Inspeção Anual de Instrumentos de Laboratório

Inspeção Anual de Instrumentos de Laboratório

Procedimento de calibração de toda a estação

I. Objetivo

Especificar o trabalho de calibração de toda a estação, garantir a precisão e confiabilidade dos dados de medição de toda a estação, atender aos requisitos de precisão de medição em áreas como medição de engenharia e mapeamento topográfico, para que os resultados de medição de toda a estação atendam aos padrões relevantes e às necessidades operacionais reais.

II. Ámbito de aplicação

Aplicável a todos os tipos de calibração óptica e eletrônica, incluindo, mas não limitado a, a precisão angular de 1 ", 2 ", 5 ", a precisão de medição de distância de (1 + 1ppm × D) mm, (2 + 2ppm × D) mm e outras especificações de precisão, abrangendo a nova aquisição, uso e manutenção de toda a estação.

III. Critérios de citação

JJG 100-2003: "Procedimento de inspeção de velocímetros eletrônicos de toda a estação", especifica os requisitos de desempenho de medição de toda a estação, os requisitos técnicos gerais, o controle do dispositivo de medição e outros conteúdos, fornecendo base técnica e especificações operacionais para o trabalho de calibração.

GB/T 17159-2013: Estacionamento eletrônico completo para medição de engenharia, esclarece os termos e definições de todo o dispositivo, classificação de produtos, requisitos técnicos, métodos de teste, regras de inspeção e requisitos de marcação, embalagem, transporte e armazenamento.

Termos e definições

Um instrumento de medição de alta tecnologia de coleta de luz, máquina e eletricidade, que pode medir simultaneamente o ângulo (ângulo horizontal, ângulo vertical) e a distância (distância oblica, plana, alta diferença) e pode calcular as coordenadas tridimensionais do ponto de medição através de um programa interno.

2. erro de angularização: o indicador para medir a precisão da angularização de toda a estação, refere-se às mesmas condições de observação, várias observações de um determinado ângulo, o erro médio de seu valor de observação.

Erro na medição da distância: o parâmetro que reflete a precisão da medição da distância de toda a estação, refere-se às mesmas condições de observação, para fazer várias medições de uma determinada distância, o erro médio do valor de medição.

Plus constante: o erro fixo do sistema de medição de distância de toda a estação, independentemente da distância medida.

Multiplicador constante: coeficiente de erro proporcional à distância medida em ppm (milhão de partes).

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V. Características de medição

Precisão da medição angular: o erro da medição angular de toda a estação não deve exceder a sua precisão nominal, como a precisão nominal de 2 "de toda a estação, o erro da medição angular não deve ser maior que 2".

Precisão da medição da distância: o erro na medição da distância deve corresponder à fórmula m_D = \pm (A + B × D), onde m_D é o erro na medição da distância, A é o erro fixo (unidades: mm), B é o fator de erro proporcional (unidades: ppm), D é o comprimento da medição da distância (unidades: km). Por exemplo, se a precisão da medição de distância de uma estação é de (2 + 2ppm × D) mm, quando o comprimento da medição de distância D = 1 km, o erro da medição de distância é m_D = \pm (2 + 2 × 1) mm = \pm 4mm.

Constantes adicionais e constantes multiplicadas: o intervalo de erro das constantes adicionais deve estar dentro do erro permitido especificado, geralmente ± (3 - 5) mm; O erro do multiplicador da constante não deve exceder ±(1 - 2) ppm do seu valor nominal.

Condições de calibração

1. Condições ambientais

• Temperatura: (20 ± 5) ℃, a taxa de mudança de temperatura não excede 1 ° C por hora. Temperaturas elevadas ou baixas e mudanças dramáticas na temperatura podem afetar a refração dos componentes ópticos internos da estação, o tamanho dos componentes mecânicos e o desempenho dos componentes eletrônicos, resultando em erros de medição.

Umidade relativa: 35% - 75%. A umidade além da faixa pode causar a exposição interna do instrumento, levando a moldes de componentes ópticos, curto-circuitos e outros problemas, afetando o funcionamento normal do instrumento.

Pressão atmosférica: (86-106) kPa. As mudanças na pressão atmosférica afetam a densidade do ar e, por sua vez, a velocidade de propagação da luz no ar, afetando a precisão da medição de distância.

Local: o local de calibração deve ser plano e sólido, sem fontes de vibração ou interferência eletromagnética ao redor. O local deve ter espaço suficiente para atender às necessidades de calibração da medição de distância e da medição de ângulo de toda a estação, geralmente exige que o comprimento do local de calibração de medição de distância não seja inferior a 1/2 da medição máxima de toda a estação.

