浅谈电子水平仪零位误差的检定与调整

浅谈电子水平仪零位误差的检定与调整

任航 邢睆睆 刘莎

西安北方光电科技防务有限公司 陕西西安 710043

摘要：针对电子水平仪零位误差的检定与调整，参照《电子水平仪和合像水平仪检定规程》JJG103-2005，结合仪器具体使用说明，浅谈电子水平仪零位误差的检定校准与操作过程中遇见的实际问题，简述零位误差检定的意义与仪器后续的维护保养。

关键词：电子水平仪,计量特性,零位误差，检定方法

1 引言

随着自动化和传感器技术的发展，水平仪从过去简单的水泡水平仪发展到现在的电子水平仪，并且已经成为许多领域不可或缺的测量工具。水平仪是一种测量小角度的常用量具，主要用于测量物体相对水平面的倾斜角度，也可以用来测量两个部件的平行度、导轨的直线度和工作面的平面度。近年来，随着高精度电子水平仪的出现，电子水平仪的应用领域更加广泛。本文所引以为例的WL/AL数字水平仪采用高灵敏度电容式传感器，是由单片机作为控制器的高精度计量型产品，广泛应用于产品的平面度、直线度检测及精密机床、加工中心、三坐标测量机等安装和调整。同时测量数据可直接输入至计算机，配合测量软件对产品的平面度、直线度进行自动测量，并输出打印计算结果及图形。但是电子水平仪因各种原因可能发生工作状态的变化，因此对电子水平仪进行定期的计量检定与调整是非常有必要的，无论是保证工业生产的质量还是科学研究都很有意义。

本文以WL/AL数字水平仪为例，简述电子水平仪的零位调整，然后依据《电子水平仪和合像水平仪检定规程》JJG103-2005对电子水平仪的零位误差检定作进一步详细解述。

2 电子水平仪的结构

电子水平仪（以下简称仪器）是测量被测物体倾斜方位和倾斜角度的电子传感器，WL/AL数字水平仪采用高灵敏度电容式传感器，是由单片机作为控制器的高精度计量型产品。其形式如图1所示。

1—触摸式控制面板；2—液晶显示屏；3—可拆卸手柄；

4—电源开关；5—电池仓；6—测量底座；7—壳体

图1 电子水平仪

3 零位的定义

电子水平仪的零位，是指在无外力作用下，仪器内部传感器处于平衡状态时，显示界面所指示的基准位置。在理想的情况下，当电子水平仪放置在完全水平的基面上时，其显示应指向零位。

4 零位误差产生的原因

运输、放置、震动、温度、磨损以及黏胶老化等因素都会造成水平仪零位的不准确，因而在使用前应进行水平仪零位示值误差的正确性检查。在实验室检定校准的过程中，也是先检查零位正确性，再进行下一步校准工作。

5 零位误差的检定与调整

5.1 检定环境及条件

1）检定电子水平仪时，检定条件应满足表1的要求。

表1 检定环境条件

2）检定环境的湿度不大于75%。

3）检定前，被检水平仪放在室内平衡温度时间应不少于4h。

4）检定时，无明显震动和气流干扰。

▶ 当环境条件达不到上述要求时，仪器可能出现跳数现象。

▶ 使用过程中若要经常变换工作环境，请预留足够长的温度平衡时间。

▶ 仪器显示数字超出±1999，则显示数字不停的跳动闪烁，表示超出测量范围，可以通过置相对零位的方法使其正常显示。

5.2 零位误差的检定与调整

1）仪器零位误差的检定，应在调整了绝对零位后进行，此时仪器的显示值为工作面相对绝对水平的偏移量；

2）检定时，电子水平仪应调至最小量程档，将水平仪放置于大致处于水平的平板上，使水平仪底工作面的长边与短边紧靠定位块，待示值稳定后，读取读数 ，再将水平仪调转180°仍置于原位，读取读数，则水平仪的平工作面为基准面的零位误差按式（1）计算：

                                （1）

▶ 当通过以上步骤发现与数值均很大，则此时应为平板不平，可通过调整仪器的微调，反复调整，使与尽量无限接近，也可借助平板的微小调整来辅助完成，或平板与仪器同时调整来解决。当与已调整至最接近状态，即可计算最终零位误差。

6 零位检定的重要性

零位检定是对电子水平仪进行初始状态校准的过程，可以确保测量精度，零位误差是影响电子水平仪测量精度的关键因素之一，通过对电子水平仪进行零位检定，可以消除初始状态下的误差，提高测量精度；保障使用安全，在某些应用场景中，电子水平仪的测量结果直接关系到生产制造质量与人员安全，零位检定可以确保设备在使用前达到最佳状态，减少因误差导致的质量与安全问题；延长设备寿命，定期对电子水平仪进行零位检定，可以及时发现并修正设备存在的问题，避免因长时间使用导致的性能退化，延长设备使用寿命。

5 结语

    电子水平仪作为一种重要的测量工具，在各个领域都发挥着重要作用。正确的零位检定校准是确保电子水平仪测量准确性和可靠性的关键步骤之一。在使用过程中，应严格按照说明书和操作规范进行校准，并定期检查和维护仪器，以保证其正常工作和使用寿命。

参考文献

[1] 电子水平仪使用说明书.

[2] JJG 103—2005《电子水平仪和合像水平仪》.

[3] 计量技术基础.原子能出版社.

作者简介：任航 女 1992年10月出生 工程师 计量检测