CN118347375A - 一种用于高精度水平度测量的游标高度尺及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高精度水平度测量的游标高度尺及其测量方法，包括尺身、游标、水平泡、安装座、第一垂直度调节装置、第二垂直度调节装置；尺身上设置有长度刻度；尺身竖直设置；测头设置在尺身的底部，用于在测量时候贴紧测量点；游标可滑动的套装在尺身上；水平泡安装在尺身的顶部；安装座置于测量面上；第一垂直度调节装置和第二垂直度调节装置均安装在安装座上并用于尺身两个方向垂直度的调节。本申请中，通过第一垂直度调节装置、第二垂直度调节装置及水平泡的配合可以完成对尺身的水平度调节，尺身的测头置于底部并贴紧测量点，最后通过水准仪配合测量水平度时，通过游标进行读数将测量精度从毫米级提高到0.01毫米。

Description

一种用于高精度水平度测量的游标高度尺及其测量方法

技术领域

本发明涉及一种测量工具技术领域，尤其涉及一种用于高精度水平度测量的游标高度尺及其测量方法。

背景技术

在水轮发电机组的安装过程中对机组的水平度要求非常高，一般水平度要求不大于0.02mm/m。由于水轮发电机组件的尺寸都比较大如座环、底环、顶盖；常规的高精度水平度测量仪器(框式水平仪、合像水平仪等)均难以测量大尺寸组件的水平度；采用水准仪配合塔尺测量只能读取到毫米，毫米以后的数据只能估读，测量误差大，对于高要求的加工面的测量达不到水平度测量的要求。

因此，需要研发出一种用于高精度水平度测量的游标高度尺及其测量方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种用于高精度水平度测量的游标高度尺及其测量方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于高精度水平度测量的游标高度尺，包括：

尺身；尺身上设置有长度刻度；尺身竖直设置；测头设置在尺身的底部，用于在测量时候贴紧测量点；

游标；游标可滑动的套装在尺身上；

水平泡；水平泡安装在尺身的顶部；

安装座；安装座置于测量面上；

第一垂直度调节装置；

第二垂直度调节装置；第一垂直度调节装置和第二垂直度调节装置均安装在安装座上并用于尺身两个方向垂直度的调节。

用于高精度水平度测量的游标高度尺的测量方法，包括以下步骤：

S1、将水准仪安平于可观测到游标高度尺的高度，并将水准仪架设在工件的多个测量点的中部；

S2、放置游标高度尺至第一个测量点，下压尺身使测头贴紧测量点，然后让磁性底座吸紧工件；

S3、通过分别调整两个第一调节螺栓和两个第二调节螺栓的旋入和旋出调整尺身垂直度；调整过程中观察水平泡直至气泡固定在正中即完成尺身的垂直度调整；

S4、初调游标的标记线到略高于水准仪十字丝水平线的上方，在水准仪观测者指挥下，缓慢调整游标使游标的标记线与水准仪十字丝水平线重合，此时游标的读数即为该点水准仪的读数；

S5、重复步骤S2-S4，测量出工件各测量点的读数，计算各测量点之间的读数差值获得各测点的高差，用高差除以测点之间的距离，计算出工件的水平度。

本申请中，通过第一垂直度调节装置、第二垂直度调节装置及水平泡的配合可以完成对尺身的水平度调节，尺身的测头置于底部并贴紧测量点，最后通过水准仪配合测量水平度时，通过游标进行读数将测量精度从毫米级提高到0.01毫米。

附图说明

图1为本申请的结构示意图一；

图2为本申请的结构示意图二；

图3为本申请中第一弹簧片的安装结构示意图；

图4为本申请中第二弹簧片的安装结构示意图；

图5为本申请中磁性底座的内部结构示意图；

图6为本申请中工作状态的结构示意图；

图7为本申请通过水准仪观察尺身和游标的示意图；

图中：1、尺身；2、游标；3、安装座；4、微调装置；5、锁定螺钉；6、水平泡；7、磁性开关；8、第一调节螺栓；9、测头；10、第一弹簧片；11、第二调节螺栓；12、第二弹簧片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1-2所示，一种用于高精度水平度测量的游标高度尺，包括：