2. Equipamento de calibração

• Campo de base padrão: composto por vários pontos de controle de distância precisa conhecida, a precisão da distância é superior a 1/3 da precisão da medição da distância de toda a estação calibrada. Usado para calibrar a função de medição de distância de toda a estação, o erro de medição de distância de toda a estação é determinado comparando com o valor de distância medido por toda a estação.

• Divisão multidente: a precisão da divisão é melhor que 1/3 da precisão da medição angular da estação inteira, se a precisão da medição angular da estação inteira for de 2 ", a precisão da divisão multidente deve ser melhor que 0,67 ". Usado para calibrar a função angular de toda a estação, medindo o valor angular da divisória multidental, comparando o valor angular medido por toda a estação para calcular o erro de angulamento de toda a estação.

• Prisma de reflexão padrão: alta eficiência de reflexão, boa estabilidade, sua constante conhecida e precisão para atender aos requisitos de calibração. Usado como alvo de reflexão durante a calibração de medição de distância, em conjunto com todo o estacionário.

• Calibrador: precisão não inferior ao nível DS3, usado para calibrar o local e o ajuste horizontal da base de instalação de toda a estação, para garantir que toda a estação esteja no estado horizontal e reduzir os erros de medição devido à inclinação do instrumento.

• Termômetro e pressômetro: a precisão satisfaz os requisitos de medição dos parâmetros ambientais de calibração, para medir a temperatura e a pressão atmosférica do ambiente de calibração, para fazer correção meteorológica dos dados de medição de toda a estação.

Preparação antes da calibração

1. Inspeção de aparência

• Verifique se a caixa da estação inteira está danificada, deformada, a tela está danificada, a exibição é anormal, se os botões podem operar normalmente, se o armazém da bateria está limpo e sem corrosão.

• Verifique se os objetos do telescópio, óculos têm poeira, contaminação por óleo, arranhões, foco suave e filamentos claros.

• Verifique se os componentes operacionais do instrumento, como a espiral do pé, o freio horizontal e a espiral micro-móvel, o freio vertical e a espiral micro-móvel, são flexíveis e eficazes, e se existem fenômenos de soltura e engarrafamento.

• Verifique se a interface de comunicação do instrumento está intacta, se o cabo de conexão está quebrado, envelhecido e se a tomada da tomada está em bom contato.

2. Inspeção funcional

• Conecte a fonte de alimentação, ligue toda a estação, verifique se o instrumento pode ser iniciado normalmente e se os menus de funções podem ser chamados normalmente.

• Execute funções simples de auto-teste, como detecção de carga da bateria, verificação de parâmetros internos do instrumento, etc., para ver se há mensagens de erro.

• Teste a função de medição angular de toda a estação, girando o telescópio para observar se os valores de exibição dos ângulos horizontais e verticais mudam de forma contínua e precisa.

• Função de medição de distância de teste, em uma curta distância (por exemplo, 5 - 10m) para medir a distância do objetivo conhecido, verificar se os resultados da medição são razoáveis ​​e se o tempo de medição de distância é normal.

3. Posição do instrumento: coloque toda a estação em um trípode sólido, use o calibrador para ajustar a altura da perna do trípode para que a base da estação seja aproximadamente horizontal. Ajuste com precisão o nível de toda a estação através da espiral dos pés, mantendo a bolha horizontal centrada para garantir que o instrumento esteja no estado horizontal. Durante o processo de colocação do instrumento, deve ser evitada a colisão e vibração do instrumento.

Configuração de parâmetros: de acordo com a temperatura do ambiente de calibração, pressão atmosférica e outros parâmetros, definir os parâmetros de correção meteorológica correspondentes em toda a estação. Ao mesmo tempo, defina o modo de medição de toda a estação para o modo de medição padrão, como a medição angular para o modo de medição de ângulo horizontal / ângulo vertical e a distância para o modo de medição de distância inclinada.

Projetos de calibração e métodos de calibração

Calibração de erros de medição de ângulo horizontal

1. Conexão e configuração: coloque toda a estação na posição central da mesa de divisão multi-dental para alinhar e nivelar com precisão. Defina o valor inicial para a medição do ângulo horizontal em toda a estação como 0°00′00″.

Operação de medição: girar a mesa de divisão multi-dente, definir o ângulo de 0 °, 30 °, 60 °, 90 °, 120 °, 150 °, 180 °, 210 °, 240 °, 270 °, 300 °, 330 °, cada posição angular com o espelho ortométrico completo (disco esquerdo) medir 3 vezes, registrar o ângulo horizontal de cada medição; Em seguida, repita a operação acima em retrospectiva (à direita do disco) e registre novamente as medições para cada posição angular.

Erro de cálculo: Calcule a média das posições angulares durante a medição ortoscópica e reflexiva, respectivamente, e calcule a diferença da média ortoscópica, ou seja, o dobro da paralela (2C). A fórmula é: 2C = \text{média ortoscópica} - \text{média reflexiva} \pm 180°. O erro angular é calculado para cada posição angular, o erro angular é a diferença entre a média medida em cada posição angular e o valor angular real da divisória multidental.

