新型手持式激光测距仪检定装置的校准方法研究

2020-07-10赵庆嵘

商品与质量 2020年5期

赵庆嵘

南通市计量检定测试所江苏南通 226011

衡量计量器具的优劣，不但取决于生产技术的水平，还取决于检测工作和计量标准器的状况。为确保计量标准器计量性能的准确、可靠，避免量值传递过程中出现量值偏差，其检定/校准方法的科学性、准确性至关重要。

基于光程倍增原理的手持式激光测距仪检定装置，全程采用标准钢卷尺为主标准器，运用光的反射原理，使光线在相互垂直的反射面之间沿导轨往复传播，实现在小的空间中光线光程的倍增，通过导轨上的标准钢卷尺测量激光在空气中行进的距离，从而检测激光测距仪的示值误差[1]。

目前测量范围大于50m的手持式激光测距仪均需采用室外基线场检测，这种方法计量检测人员劳动强度大、工作效率低、检测环境不易保证，而本文提出的校准方法只需在室内进行，检测环境可以控制，选用的标准器也便于操作，均可满足校准精度需求。

1 校准条件

1.1环境条件

（1）校准工作应在室内常温下进行，温度变化不大于1℃/h。标准钢卷尺的检定条件见JJG741-2005《标准钢卷尺检定规程》。被校准仪器两端的温度差≤0.5 ℃。

（2）被校准仪器与校准用标准器在室内平衡温度时间不少于2h。

（3）室内应保持干燥、清洁，检定装置不受震动影响、不受到障碍物的阻挡以及反光物反光和阳光直射等的光干扰。

1.2校准用标准器主要有：激光跟踪仪、电子天平

2 校准项目和校准方法

首先检查外观及各部分相互作用，确定没有影响校准计量特性的因素后再进行校准。

2.1导轨水平方向的直线度

安装好激光跟踪仪，开机预热，调整激光跟踪仪到适当的测量位置，在导轨水平方向，每米选取大致均匀分布的至少2个点作为测量点，评价其直线度，此为往测；紧接着进行返测，以前述相同的方法进行测量，评价其直线度；取两次测量结果的平均值作为测量结果[2]。

2.2导轨垂直方向的直线度

调整激光跟踪仪到适当的测量位置，在导轨垂直方向，每米选取大致均匀分布的至少2个点作为测量点，评价其直线度，此为往测；紧接着进行返测，以前述相同的方法进行测量，评价其直线度；取两次测量结果的平均值作为测量结果。

2.3反射光线与导轨的平行度

以激光跟踪仪为标准器，测量前先调整其入射光线与导轨平行，入射光线经一组反射镜组反射后，将导轨拖板调整到反射后的测量下限，记录标准反射板上激光点的位置，移动导轨拖板，确保移动范围不小于该导轨长度的90%，此时标准反射板上激光点偏离的最大值即为反射光线与导轨的平行度[3]。

2.4读数系统的重复性

把激光跟踪仪安装在适当的测量位置固定好，激光发射到标准反射板上，将指针指向标准钢卷尺上一个固定点，记录测量距离d1。移动导轨拖板，对同一个测量点连续进行不少于10次测量，用实验标准差（i=1,2，…，10）表征读数系统的重复性。

2.5标准反射板与导轨的垂直度

调整激光跟踪仪在适当的测量位置，在标准反射板工作面采集一个面，然后在导轨的上工作面采集一个面，评价这两个面的垂直度作为测量结果。

2.6零位挡板与导轨的垂直度

调整激光跟踪仪在适当的测量位置，在零位挡板工作面采集一个面，然后在导轨的上工作面采集一个面，评价这两个面的垂直度作为测量结果。

2.7定点光程

激光测距仪检测装置光路图

①②为第一组反射镜；③④为第二组反射镜；⑤⑥为第三组反射镜。

拖板指针指向标准钢卷尺40m刻线处，以导轨作为测量基准线，用激光跟踪仪，测量标准反射板在激光第一次反射前A1点的位置坐标及第一组反射镜的位置坐标B1、C1，然后在拖板不动的情况下，将标准反射板移动至激光通过反射镜第二次反射后的测量点位置D1，并记录D1的坐标，计算得： a1=A1B1+B1C1+C1D1。

按照同样的测量方法，

a2=A2B2+B2C2+C2D2（拖板指针指向标准钢卷尺1m刻线处）

a3=A3B3+B3C3+C3D3（拖板指针指向标准钢卷尺40m刻线处）

2.8标准钢卷尺的示值误差

检定与数据处理方法见JJG741-2005《标准钢卷尺检定规程》。