組合齒輪式測微裝置在巖石侵蝕速率測量領域的應用

李懷彬，劉陽，黃費新，張志炳，吳皓然

(中國冶金地質總局礦產資源研究院，北京 100025)

0 引言

工程上高度測量是長度測量的一種，目前有鋼尺量高、水準儀配合鋼尺測高、經緯儀配合鋼尺測高、全站儀測高、測高儀測高、GPS測高及多種儀器配合解析法間接量高等多種方法[1-5]。目前，主流RTK測高的精度已達厘米級，但是在微變形領域這種測量精度明顯偏低。隨著信息技術和MEMS技術的迅速發展，對納米精度的檢測技術提出了越來越高的要求[6]。激光干涉檢測技術由于靈敏度高、精度高及非接觸性等優點已得到廣泛應用，但干涉信號容易受干擾，且儀器價格昂貴，在工程監測領域難以實現無人化、批量化布設。

目前，獲取地表侵蝕速率最有效的方法是利用微侵蝕測量儀直接測量巖石表面的高度變化[7]。微侵蝕測量儀易于直接測量特定地區巖石表面侵蝕速率，現在已被應用到多種自然環境條件下[8-9]。但限于螺旋測微器精度(0.01 mm)不足的原因，仍難以滿足大多數地區短時間內測量出準確侵蝕速率值的要求，也不便于大規模開展測量。因此，亟需研發一種測量精度高、攜帶方便且成本較低的測量裝置。本文在前人的研究[10-11]基礎上進行了改進，增加組合齒輪組裝置和擴展可移動圓盤，有效地提高了測量精度，理論上可達納米級。

1 裝置的組成及原理

本裝置基于螺旋測微器進行了改進，增加了組合齒輪組(輸入和輸出比為500∶1)和擴展可移動圓盤(擴展可移動圓盤100的整數倍)。……