O resultado determina que o erro angular de cada posição angular e a dupla desviacão fotográfica (2C) não devem exceder a precisão angular nominal de toda a estação. Se exceder a faixa de precisão, os componentes do eixo horizontal e vertical de toda a estação devem ser inspecionados e ajustados e, em seguida, recalibrados.

Calibração de erros de medição de ângulo vertical

1. Posição e preparação do instrumento: todo o instrumento da estação é colocado em um trípode sólido, com precisão e planejamento. Defina o valor inicial para a medição de ângulo vertical em toda a estação como 0°00′00″. Escolha um alvo vertical, como um canto da parede de um edifício distante ou um alvo de calibração vertical dedicado.

2. processo de medição: visar o alvo com o espelho ortométrico completo (disco esquerdo), medir o ângulo vertical e registrar os valores de medição; Em seguida, o espelho (à direita) aponta novamente para o mesmo alvo, mede o ângulo vertical e registra. Repita a operação acima para fazer seis medições.

3. Cálculo de erro: Calcule a média angular vertical das medições ortoscópicas e reflexivas, respectivamente, e calcule a diferença da média ortoscópica, ou seja, a diferença do indicador x. A fórmula é: x = \frac{1}{2}(\text{média ortoscópica} - \text{média reflexiva} \pm 180°). O erro de ângulo vertical de cada medição é calculado como a diferença entre o valor de cada medição e o valor teórico do ângulo vertical (o ângulo vertical objetivo é conhecido ou pode ser calculado pela medição de outros parâmetros relevantes).

Critério de julgamento: o erro de ângulo vertical e a diferença do indicador de cada medição não devem exceder a precisão angular nominal de toda a estação. Se exceder a faixa de precisão, é necessário verificar se o compensador de indicadores de disco vertical de toda a estação funciona corretamente, calibrar os parâmetros do compensador ou ajustar a verticalidade do eixo vertical de toda a estação, etc.

Calibração de erros de medição de distância

Disposição e conexão do local: no campo de linha de base padrão, coloque toda a estação no ponto de controle de uma extremidade, alinhamento preciso e alinhamento. Coloque o prisma reflexo padrão no ponto de controle do outro extremo para garantir que o centro do prisma coincida com o ponto de controle.

Operação de medição: definir parâmetros de medição de distância em toda a estação, como parâmetros de correção meteorológica, constantes de prisma, etc. Para medir a distância conhecida no campo de base padrão, de curta distância a longa distância, geralmente escolha não menos de 5 pontos de distância diferente, cada ponto mede 3 vezes, registrando o valor de distância inclinada de cada medição. Durante o processo de medição, a precisão média do aparelho e do prisma deve ser garantida para evitar o deslocamento do instrumento e do prisma.

Processamento de dados: de acordo com o valor de distância inclinada medida por toda a estação, combinando as condições meteorológicas durante a medição e os parâmetros definidos por toda a estação, o valor de distância plana é calculado. O erro de medição de distância é calculado comparando o valor de distância calculado com o valor de distância conhecido do campo de base padrão. A fórmula do erro de medição de distância é:\Delta D = D_x - D_n, onde \Delta D é o erro de medição de distância, D_x é o valor de distância calculado para a medição de toda a estação e D_n é o valor de distância conhecida do campo de base padrão.

Julgamento de calibração: o erro de medição de distância calculado deve atender aos requisitos de precisão de medição de distância de toda a estação, ou seja, atender à faixa de erro especificada pela fórmula m_D = \pm (A + B × D). Se o erro de medição de distância for além do alcance, é necessário verificar o sistema de medição de distância de toda a estação, como se a emissão e recepção da luz são normais, a frequência de medição de distância é precisa, etc., para calibrar a constante de adição e multiplicação de toda a estação.

Calibração de constantes adicionais e multiplicadoras

Preparação: no campo de base padrão, escolha pelo menos 3 pontos de controle conhecidos de diferentes distâncias, o intervalo de distância deve ser apropriado, como 0,5 km, 1 km, 1,5 km. Coloque toda a estação no lugar certo, alinhar com precisão e nivelar.

Operação de medição: medir a distância em 3 pontos de controle, cada ponto de controle mede várias vezes (geralmente 6 - 10 vezes), registrando o valor de distância inclinada de cada medição. Registrar as condições meteorológicas durante a medição.

3. Cálculo de dados: de acordo com o valor de inclinação medido e o valor conhecido do plano do ponto de controle, considere os fatores de correção meteorológica e calcule a constante K e a constante R de toda a estação por meio da adaptação mínima de dois multiplicadores. O processo de cálculo é mais complexo e geralmente é realizado com software de calibração profissional ou ferramentas de cálculo.

