专利名称：用于检测水准仪精度的检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学仪器的检验设备，特别是适用于水准仪精度的检测。
目前，测量仪器制造厂、维修部门及仪器计量检测单位普遍采用中国标准出版社1993年出版、书号为ISBN7-5066-0856-1/TB.346的《中国国家标准汇编》163卷、635～645页中所述水准仪精度检测设备和方法。涉及到室内的检测设备有如升降工作台(试验台)、带有刻尺分划板的平行光管、测微平行光管、灯源、自准直测微平行光管及小角度倾斜仪等。这些设备都是相互分离的，对于同一台被检水准仪须进行多项精度检测，每检测一项就要更换设备，重新组合。如检测望远镜视轴与管状水准泡水准轴在望远镜视轴铅垂面内投影的平行度时，就须将升降工作台和带有刻尺分划板的平行光管组合；检测望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度时，须将升降工作台与测微平行光管组合；检测自动安平水准仪补偿误差时，须将灯源、自准直测微平行光管及小角度倾斜仪组合，等等，检测很不方便，效率又低。近年北京光学仪器厂生产了一种938型水准仪检测仪，它是由底脚螺丝支承的底座，底座上固设升降工作台，沿底座面布设倾斜板和机械测微装置，倾斜板上固设光管支座、550毫米带角度刻划的双线十字丝分划板的平行光管及电源变压器，使用该检测仪测量微小角值，必须借助倾斜板和机械测微器带动平行光管整体倾斜，从而使平行光管建立在不稳定的基础上，水平零位不稳定，550毫米平行光管的焦距固定不可调，这样由于设计上、制造上的误差、及其焦距不正好是550毫米，所以不能满足设置视距公差带的要求。
本发明的目的在于避免现有技术上的不足之处，进而提供一种具有测微功能、微量调整平行光管焦距，满足设置视距公差带要求的综合检测仪。它能同时完成一台水准仪的多项精度检测。
为实现本发明的目的所采取的技术方案如下。
用于检测水准仪精度的检测仪，包括由底脚螺丝1支承的底座2，用于整平底座的纵向水准器4、横向水准器3，底座前端设置的升降工作台27，后端设置的光管支座17，及装在光管支座内的电源变压器15所组成，其特征在于升降工作台与底座之间设置微倾工作台32，光管支座的上部安置摄远式平行光管16，该平行光管物镜前方设置双光楔测微器18。
以下结合附图详细叙述本发明的结构和实施方式。
图1表示检验水准仪精度的检测仪主视图。
图2表示图1沿A向剖视图。
图3表示图1中摄远式平行光管16的放大剖视图。
图4表示图2中B-B剖视的双光楔测微器18的放大图。
图5表示图3中分划板35的正面放大视图。
如图1、图2表示的用于检验水准仪精度的检测仪，包括底座2，该底座在平面上由等腰三角形顶点分布的三个底脚螺丝1支承。在底座上安设用于整平的纵向水准器4、横向水准器3。底座的前端设置微倾工作台32，该微倾工作台包括与底座相固联的底板5，在底板上布设中板6，中板与底板之间设置的转轴11、前后微倾手轮8相接；在中板上布设上板7，中板与上板之间设置的转轴11、左右微倾手轮23相接(图2)，在前后微倾手轮、左右微倾手轮上分别设置刻度圈9，用以指示微倾角值，一般最小刻度为1’，微动范围±20’。上板的上部连接升降工作台27，该升降工作台是由套座12，套座内套入升降丝杠45，升降丝杠的顶部固联载仪台14，用以连接被检仪器的中心螺旋10，调整升降丝杠的升降搬手13及锁定升降丝杠的锁紧手轮22所构成。