尺身1；尺身1上设置有长度刻度；尺身1竖直设置；测头9设置在尺身1的底部，用于在测量时候贴紧测量点；

游标2；游标2可滑动的套装在尺身1上；

水平泡6；水平泡6安装在尺身1的顶部；

安装座3；安装座3置于测量面上；尺身1安装在安装座3上；

第一垂直度调节装置；

第二垂直度调节装置；第一垂直度调节装置和第二垂直度调节装置均安装在安装座3上并用于尺身1两个方向垂直度的调节。

在实际的使用过程中，水平泡6垂直安装于尺身1用于检查尺身1垂直度，水平泡6可以替换为更为精确的水平测量仪器。

在游标2上还设置有微调游标2高度的微调装置4；另外还设置有锁定螺钉5，锁定螺钉5用于锁定微调装置4和游标2防止移动。尺身1、游标2、微调装置4、锁定螺钉5的组合结构可以选择为TESA品牌的型号为00510821游标2卡尺，此结构为现有技术，在此不做此结构的工作原理赘述。

如图1-3所示，安装座3为磁性底座。磁性底座附带有磁性开关7。磁性底座可以选择为FISSO品牌的型号为XS-13.50磁性底座。磁性开关7的设置便于整个便于游标高度尺在测量面吸附和移动。

如图3所示，安装座3包括固定部和连接部，连接部的高度小于固定部高度，固定部的下端面置于测量面上，连接部的一端与固定部一侧壁连接，连接部的下端面与测量面之间具备间隙。通过在连接部的下部镂空的结构设计，便于观察测头9和测量面或测量点的连接情况。

如图3-5所示，连接部上设置有竖直的通孔，尺身1穿过通孔设置，第一垂直度调节装置和第二垂直度调节装置均安装在连接部内且作用端作用于尺身1上。

如图3-5所示，第一垂直度调节装置和第二垂直度调节装置用于尺身1两个方向垂直度的调节，其中两个方向相互垂直。

如图3-5所示，第一垂直度调节装置包括两个第一调节螺栓8、第一弹簧片10；第二垂直度调节装置包括两个第二调节螺栓11、第二弹簧片12；两个第一调节螺栓8竖向并排设置，对应地在连接部上设置有两个第一螺孔，第一调节螺栓8旋入并穿过第一螺孔后与尺身1的第一侧面连接，第一弹簧片10置于尺身1的第二侧面与连接部的通孔的内侧壁之间，第一侧面和第二侧面为相对的两个侧面；两个第二调节螺栓11竖向并排设置；对应地在连接部上设置有两个第二螺孔，第二调节螺栓11旋入并穿过第二螺孔后与尺身1的第三侧面连接，第二弹簧片12置于尺身1的第四侧面与连接部的通孔的内侧壁之间，第三侧面和第四侧面为相对的两个侧面。通过两个第一调节螺栓8旋进和旋出配合可调整尺身1左右垂直度，通过两个第二调节螺栓11旋进和旋出配合可调整尺身1前后垂直度。

如图3所示，测头9为尖端结构，这样的结构设计可以减少与测量点的接触面积，提高测量精度。

如图6-7所示，用于高精度水平度测量的游标高度尺的测量方法，包括以下步骤：

(1)将水准仪安平于可观测到游标高度尺的高度，为减小测量误差将水准仪架设在各测量点的中部，座环、底环等圆形组件可将水准仪架设在圆心位置。

(2)放置游标高度尺到1号测量点，下压尺身使测头贴紧测量点，然后打开磁性开关让磁性底座吸紧工件。

(3)通过调节螺栓调整尺身垂直度；如尺身往右侧和后方倾斜可以进行以下调整，上端第二调节螺栓旋出下端第二调节螺栓旋进，上端第一调节螺栓旋出下端第一调节螺栓旋进，调整过程中观察水平泡直至气泡固定在正中即完成尺身1垂直度的调整。