Determinação do resultado: as constantes adicionais e multiplicadoras calculadas devem estar dentro da faixa de erro permitida especificada por todo o aparelho. Se exceder o alcance, o sistema de medição de distância de toda a estação deve ser ajustado ou recalibrado. Após a calibração, a calibração do erro de medição de distância é realizada novamente para garantir que a precisão da medição de distância atenda aos requisitos.

Tratamento dos resultados da calibração

Registro de calibração: durante o processo de calibração, registro detalhado da data de calibração, o pessoal de calibração, o modelo de toda a estação, o número, as informações do equipamento de calibração, os dados de medição de cada item de calibração, os resultados de cálculo, etc. Os registros de calibração devem ser precisos, claros e completos e não podem ser alterados arbitrariamente. Os formatos de registro de calibração podem ser consultados na Tabela 1:

| Projeto de calibração | Número de medições | Valores de medição | Média | Erro | Qualificação |

|---|---|---|---|---|---|

| Medição do ângulo horizontal (0°) | Espelho ortogonal 1| [valor específico do ângulo] | | | |

| Medição do ângulo horizontal (0°) | Espelho ortogonal 2| [valor específico do ângulo] | | | |

|. ..|. ..|. ..|. ..|. ..|. ..|

| Medição de ângulo vertical (1ª vez) | Ortoscópico | [Valor de ângulo específico] | | | |

| Medição de ângulo vertical (1ª vez) | Reflexão | [Valor de ângulo específico] | | | |

|. ..|. ..|. ..|. ..|. ..|. ..|

| Medição da distância (1º ponto) | 1ª vez | [Valor de distância oblica] | | |

| Medição da distância (1º ponto) | 2º | [Valor de distância oblica] | | |

|. ..|. ..|. ..|. ..|. ..|. ..|

|Calibração constante | [Processo de cálculo e resultados] | | | |

|Calibração de constantes multiplicadas|[Processo de cálculo e resultados]| | | |

2. certificado de calibração: calibrar o instrumento completo qualificado, emitir um certificado de calibração. O conteúdo do certificado de calibração inclui informações básicas de toda a estação (nome, modelo, número, fábrica, etc.), base de calibração, condições ambientais de calibração, equipamento de calibração, itens e resultados de calibração, data de calibração, assinatura do pessoal de calibração, selo da unidade de calibração, etc. Os resultados da calibração devem indicar claramente os valores de medição, os valores de erro de cada item de calibração e a conclusão de que os requisitos das características de medição estão em conformidade. O formato do certificado de calibração pode ser referenciado ao modelo padrão do certificado de calibração metrológica relevante.

3. relatório de calibração: calibrar todo o aparelho não qualificado, emitir um relatório de calibração. O relatório deve detalhar os itens inadequados e os resultados da medição, analisar as causas de inadequação, como danos nos componentes ópticos do instrumento, falhas nos componentes eletrônicos, soltura de peças mecânicas, etc., e fazer as recomendações de tratamento correspondentes, como reparação, substituição de peças, recalibração, etc. O formato de relatório de calibração pode ser desenvolvido de acordo com a situação real e deve conter informações básicas de toda a estação, uma visão geral da situação de calibração, projetos não qualificados e análises, recomendações de processamento e outros conteúdos.

Intervalo de tempo de recuperação

Normalmente, o intervalo de tempo de recuperação de toda a estação é geralmente de 1 ano. Em condições de uso normais, a calibração é realizada uma vez por ano para garantir a precisão e confiabilidade da medição de toda a estação.

2. Situações especiais

• Frequência de uso: se todo o aparelho é usado com muita frequência, como para vários projetos de medição por dia ou operação contínua em grandes construções de engenharia, o intervalo de recuperação pode ser adequadamente reduzido, recomendado para 6 meses. O uso frequente pode acelerar o desgaste dos componentes mecânicos do instrumento, envelhecer os componentes eletrônicos, afetar a precisão da medição e exigir calibração mais frequente.

• Ambiente de uso: toda a estação está em ambientes difíceis, como alta temperatura, alta umidade, forte campo magnético, poeira e outros ambientes, deve encurtar o intervalo de tempo de recuperação, geralmente de 3 a 6 meses. Ambientes adversos podem ter um impacto negativo nas propriedades ópticas, eletrônicas e mecânicas do instrumento, aumentando o risco de erros de medição.

• Condição do equipamento: toda a estação deve ser calibrada imediatamente após a manutenção ou substituição de componentes críticos (por exemplo, cabeça de medição de distância, codificador angular, placa-mãe, etc.). O intervalo de recuperação subsequente pode ser determinado com base na reavaliação da estabilidade e utilização do equipamento após a manutenção.