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一、测量方法(依据JJG703-1990《光电测距仪》)
本测量方法采用的是平台法，在长度大于受检仪器精测尺长的长形导轨平台上放置一根基线尺，将仪器和反射棱镜分别整平对中，从平台上基线尺的零点开始观测并保持照准视线不变，反射棱镜由近及远移动，每次移动的距离为仪器精测尺长的1/20，取5次观测读数平均值作为各位置的测定距离值Di(点号i=1～20)，最后经计算即可求知受检仪器的周期误差振幅(下称A值)。
二、数学模型
依据JJG703-1990《光电测距仪》检定规程，全站仪(测距仪)周期误差振幅由下式计算:
式中:A-——周期误差振幅；Di——仪器测定距离值；
——仪器与基线尺起点间距离；n——观测反射棱镜的点数，n=20；di——第i点相对起点反射棱镜移动的距离；U——受检仪器精测尺长；i——反射棱镜移动的点位号，i=1～20。
三、方差和传播系数
考虑到各输入量估计值彼此独立
依
由(1)式～(4)式得:
四、标准不确定度一览表
五、计算分量标准不确定度
1.由基线尺起点距离值
近似误差估算的周期误差振幅不确定度分量u1
经过传播系数c1=0的推算，基线尺起点距离值
近似误差对周期误差振幅的解算无影响，即u1=
2.由反射棱镜移动量理论值误差估算的周期误差振幅不确定度分量u2
(1)由铟瓦带尺的测量不确定度给出的棱镜移动量不确定度分量u1(d)
根据规程JJG741—1991《标准钢卷尺》，本铟瓦带尺的扩展不确定度为:
覆盖因子k=3，自由度v1(d)=∞，铟瓦带尺的长度为10m，故其标准不确定度为:
u1(d)=U/3=0.018mm
(2)由铟瓦带尺的膨胀系数误差估算的棱镜移动量不确定度分量u2(d)
铟瓦尺材料其温度线膨胀系数接近于0，故由膨胀系数误差估算的不确定度分量可忽略。
(3)由环境温度误差估算的棱镜移动量不确定度分量u3(d)
实验室温度对参考温度20℃的偏离值可忽略，故由温度误差△t估算的不确定度分量可忽略。
(4)由拉力偏差估算的棱镜移动量不确定度分量u4(d)
由拉力引起的偏差为:
Δ=L×103×△p/(EF)
式中:L——铟瓦带尺长度10m；Δp——拉力偏差，本拉力砝码Δp≤0.1N，偏差很小；E——弹性模量，E=2×105N/mm2；F——铟瓦带尺的横截面积。
该尺的横截面宽度为16mm，厚度为0.3mm，则:
F=4.8mm2
Δ=1.1×10-4L=1.1×10-3mm
据上面的计算数据可知，由拉力偏差引起的不确定度分量为:
u4(d)≈0
(5)由铟瓦带尺的刻划误差估算的棱镜移动量不确定度分量u5(d)
本铟瓦带尺定期送计量院标定，其各点的刻划误差可由计量院的标定数据予以修正，故刻划误差引起的不确定度分量为:
u5(d)=0
由本节2.(1)～2.(5)得:
3.由仪器距离观测值误差估算的周期误差振幅不确定度分量u3
(1)由棱镜对中误差估算的仪器距离观测值不确定度分量u1(D)
根据检验平台的结构设计，其读数系统最小格值为0.1mm，估读误差限为±0.01mm，对分布区间半宽0.01mm估算为均匀分布，故其标准不确定度为:
估算其相对不确定度为20%，则
v1(D)=12
(2)由最小读数修约误差估算的仪器距离观测值不确定度分量u2(D)
据有关资料，全站仪测距系统标准测量最小读数一般为1mm，测距修约最大可能误差为±0.5mm。按均匀分布，故
估算其相对不确定度为20%，则
v2(D)=12
(3)由带尺主线误差估算的仪器距离观测值不确定度分量u3(D)
带尺主线误差是指仪器光轴与带尺方向间夹角引起的测距误差，本周期检验平台平直度优于5×10-5，由此引起的铟瓦带尺主线误差可忽略不计，故其不确定度分量:
u3(D)=0
(4)由平台直线度误差估算的仪器距离观测值不确定度分量u4(D)
本周期检验平台直线度误差可忽略不计，故其不确定度分量:
u4(D)=0
(5)由平台与仪器墩高差估算的仪器距离观测值不确定度分量u5(D)
依国家计量检定规程《光电测距仪》，平台与仪器墩的高差不大于2mm，经计算由此引起的误差可忽略不计，故其不确定度分量:
u5(D)=0
由本节3.(1)～3.(5)得:
u(D)=0.29mm
依韦尔奇—萨特思韦公式得:
v3=12
六、合成标准不确定度
通过以上分析可知:
uc(A)≈u3=0.092mm
且veff=12
七、扩展不确定度
在置信概率p=95%时，覆盖因子k=2.18，全站仪“周期误差振幅”测量结果的扩展不确定度为:
U95=2.18×0.092mm=0.2mm
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更多>2019-03-28
