廣西計量校準規范

《坐標靶法垂準儀校準裝置》

試驗報告

（征求意見稿）

《坐標靶法垂準儀校準裝置》計量校準規范編寫組

2024年01月

一、試驗目的：

校準規范編寫小組在商議后，決定分別對不同形式的坐標靶法垂

準儀校準裝置進行試驗，目的是驗證《坐標靶法垂準儀校準裝置》校

準規范征求意見稿中規定的計量特性、校準條件和校準方法的是否科

學準確且合理可行。

本文盡量用相同的或級別精度均符合的計量標準作為標準器具，

分兩組試驗進行。第一組針對坐標靶法垂準儀校準裝置，第二組為新

增的補充試驗。同時在標準器的選擇上盡量根據試驗的場地和被檢對

象的測量范圍的不同，按規范的起草內容進行試驗及補充。

二、試驗情況：

第一組試驗

坐標靶法垂準儀校準裝置1：

一、選取試驗機構：廣西壯族自治區計量檢測研究院

二、試驗日期：2023年10月09日；試驗地點：南寧市；

三、試驗方法：用激光干涉儀、全站儀、手持測距儀和數字傾角儀等

計量標準器對垂準儀校準裝置進行光柵尺示值誤差、光柵尺垂直度等

指標進行校準。

四、試驗裝置：垂準儀校準裝置

五、試驗原始記錄見后頁：

2

垂準儀校準裝置校準記錄格式

一、二維坐標示值誤差（光柵尺形式）

表1水平光柵尺示值誤差

正行程測量讀數(mm)反行程測量讀數(mm)

測量點

光柵尺示值激光干涉儀測量值示值誤差δ光柵尺示值激光干涉儀測量值示值誤差δ

0-3143.007-0.0002/-3143.024-0.0199/

1-3133.0009.99010.017-3133.0229.96920.013

2-3123.01319.96780.009-3123.03919.94080.011

3-3113.00029.97190.009-3113.02029.95050.009

4-3103.08039.88190.010-3103.00039.96020.010

5-3093.03449.9299-0.002-3093.03449.9299-0.004

/正向示值誤差：0.017反向示值誤差：0.013

表2垂直光柵尺示值誤差

正行程測量讀數(mm)反行程測量讀數(mm)

測量點

光柵尺示值激光干涉儀測量值示值誤差δ光柵尺示值激光干涉儀測量值示值誤差δ

0-1663.455-0.0001/-1663.4240.0261/

1-1653.45310.0137-0.012-1653.44410.0189-0.013

2-1643.45820.0311-0.022-1643.44920.0307-0.017

3-1633.45730.0531-0.021-1633.42030.0879-0.028

4-1623.43440.0893-0.013-1623.46340.0484-0.003

5-1613.42850.1069-0.012-1613.42950.1062-0.024

/正向示值誤差：-0.022反向示值誤差：-0.028

3

二、二維坐標垂直度（光柵尺形式）

表3二維光柵尺垂直度

(單位：mm)

序號Y光柵尺讀數（移動X光柵尺）偏離值△li

1-1609.952-0.0004

3-1609.9510.0006△l1=0.003

4-1609.953-0.0014

5-1609.9500.0016

平均值-1609.9516X與Y垂直度0.2＇

序號X光柵尺讀數（移動Y光柵尺）偏離值△li

1-3113.069-0.0010

2-3113.0680.0000

△l2=0.004

3-3113.07-0.0020

4-3113.0670.0010

5-3113.0660.0020

平均值-3113.068Y與X垂直度0.3＇

三、二維微傾臺的示值誤差

表4.二維微傾臺的示值誤差

數字傾角儀測量值縱向示值誤差

測量位置（′）

″轉換單位為′′

-8-466.8-7.80.2

-6-345.2-5.80.2

-4-226.8-3.80.2

-2-106.5-1.80.2

00.10.00.0

2127.92.10.1

4248.64.10.1

6371.86.20.2

8482.28.00.0

縱向示值誤差：0.2′

4

數字傾角儀測量值橫向示值誤差

測量位置

″′′

-8-476.8-7.90.1

-6-366.0-6.1-0.1

-4-233.6-3.90.1

-2-118.9-2.00.0

00.10.00.0

2111.41.9-0.1

4231.43.9-0.1

6348.85.80.0

8480.48.00.0

橫向示值誤差：-0.1′

四、垂準儀激光束總光程

表5.垂準儀激光總光程

激光束不反射情況激光束需反射情況

30.421m30.623m

D1D1

30.423m30.489m

D2D2

30.514m30.517m

D3D3

1313

30.453m30.543m

DDiDDi

3i13i1

5

坐標靶法垂準儀校準裝置2：

一、選取試驗機構：廣西壯族自治區計量檢測研究院

二、試驗日期：2023年11月10日；試驗地點：南寧市；

三、試驗方法：用激光干涉儀、全站儀、手持測距儀、和數字傾角儀

等計量標準器對垂準儀校準裝置進行光柵尺示值誤差、光柵尺垂直度

等指標進行校準；并增加補充試驗選用影像測量儀對網格板坐標靶進

行示值誤差校準。

四、試驗裝置：垂準儀校準裝置、網格板坐標靶

五、試驗原始記錄見下頁：

6

垂準儀校準裝置校準記錄格式

一、二維坐標示值誤差（光柵尺形式）

表6.水平光柵尺示值誤差

測正行程測量讀數(mm)反行程測量讀數(mm)

