专利名称：具有温度补偿的自动安平水准仪补偿器的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动安平水准仪补偿器，特别涉及具有温度补偿的自动安平水准仪补
偿器O
背景技术：
补偿器是自动安平水准仪中的核心部件，是实现水准仪自动安平的关键部件。一 般由与水准仪连接的固定装置(补偿器座)、通过吊丝悬挂起带反射部件(平面镜或棱镜) 的摆动装置(摆体)，以及起到稳定作用的阻尼装置和起到正像作用的屋脊棱镜所组成。没有安装补偿器的水准仪在倾斜一个角度时，光轴会偏离水准仪分划板的中心， 从而产生测量误差(i角误差)。而安装有补偿器的水准仪在倾斜一个角度时，补偿器的反 射部件经过吊丝的几何关系、吊丝的弹性及整个摆动装置的重力作用，产生一个与水准仪 倾斜角度成一定比例的角度，可以使偏离水准仪分划板中心的光轴回到分划板的中心，从 而消除由水准仪倾斜造成的测量误差。目前绝大部分水准仪补偿器由于受结构的因素、摆动装置(摆体)中安装两种及 两种以上不同材料的因素以及吊丝弹性的不均勻等因素的影响，在环境温度变化时，摆动 装置会产生轻微的倾斜，使光轴偏离水准仪分划板中心，造成测量误差。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述补偿器的缺点而提供一种具有温度补偿的自动安 平水准仪补偿器。本发明通过多次试验，终于找到了适用于在普通水准仪补偿器中起温度 补偿作用的温度补偿片材，经加工后，安装在摆动装置上，在环境温度变化时，温度补偿片 会产生与水准仪补偿器摆动装置倾斜方向相反的形变，从而校正摆动装置，使其不随温度 的变化产生倾斜，造成测量误差。本发明为实现上述目的所采取的技术方案是一种具有温度补偿的自动安平水准 仪补偿器，包括补偿器座和摆体，其特征在于，还包括温度补偿片，温度补偿片采用5J1380 型热双金属片材，并加工呈“Z”字形状，温度补偿片的一端固定在摆体上。本发明所产生的有益效果是具有温度补偿的自动安平水准仪补偿器解决了在环 境温度变化时，摆动装置会产生轻微的倾斜，使光轴偏离水准仪分划板中心，造成测量误差 的缺陷，从而满足市场对水准仪测量精度的高品质需求。
图1是本发明整体结构示意图。图2是图1中温度补偿片与摆体连接部分放大图。图3是图1和图2中温度补偿片的放大图。图4是不同材料温度特性曲线图。
以下结合附图对本发明作进一步说明。参照图1、图2、图3，具有温度补偿的自动安平水准仪补偿器由与水准仪连接的补 偿器座1 (固定装置)、通过吊丝3悬挂起带反射部件的摆体2 (摆动装置)、起到稳定作用 的阻尼器4(阻尼装置)和起到正像作用的正像棱镜5(屋脊棱镜)所组成。具有温度补偿 的自动安平水准仪补偿器还包括温度补偿片6。温度补偿片6采用符合国家标准的5J1380 型热双金属片材，并通过冲压加工呈“Z”字形状，温度补偿片6的一端固定在摆体2上。温度补偿片6的两面分别为低膨胀层面8和高膨胀层面9，温度补偿片6的上端 面7与补偿器座1的上端面和摆体2的上端面均在同一平面上。根据补偿器座1和摆体2 的结构，设计呈“Z”字形状的温度补偿片6的尺寸，其中两端设为一长端和一短端，温度补 偿片6的一端(短端)通过螺钉固定在摆体2上端面的侧面，温度补偿片6(长端和中间部 分)的高膨胀层面9与补偿器座1的上端面侧面留有缝隙。固定后的温度补偿片6的上端 面7应与补偿器座1的上端面和摆体2的上端面均在同一平面上。