水准仪视准线误差测量不确定度的评定

　　水准仪是以仪器的水平视准线作为基准线，进行平面点之间高差测量的光学仪器，它广泛应用于大地水准测量、地震测量、水利测量、建筑及大型精密机械安装等。

　　水准仪按其结构原理分为水准管水准仪、自动安平水准仪和应用光电数码技术使水准测量数据采集、处理、存储自动化的数字水准仪。

　　水准仪视准线误差即仪器望远镜视准轴与准水平线或仪器的长水泡在铅垂面上投影的平行度误差(i角)，通过被测水准仪与标准平行光管直接比较而获得。水准仪视准线误差是水准仪的一项最关键技术指标，因此可以用来评估该项误差测量的不确定度。

　　1 概述

　　1.1测量依据

　　本测量根据国家质量监督检验检疫总局2003年发布的JJG 425—2003水准仪检定规程[1- 2]中第6.3.10条目关于视准线误差(i角)的规定进行。

　　1.2环境条件

　　检定水准仪一般在室内常温下进行，被检仪器在检定前应在检定环境中放置2 h，以使被检仪器与环境温度一致。对DS05， DSZ05等高精度仪器进行检定时，环境温度变化不超过1.0 ℃/h。

　　1.3检验仪的计量标准

　　笔者使用精密水准仪经纬仪综合检验仪(JSJ-II型)，该检验仪主要由一个带有自动补偿装置的平行光管及四维工作台组成，能自动给出标准偏差σ<0.5″的准水平线，能给出2 m～∞范围内连续可调的目标，精度高，稳定性好。

　　1.4被测对象

　　被测水准仪的分类见表1。

　　1.5测量方法

　　在室温条件下，将被校水准仪固定在水准仪经纬仪综合检验仪(JSJ-II型)上，精确整平，并调焦至无穷远位置，照准主光管，比较被校水准仪与标准检定装置水平准线，通过转动平行光管测微器使其重合，在测微器上直接读出视准线误差(i角)值。

　　1.6评定结果的使用

　　符合上述条件的测量结果，一般可直接使用，作为该不确定度的评估结果。

　　2i角测量数学模型

式中， i为被测水准仪的水平视准线误差(i角); iL为标准水平准线误差; iH为被测水准仪望远镜分划板横丝与标准水平准线横丝之差，可通过平行光管的测微器或其分划板上的分划值直接测出。

　　3 不确定度传播率

　　各输入量相互独立，均不相关，可以得到以下关系式

式中， c₁和c₂均为灵敏系数; uc为合成标准不确定度; u为扩展不确定度[3- 6]。

　　4 标准不确定度评定

　　4.1基准光管水平准线误差引入的标准不确定度

　　分量u(iL)该项不确定度主要来源于基准光管水准误差的不确定度，采用B类标准不确定度评定，