新型手持式激光測距儀檢定裝置的校準方法研究

趙慶嶸

南通市計量檢定測試所 江蘇南通 226011

衡量計量器具的優劣，不但取決于生產技術的水平，還取決于檢測工作和計量標準器的狀況。為確保計量標準器計量性能的準確、可靠，避免量值傳遞過程中出現量值偏差，其檢定/校準方法的科學性、準確性至關重要。

基于光程倍增原理的手持式激光測距儀檢定裝置，全程采用標準鋼卷尺為主標準器，運用光的反射原理，使光線在相互垂直的反射面之間沿導軌往復傳播，實現在小的空間中光線光程的倍增，通過導軌上的標準鋼卷尺測量激光在空氣中行進的距離，從而檢測激光測距儀的示值誤差[1]。

目前測量范圍大于50m的手持式激光測距儀均需采用室外基線場檢測，這種方法計量檢測人員勞動強度大、工作效率低、檢測環境不易保證，而本文提出的校準方法只需在室內進行，檢測環境可以控制，選用的標準器也便于操作，均可滿足校準精度需求。

1 校準條件

1.1環境條件

（1）校準工作應在室內常溫下進行，溫度變化不大于1℃/h。標準鋼卷尺的檢定條件見JJG741-2005《標準鋼卷尺檢定規程》。被校準儀器兩端的溫度差≤0.5 ℃。

（2）被校準儀器與校準用標準器在室內平衡溫度時間不少于2h。

（3）室內應保持干燥、清潔，檢定裝置不受震動影響、不受到障礙物的阻擋以及反光物反光和陽光直射等的光干擾。

1.2校準用標準器主要有：激光跟蹤儀、電子天平

2 校準項目和校準方法

首先檢查外觀及各部分相互作用，確定沒有影響校準計量特性的因素后再進行校準。

2.1導軌水平方向的直線度

安裝好激光跟蹤儀，開機預熱，調整激光跟蹤儀到適當的測量位置，在導軌水平方向，每米選取大致均勻分布的至少2個點作為測量點，評價其直線度，此為往測；緊接著進行返測，以前述相同的方法進行測量，評價其直線度；取兩次測量結果的平均值作為測量結果[2]。

2.2導軌垂直方向的直線度

調整激光跟蹤儀到適當的測量位置，在導軌垂直方向，每米選取大致均勻分布的至少2個點作為測量點，評價其直線度，此為往測；緊接著進行返測，以前述相同的方法進行測量，評價其直線度；取兩次測量結果的平均值作為測量結果。

2.3反射光線與導軌的平行度

以激光跟蹤儀為標準器，測量前先調整其入射光線與導軌平行，入射光線經一組反射鏡組反射后，將導軌拖板調整到反射后的測量下限，記錄標準反射板上激光點的位置，移動導軌拖板，確保移動范圍不小于該導軌長度的90%，此時標準反射板上激光點偏離的最大值即為反射光線與導軌的平行度[3]。

2.4讀數系統的重復性

把激光跟蹤儀安裝在適當的測量位置固定好，激光發射到標準反射板上，將指針指向標準鋼卷尺上一個固定點，記錄測量距離d1。移動導軌拖板，對同一個測量點連續進行不少于10次測量，用實驗標準差（i=1,2，…，10）表征讀數系統的重復性。

2.5標準反射板與導軌的垂直度

調整激光跟蹤儀在適當的測量位置，在標準反射板工作面采集一個面，然后在導軌的上工作面采集一個面，評價這兩個面的垂直度作為測量結果。

2.6零位擋板與導軌的垂直度

調整激光跟蹤儀在適當的測量位置，在零位擋板工作面采集一個面，然后在導軌的上工作面采集一個面，評價這兩個面的垂直度作為測量結果。

2.7定點光程

激光測距儀檢測裝置光路圖

①②為第一組反射鏡；③④為第二組反射鏡；⑤⑥為第三組反射鏡。

拖板指針指向標準鋼卷尺40m刻線處，以導軌作為測量基準線，用激光跟蹤儀，測量標準反射板在激光第一次反射前A1點的位置坐標及第一組反射鏡的位置坐標B1、C1，然后在拖板不動的情況下，將標準反射板移動至激光通過反射鏡第二次反射后的測量點位置D1，并記錄D1的坐標，計算得： a1=A1B1+B1C1+C1D1。

按照同樣的測量方法，

a2=A2B2+B2C2+C2D2（ 拖板指針指向標準鋼卷尺1m刻線處）

a3=A3B3+B3C3+C3D3（ 拖板指針指向標準鋼卷尺40m刻線處）

2.8標準鋼卷尺的示值誤差

檢定與數據處理方法見JJG741-2005《標準鋼卷尺檢定規程》。

3 結語

本文對新型手持式激光測距儀檢定裝置從工作原理、校準條件、校準項目和校準方法進行了詳細的闡述，可為相關的生產企業和檢測單位節約成本，具有實際應用價值，希望能對該裝置的科學檢測和合理使用提供幫助。