底座2的后端固联一个光管支座17，光管支座的上部安设摄远式平行光管16(图1)，如图3表示的摄远式平行光管包括装在物镜壳25内的前物镜组26，物镜壳的后部以螺纹连接光管壳28，在光管壳内以螺纹连接后物镜筒30，后物镜筒的前端装入后负物镜组29；从光管壳的后端装入分划板座33，该分划板座的连接筒31套入后物镜筒30的尾部滑配合，分划板座的后部装设分划板34；光源座36套装在光管壳28的尾部，在光源座的前部装设滤色镜35，后部装入照明灯泡37，该灯泡与光管支座17内的电源变压器15的输出端电连接，其输入端通过导线连接市电，一般输出电压为6.3伏特。前述中的前物镜组26、后负物镜组29、分划板34、滤色镜35及照明灯泡37共轴线，并构成摄远式平行光管的光学系统。其中前物镜组是凸透镜与凹透镜双分离结构，后负物镜组是正弯月透镜与负弯月透镜双胶合结构，前物镜组是与后负物镜组组合后，使物镜后主平面前移，其组合焦距一般在550毫米时，光学筒长仅为380毫米，比目前通用的平行光管长度大为缩短；后物镜筒30在光管壳28内的旋进或旋出，将改变前物镜组与后负物镜组之间的距离，借以调整物镜系统的组合焦距，使其在象质不变的情况下达到精确的550毫米，由此有条件制成如图5表示的带有视距公差带50的分划板34，更便于精确的检验水准仪视距乘常数误差；绕光管轴心转动分划板座的连接筒31，将调整分划板十字线处于真水平和真铅垂位置。
在摄远式平行光管16的前物镜组26的前方安设一个双光楔测微器18，该测微器是由固定在光管支座17上的支架21支承(图1)，并以螺钉固定。如图4所示的双光楔测微器，包括与支架21相固联的圆形壳体38，该壳体内装入前光楔镜框43、后齿轮镜框40，前齿轮镜框内固装的前光楔镜44，后齿轮镜框内固装的后光楔镜41，前光楔镜与后光楔镜的楔角相等，该两楔角在零位时处于水平反向(如图4所示的情况)；前齿轮镜框与圆形壳体通过前压圈42、滚动轴承49相接，后齿轮镜框与圆形壳体通过后压圈39、滚动轴承49相接，测微手轮20与前小齿轮46轴相固联，前小齿轮与前齿轮镜框、换向齿轮47相啮合，换向齿轮又与后齿轮镜框相啮合，如测微手轮带动前小齿轮顺时针转动时将带动前小齿轮镜框和换向齿轮逆时针转动，换向齿轮又同时带动后齿轮镜框顺时针转动，由此形成前光楔镜与后光楔镜做等角反向旋转，将引起摄远式平行光管16的出射光线沿着铅垂方向的转角为η＝2γsinψ，其中γ为一个光楔镜的偏向角，ψ为光楔镜的转角，通过固定在前齿轮镜框43上的刻度盘24、读数放大镜19读出ψ角值，求出对应的光线转角η。
使用本发明对于同台水准仪将完成如下项目的检测。
首先将图1表示的检测仪安放在稳定的基础上，调整三个底脚螺丝1，使纵向水准器4、横向水准器3的水准泡居中，接通电源变压器15，使摄远式平行光管16照明灯泡37照明；转动测微手轮20，并通过读数放大镜19观察，将双光楔测微器18的刻度盘24指示对零，此时分划板34的横丝象处于水平位置；将被检水准仪置于载仪台14上，并用中心螺旋10锁紧；用升降搬手13调整被检水准仪的高度，使其望远镜对准摄远式平行光管，再用锁紧手轮22锁紧升降工作台27，然后逐项检测如下项目1.水准仪圆水准泡及管状水准泡格值(角值)的检测；2.水准仪望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度；3.水准仪望远镜视轴与管状水准泡水准轴在水平面上投影的平行度；4.水准仪望远镜视轴与管状水准泡水准轴在望远镜视轴的铅垂面内投影的平行度；5.水准仪视距乘常数、视距丝对称度；6.自动安平水准仪的自动安平误差；7.自动安平水准仪补偿误差。
下面列举四项实施例。
例1.水准仪望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度。
整平被检水准仪，调整望远镜，使其十字丝交点对准摄远式平行光管分划板34的十字丝交点；旋转水准仪水平微动螺旋，使分划板34的十字交点象由望远镜视场的一端移至另一端，该交点象将与望远镜横丝出现偏离，旋转双光楔测微器18的测微手轮20，使交点象与望远镜横丝再重合，从刻度盘24上读取偏差值ε，按下式计算其垂直度δδ＝ε/sin2ω式中2ω—水准仪望远镜视场角(已知)。
例2.水准仪望远镜视轴与管状水准泡水准轴在望远镜视轴的铅垂面内投影的平行度i。