量

點光柵尺示值激光干涉儀測量值示值誤差δ光柵尺示值激光干涉儀測量值示值誤差δ

0-3141.325-0.0001/-3141.3620.8336/

1-3131.3579.95300.015-3131.39710.78710.012

2-3121.39819.90110.011-3121.43120.74070.012

3-3111.33729.95280.009-3111.36030.80250.009

4-3101.39439.88830.008-3101.43540.72070.007

5-3091.40249.8887-0.008-3091.40250.7597-0.006

/正向示值誤差：0.015反向示值誤差：0.012

表7.垂直光柵尺示值誤差

測正行程測量讀數(mm)反行程測量讀數(mm)

量

點光柵尺示值激光干涉儀測量值示值誤差δ光柵尺示值激光干涉儀測量值示值誤差δ

0-1663.6450.0000/-1663.6400.0036/

1-1653.52010.1494-0.024-1653.54610.1203-0.023

2-1643.62720.0551-0.013-1643.62720.0472-0.008

3-1633.59130.1135-0.022-1633.61530.0857-0.027

4-1623.62440.0898-0.009-1623.62640.0828-0.008

5-1613.62350.1088-0.018-1613.62350.1089-0.023

/正向示值誤差：-0.024反向示值誤差：-0.027

7

二、二維坐標垂直度（光柵尺形式）

表8.二維光柵尺垂直度

（單位：mm）

序號Y光柵尺讀數（移動X光柵尺）偏離值△li

1-1651.146-0.001

2-1651.1450.000

△l1=0.001

3-1651.1450.000

4-1651.1440.001

5-1651.1450.000

平均值-1651.145X與Y垂直度0.1＇

序號X光柵尺讀數（移動Y光柵尺）偏離值△li

1-3152.123-0.001

2-3152.1220.000

△l2=0.001

3-3152.123-0.001

4-3152.1220.000

5-3152.1220.000

平均值-3152.122Y與X垂直度0.1＇

8

三、二維微傾臺的示值誤差

表9.二維微傾臺的示值誤差

數字水平儀測量值縱向示值誤差

測量位置（′）

″轉換為單位′′

-8-467.4-7.8-0.2

-6-348.7-5.8-0.2

-4-228.4-3.8-0.2

-2-110.2-1.8-0.2

0-0.20.00.0

2113.21.90.1

4235.13.90.1

6350.15.80.2

8470.67.80.2

縱向示值誤差：±0.2′

數字水平儀測量值橫向示值誤差

測量位置

″轉換為單位′′

-8-475.6-7.90.1

-6-356.0-5.90.1

-4-242.0-4.00.0

-2-108.4-1.80.2

00.20.00.0

2114.31.9-0.1

4233.53.9-0.1

6350.65.80.0

8484.98.10.1

橫向示值誤差：0.2′

9

四、垂準儀激光束總光程

表10.垂準儀激光總光程

激光束不反射情況激光束需反射情況

D130.426mD130.617m

D230.444mD230.468m

D330.507mD330.545m

1313

30.459m30.543m

DDiDDi

3i13i1

補充試驗3：

一、選取試驗機構：廣西壯族自治區計量檢測研究院

二、試驗日期：2022年11月25日；試驗地點：南寧市；

三、試驗方法：用鋼直尺、全站儀、水準儀、影像測量儀等標準器對

普通坐標板進行校準。

四、關于坐標板的大致說明：

針對調研期間了解到的部分機構按照垂準儀的原理來自主設計符

合標準定位的垂準儀校準裝置，其，主要應用坐標板、或坐標尺進行

對激光點的測量，因此本試驗對坐標板的示值誤差進行簡單的測算。

由JJF1081-2002《垂準儀》校準規范中可知，精密型垂準儀的一測

1

回垂準測量標準偏差為S，因此可由該指標逆向反校準裝置

100000

的示值誤差裝，目的是想求得在設定的距離下，作為能提供參考值

的坐標板（尺）所應具備的技術要求。

10

S

由S=點可知，點位誤差S可由已設定好的測距總光程求出;

L點

11mm

S==，可認為：

100000100m

當L=100m處時，S點=1mm；按該值1/3可估，裝=0.33mm

當L=50m處時，S點=0.5mm；按該值1/3可估，裝=0.17mm

當L=20m處時，S點=0.2mm；按該值1/3可估，裝=0.07mm

綜上所述分析，選用最小分劃為1mm的普通坐標板，應將坐標板

置于離被檢垂準儀100m范圍最為合適，即垂準儀激光束總光程應≥

100m；若坐標板的最小分劃≤1mm，則可按上述距離L的推算可就近

選擇激光束總光程的距離設定。

對于普通的坐標網格板，一般為10mm/格，只有中心區域處為

1mm/格，因此采用用影像測量儀對二維坐標網格板的橫向、縱向示值

誤差進行校準；以網格板中心為0點，分別測量網格線紋的左右邊緣

坐標值，以邊緣中心線來計算每一個分劃格值的示值誤差。

表11.坐標板的示值誤差

二維坐標網格板示值誤差（分度值：1mm/格值）

測量

-5-4-3-2-1012345

位置

-0.0110.007-0.0150.008-0.014/0.009-0.008-0.0130.0080.012

橫向