基于三点支承的仪器调平

　　1　引　　言

　　仪器设备的水平是保证正常进行测试工作的基本条件,仪器设备工作平面的水平的调整一般是通过调整仪器设备的点上的调节螺钉或可调支座来完成的。由于调整不同的支撑点,对其工作平面各点的水平改变是不一样的,因此调整试验设备的各支撑点,将会相互影响和干扰,使调整工作易出现反复[1～3]。不少仪器设备的工作平面与支撑点所形成的平面大小和位置不相同,这给仪器设备水平的调整带来了一定的困难。本文就此进行一些探讨。

　　2　仪器设备调平分析

　　2.1　调平模型

　　仪器设备基座多为矩形,支撑点一般为三个[1]。现以平板调平为例分析,来建立调平模型,ABCD为一平板,A,B,E为三个支撑点,如图1所示。当调整A点,平板工作平面上各点高度的变化,其实质是平板工作平面沿着以B和E两支撑点连线为轴转动,工作平面以BE两点连线为界,两边高度的变化相反,支撑点B、E点类推。

　　2.2　基于支撑点建立调平坐标系

　　经过分析支撑点的调整及对整个工作平面上各点的影响可知,调整某支撑点时对工作平面上各点的影响大小与该点距旋转轴的距离有关,为了反映工作平面上各点在调整时高度的变化,从A,B,E点分别作BE,AE,AB连线的垂线交于F,G,L,调整A,B,E点时,把坐标系经过平移和旋转后,分别把坐标的原点移到F,G,L点,这样调整某支撑点时,工作平面上某个点的高度增量就与该点的X坐标值有关系,如图1。

　　2.3　测量平面上各点的计算

　　根据几何关系及坐标系的平移和旋转可以得到调整三个支撑点工作平面上某点的高度增量

　　为了了解调整支点引起工作平面上的高度增量相互干涉的现象,把工作平面分为ΔBCE、ΔBEA、ΔAED三个区域。三个支点ABE按顺序升高(+)或降低(-)调整,列在第一行,引起工作平面上三个区域的高(+)低(-)的高度增量分别列在第二、三、四行,见表1。

　　在表中按列看,在调整三个支点时,三个区域的高度增量的符号,有些相同,有些相反,E点调整与三个区域同向。

　　由上述分析可知,恰当的确定调整点,就可以避免盲目调整,排除高度增量相互干扰或相互抵消的现象,提高调整的效率和准确性。

　　3　仪器设备调平计算

　　仪器设备调整时,先分析工作平面上测量的水平数据,确定其最大(高)和最小(低)值及其在平板的位置,然后根据(1)式及上述图表,选择能够调整最大和最小值所在位置的一个或多个支撑点进行调整。可以给出最大(高)和最小(低)点的需要的高度增量ΔhXi,计算出调整点所需要的调整量±ΔhA或±ΔhB、±ΔhE,以此调整量调整支撑点,获得需要的水平度。但是不少仪器设备的测量平面与支撑平面大小、形状不相同、不平行,此时调整支撑点引起的高度增量的计算不能直接用(1)式进行计算,需要进行具体的分析。