[發(fā)明專利]一種溫度形變自補償?shù)臄?shù)顯長度基準裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010512927.9
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111692976B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設計）人: 顧永奇;袁忠;鄭元陽;王俊;劉辰;衛(wèi)靖;陸坤;鄭福斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院
• 主分類號: G01B11/04
• 分類號: G01B11/04;G01K7/16;G01K1/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 顧煒

1.一種溫度形變自補償?shù)臄?shù)顯長度基準裝置，其特征在于，包括：

基準尺、多個溫度采集探頭，數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)字顯示屏；所述的基準尺截面為偶數(shù)多邊形或圓形；尺體設有多個供儀器校準使用的靶標底座，為錐形孔或銷孔，同時在基準尺體設有間隔設置的N個用于放置溫度采集探頭的孔位；所述溫度采集探頭為電阻溫度傳感器，一端通過傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接，另一端安裝在基準尺探頭孔位中并確保與孔壁貼合；所述的數(shù)據(jù)處理模塊，將相鄰兩個溫度采集探頭之間采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為長度補償數(shù)據(jù)，從而獲得現(xiàn)場工況溫度下的基準尺在補償后實際長度，并顯示在數(shù)字顯示屏上；

該基準裝置使用前需在實驗室中進行標定，將N個溫度采集探頭安裝在孔位中，標定過程中溫度變化范圍需設置在0～35℃，通過溫度梯度變化依次進行基準標定，獲取不同溫度下的長度基準數(shù)據(jù)及各溫度變化區(qū)間內(nèi)的最佳熱膨脹比例系數(shù)；

所述的數(shù)據(jù)處理模塊將相鄰兩個溫度采集探頭之間采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為長度數(shù)據(jù)，從而獲得現(xiàn)場工況溫度下的基準尺在補償后實際長度，其轉(zhuǎn)換公式如下：

L=L₁^＇+L₂^＇+…L_i^＇

其中L為測量現(xiàn)場溫度下基準尺的實際長度，L₁^＇、L₂^＇、…L_i^＇為測量現(xiàn)場溫度下相鄰兩個溫度采集探頭之間長度，其數(shù)值由標定所得或由以下公式計算得出；

L_i^＇=L_i+?L_i, i=1、2、3....

其中L_i為20℃下相鄰兩個溫度采集探頭之間長度，?L_i為尺寸變化量；

其中為材料最佳熱膨脹比例系數(shù)，為第個溫度采集探頭所采集的溫度。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種溫度形變自補償?shù)臄?shù)顯長度基準裝置，其特征在于：

數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)溫度變化的不同，在記錄溫度數(shù)據(jù)的同時，根據(jù)轉(zhuǎn)換公式將基準長度數(shù)據(jù)顯示在數(shù)字顯示屏上，并且具備儲存功能，記錄相應數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種溫度形變自補償?shù)臄?shù)顯長度基準裝置，其特征在于：所述的基準尺材質(zhì)為銦鋼、石英。

4.一種利用權利要求1-3之一所述的數(shù)顯長度基準裝置校準激光跟蹤儀的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將溫度形變自補償數(shù)顯長度基準尺固定放置在測量現(xiàn)場，采用酒精對基準尺每個靶標底座進行擦拭，保持清潔并開機預熱；

步驟二：設置基準裝置數(shù)據(jù)處理模塊的相關參數(shù)及數(shù)據(jù)記錄方式，通過時間間隔依次記錄，或通過溫度變化依次記錄；當溫度變化穩(wěn)定后，數(shù)字顯示屏上所示數(shù)據(jù)即為此時基準尺各基準修正長度，即數(shù)顯長度基準數(shù)據(jù)；

步驟三：激光跟蹤儀開機預熱；當激光跟蹤儀預熱完成后，將靶標球放置在基準尺的不同靶標底座上，使用激光跟蹤儀，對激光跟蹤儀進行現(xiàn)場校準，依次采點，獲取多個長度基準數(shù)據(jù)；

步驟四：使用激光跟蹤儀測量獲得的長度基準數(shù)據(jù)，與數(shù)顯長度基準數(shù)據(jù)對比獲得激光跟蹤儀現(xiàn)場測量偏差，完成激光跟蹤儀現(xiàn)場校準，或通過激光跟蹤儀的補償功能修正儀器補償數(shù)據(jù)，完成激光跟蹤儀現(xiàn)場高精度的標定，從而減小因環(huán)境溫度變化而引起的基準長度變化對儀器現(xiàn)場校準和標定精度的影響，保障和提高現(xiàn)場測量精度。