将双光楔测微器的刻度盘24归零，被检水准仪望远镜对准摄远式平光管16；转动水准仪微倾螺旋使管状水准泡精确居中，旋转测微手轮20使平行光管的分划板34与望远镜分划板十字丝对准，在刻度盘24上读数，该读数即为平行度i值。
例3.水准仪视距乘常数误差。
双光楔测微器的刻度盘24为零，望远镜对准摄远式平行光管，旋转测微手轮20使望远镜分划板视距丝的下丝位于平行光管分划板34视距公差带50下夹线的中央，在刻度盘24上读数为A1，再旋转测微手轮20，使望远镜视距丝的上丝对准分划板34视距公差带50上夹线，从刻度盘24上读数为A2，该读数之差A2-A1，即为视距乘常数误差。
例4.自动安平水准仪的自动安平误差。
望远镜对准摄远式平行光管分划板34的十字中心，旋转微倾工作台32的前后微倾手轮8(或左右微倾手轮23)，使水准仪向前、向后(或向左、向右)倾斜2’后，立即回复原来位置，旋转测微手轮20，在刻度盘24上读数，前倾、后倾、左及右倾重复检测15次。列表求统计平均值，即为安平误差。
本发明的优点1.对同台水准仪，不须更换检测设备，同时进行多项精度检测，大为提高工作效率；2.平行光管的光学系统加设后负物镜组，使镜筒缩短，整机结构紧凑，便于携带和安装，使用方便；3.摄远式平行光管和双光楔测微器，通过光管支座牢固的安设在底座上，稳定可靠，提高了检测精度。
4.平行光管带有视距公差带的分划板，便于直接精确的检测视距乘常数误差。
权利要求1.一种用于检测水准仪精度的检测仪，包括由底脚螺丝(1)支承的底座2，用于整平底座的纵向水准器4、横向水准器3，底座前端设置的升降工作台27，后端设备的光管支座17及装在光管支座内的电源变压器15所组成，其特征在于升降工作台与底座之间设置微倾工作台32，光管支座的上部安置摄远式平行光管16，该平行光管物镜前方设置双光楔测微器18。
2.按照权利要求1所述的检测仪，其特征在于微倾工作台，包括与底座相固联的底板5，在底板上布设中板6，中板与底板之间设转轴11、左右微倾手轮8相接，在中板上布设上板7，中板与上板之间设转轴11、左右微倾手轮23相接。
3.按照权利要求1或2所述的检测仪，其特征在于前后微倾手轮、左右微倾手轮上分别设置刻度圈9。
4.按照权利要求1所述的检测仪，其特征在于摄远式平行光管，包括装在物镜壳25内的前物镜组26，物镜壳的后部以螺纹连接光管壳28，在光管壳内以螺纹连接后物镜筒30，后物镜筒的前端装入后负物镜组29，从光管壳的后端装入分划板座33，该分划板座的连接筒31套入后物镜筒30的尾部滑配合，分划板座5的后部装设分划板34。
5.按照权利要求1或4所述的检测仪，其特征在于分划板34带有视距公差带50刻线。
6.按照权利要求1所述的检测仪，其特征在于双光楔测微器，包括与支架21相固联的圆形壳体38，该壳体内装入前齿轮镜框43、后齿轮镜框40，前齿轮镜框内固装前光楔镜44，后齿轮镜框内固装后光楔镜41，前齿轮镜框与圆形壳体通过前压圈42、滚动轴承49相接，后齿轮镜框与圆形壳体通过后压圈39、滚动轴承49相接，测微手轮20与前小齿轮46的轴相固联，前小齿轮与前齿轮镜框、换向齿轮47相啮合，换向齿轮又与后齿轮镜框相啮合。
7.按照权利要求1或6所述的检测仪，其特别在于前齿轮镜框43装设刻度盘24、读数放大镜19。
专利摘要用于检验水准仪精度的检测仪，属于光学仪器检测设备。它是由底脚螺丝支承的底座，底座的一端设升降工作台，另一端设光管支座，其特征是升降工作台与底座间设微倾工作台，光管支座上安设摄远式平行光管，该光管前方设双光楔测微器。对于同台被检水准仪不须更换检测设备，同时完成多项精度检测。
文档编号G01C25/00GK2237223SQ9520252
公开日1996年10月9日 申请日期1995年2月21日 优先权日1995年2月21日
发明者赵力平, 陈英 申请人:煤炭科学研究总院唐山分院