排列互比法在角度计量建标中的应用

　　一、引　言

　　在角度建标中,要得到多齿分度台的分度误差和正多面棱体的检定极限误差,减少标准器量值溯源次数,我们建立了多齿分度台和正多面棱体标准装置,并利用排列互比法进行测量。排列互比法是以一组适当的、不要求准确但需要稳定的常角,分别与被检设备在整周范围内顺序进行闭合的、独立的比较测量,以消去常角偏差的影响,并按最小二乘法原理等权确定各工作角的偏差。依据这个原理和测量方法,我们在建立角度标准时,将多齿分度台和正多面棱体同轴安装,进行多次转位的比较测量,根据圆分度误差封闭的特点,可以分离出并消除多齿分度台误差影响的多面棱体偏差,以及消除多面棱体误差影响的多齿分度台的偏差。

　　二、标准装置误差分析

　　选用多齿分度台、正多面棱体、光电自准直仪组成排列互比装置。在装置的误差分析中主要考虑以下不确定度分量。

　　1.多齿分度台任意间隔的分度误差:e1=0.2″。该值由出厂证书或上级单位检定给出,由于采用排列互比法,可不引入测量不确定度。

　　2.多齿分度台的稳定性(多齿分度台重复定位误差)引入的不确定度分量U1。因多齿分度台出厂证书或上级检定单位给出的重复定位误差:e2=0.04″,假设它为均匀分布,K取,则

　　3.正多面棱体检定极限误差:e3=0.5″。由于采用排列互比法,可不引入此项测量不确定度。

　　4.多面棱体工作面的平面度引入的不确定度U2。棱体直径Φ=120mm,宽H=15mm,平面度引起误差为(见图)

　　因为多面棱体在使用或检定时,无法保证光管的光轴正好通过棱体工作面的中心,检定时其偏离量应该保证在1mm之内。当偏离量Δl=1mm时,引入的误差分量

　　5.安装调试误差引入的不确定度分量U3。自准直仪在调整时,由于视场中十字线竖线与多面棱体轴线不平行产生的β角,以及棱体工作面对支承面的垂直度误差Φ(要求±10″)同时存在时,将引入一个误差分量。其中β角可通过反复调整自准直仪光管来减小,取β=30′,则

　　6.光电自准直仪的稳定性引入的不确定度分量U4。采用702型光电自准直仪,光管的稳定性e6=0.1″。

　　假设它为均匀分布,则

　　7.光电自准直仪光管的示值误差U5。在视场中心3′～4′范围内,光管的示值误差为0.1″,则该项误差为e7=0.1″。

　　假设它为均匀分布,则

　　8.测量标准重复性引入的不确定度分量。在人员、环境条件相同的情况下,采用排列互比法重复测量多面棱体6次,测量数据见表1。