本发明的工作原理当水准仪的环境温度变化时，摆体会产生轻微的倾斜，固定在 摆体上的温度补偿片随着摆体在与补偿器座的上端面侧面留有缝隙中摆动，在摆动的过程 中，会产生与水准仪补偿器摆体倾斜方向相反的形变，即实现了校正摆体，使其不随温度的 变化产生倾斜，避免造成测量误差的温度补偿作用。从而提高了水准仪的测量精度。本发明的实验过程1、选取温度补偿片的材料①不锈钢片材、②热双金属片材5J20110、③热双金属 片材5J1380、④热双金属片材5J1416、⑤热双金属片材5J1017。2、将上述不同牌号的温度补偿片材加工相同形状(见图3)。3、将相同形状的温度补偿片在同一补偿器、同一台水准仪中进行温度变化实验， 测量在环境温度变化时造成水准仪i角变化的数据。4、温度变化范围27°C -48°C，每升高1°C观察一次水准仪i角变化值。5、试验标准温度变化1°C，水准仪的i角变化彡0. 8” (GB/T10156-2009《水准 仪》)。6、实验数据见表一、表二(温度试验数据表)。7、结论根据试验数据(表一、表二)及根据实验数据(表一、表二)绘制的不同 材料温度特性曲线图(图4)分析，不锈钢材料随温度的变化明显超出了国家标准所允许的 范围，可判为不符合要求；牌号为5J1416材料虽对温度有一定的补偿，但补偿程度不够，斜 率明显大于国家标准的要求，可判为不符合要求；牌号为5J1017材料的温度特性符合国家 标准的要求，可以作为备选的材料；5J1380材料的温度特性符合国家标准的要求，可以作 为备选的材料；5J20110材料温度补偿过大，其斜率接近甚至超过国家标准要求的上限，也 可判为不符合要求。综上所述，只有5J1017和5J1380两种材料符合国家标准的要求，而 5J1380材料的曲线比较平直，明显好于5J1017的材料，因此选择牌号为5J1380的热双金属
片材作为温度补偿片是十分合适的。表一
权利要求
1.一种具有温度补偿的自动安平水准仪补偿器，包括补偿器座(1)和摆体0)，其特征 在于，还包括温度补偿片(6)，温度补偿片(6)采用5J1380型热双金属片材，并加工呈“Z” 字形状，温度补偿片(6)的一端固定在摆体( 上。
2.根据权利要求1所述的具有温度补偿的自动安平水准仪补偿器，其特征在于，所述 温度补偿片(6)的两侧面分别为低膨胀层面(8)和高膨胀层面(9)，温度补偿片(6)的上端 面(7)与补偿器座(1)的上端面和摆体O)的上端面均在同一平面上，温度补偿片(6)的 一端固定在摆体( 上端面的侧面，温度补偿片(6)的高膨胀层面(9)与补偿器座(1)的 上端面侧面留有缝隙。
全文摘要
本发明涉及一种具有温度补偿的自动安平水准仪补偿器。具有温度补偿的自动安平水准仪补偿器由与水准仪连接的补偿器座、通过吊丝悬挂起带反射部件的摆体、起到稳定作用的阻尼器和起到正像作用的正像棱镜所组成。具有温度补偿的自动安平水准仪补偿器还包括温度补偿片，温度补偿片采用符合国家标准的5J1380型热双金属带材，并通过冲压加工呈“Z”字形状，温度补偿片的一端固定在摆体上。具有温度补偿的自动安平水准仪补偿器解决了在环境温度变化时，摆动装置会产生轻微的倾斜，使光轴偏离水准仪分划板中心，造成测量误差的缺陷，从而满足市场对水准仪测量精度的高品质需求。
文档编号G01C9/02GK102095408SQ20101052910
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者何在庚, 刘祥成, 张春峰, 李萍, 王滨 申请人:天津市威斯曼光学仪器有限公司