3水平激光线补偿误差456下对点误差7本次测量结果的扩展不确定度：JJF2002—2022激光标线仪水平激光线误差测量结果的不确定度评定示例C.1.1测量对象：激光标线仪。C.1.2测量方法：取分度值为1mm的直角坐标板，先用经纬仪和水准仪标定坐标板3和坐标板5间的相互空间位置关系，然后用钢卷尺量取坐标板3中心与坐标板5中心间的距离，使得L₄=5m、w=45°;最后依据本规范7.1的方法进行测量。C.2评定模型C.2.1测量模型依据校准方法，可知激光标线仪水平激光线误差的测量结果计算公式为：式中：L₄——直角坐标板3中心与坐标板5中心间的距离，m。C.2.2灵敏系数由式(C.1)可得各个输入量的灵敏系数：4事C.3输入量的标准不确定度的评定C.3.1各个直角坐标板上被测激光线的测量读数引入的不确定度分量u(△)直角坐标板的刻线间距误差为±0.1mm,按均匀分布处理，则通过实验重复测量10次，得到其单次测量的实验标准差为0.30mm。实际测量过程中，采用3次读数取平均值，则其平均值的测量标准差为测量前用水准仪标定使所有直角坐标板的横坐标轴与水准仪分划板横丝重合，确保各个坐标板的坐标原点处于同一水平基准面内。通过这种方法的标定可以控制直角坐标板坐标原点间的高度差不超过±0.2mm,估计其呈均匀分布，则u(△)=√u²(△)+u²(A)+u3(△)=√0.06²+0.17²+0.12²mm=0.22C.3.2由于△₃、△;是短时间内在同一环境由同一个人对同一装置的不同测量点的测量，可视为重复性条件下的测量，故用u(△)表示两个直角坐标板中的任何一个，因此有u(△₃)=u(△₅)=u(△)=0.22mmC.3.3由两直角坐标板中心间距离测量误差引入的不确定度分量u(L₄)由于测量两直角坐标板间的距离时一般估读至0.1m,其测量误差可以控制在士0.2m以内，估计其呈均匀分布，则C.4合成标准不确定度评定C.4.1不确定度一览表(见表C.1)不确定u(x,)不确定度灵敏系数c直角坐标板3上被测直角坐标板的误差直角坐标板坐标原点间的高度差直角坐标板5上被测直角坐标板的误差直角坐标板坐标原点间的高度差注：L。取5m,|