(4)初调游标标记线到略高于水准仪十字丝水平线的上方，拧紧微调装置的锁定螺钉，在水准仪观测者指挥下，缓慢调整微调装置使游标标记线与水准仪十字丝水平线重合，此时游标的读数即为该点水准仪的读数。

(5)重复步骤S2-S4，测量出工件各测量点的读数，各测量点之间的读数差值即为各测点的高差，高差除以测点之间的距离，从而计算出工件的水平度。例如：某机组底环直径L为6548mm,用该游标高度尺测得直径上两个测点读数，其+y测点读数a1为21.85mm，对称方向即-y测点读数a2为21.57mm.由此可以计算出底环y方向水平度为:(a1-a2)/L＝(21.85-21.57)mm/6.548m＝0.04mm/m，按此方法测量多个对称方向的数据，就能计算出该底环各个方向的水平度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于高精度水平度测量的游标高度尺，其特征在于，包括：

尺身；尺身上设置有长度刻度；尺身竖直设置；测头设置在尺身的底部，用于在测量时候贴紧测量点；

游标；游标可滑动的套装在尺身上；

水平泡；水平泡安装在尺身的顶部；

安装座；安装座置于测量面上；

第一垂直度调节装置；

第二垂直度调节装置；第一垂直度调节装置和第二垂直度调节装置均安装在安装座上并用于尺身两个方向垂直度的调节。

2.根据权利要求1所述的一种用于高精度水平度测量的游标高度尺，其特征在于，安装座为磁性底座。

3.根据权利要求1所述的一种用于高精度水平度测量的游标高度尺，其特征在于，安装座包括固定部和连接部，连接部的高度小于固定部高度，固定部的下端面置于测量面上，连接部的一端与固定部一侧壁连接，连接部的下端面与测量面之间具备间隙。

4.根据权利要求3所述的一种用于高精度水平度测量的游标高度尺，其特征在于，连接部上设置有竖直的通孔，尺身穿过通孔设置，第一垂直度调节装置和第二垂直度调节装置均安装在连接部内且作用端作用于尺身上。

5.根据权利要求4所述的一种用于高精度水平度测量的游标高度尺，其特征在于，第一垂直度调节装置和第二垂直度调节装置用于尺身两个方向垂直度的调节，其中两个方向相互垂直。

6.根据权利要求4所述的一种用于高精度水平度测量的游标高度尺，其特征在于，第一垂直度调节装置包括至少两个的第一调节螺栓、第一弹簧片；第二垂直度调节装置包括至少两个的第二调节螺栓、第二弹簧片；至少两个的第一调节螺栓竖向并排设置，对应地在连接部上设置有至少两个的第一螺孔，第一调节螺栓旋入并穿过第一螺孔后与尺身的第一侧面连接，第一弹簧片置于尺身的第二侧面与连接部的通孔的内侧壁之间，第一侧面和第二侧面为相对的两个侧面；至少两个的第二调节螺栓竖向并排设置；对应地在连接部上设置有至少两个的第二螺孔，第二调节螺栓旋入并穿过第二螺孔后与尺身的第三侧面连接，第二弹簧片置于尺身的第四侧面与连接部的通孔的内侧壁之间，第三侧面和第四侧面为相对的两个侧面。

7.根据权利要求1所述的一种用于高精度水平度测量的游标高度尺，其特征在于，测头为尖端结构。

8.根据权利要求1-7任一项所述的用于高精度水平度测量的游标高度尺的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将水准仪安平于可观测到游标高度尺的高度，并将水准仪架设在工件的多个测量点的中部；

S2、放置游标高度尺至第一个测量点，下压尺身使测头贴紧测量点，然后让磁性底座吸紧工件；

S3、通过分别调整两个第一调节螺栓和两个第二调节螺栓的旋入和旋出调整尺身垂直度；调整过程中观察水平泡直至气泡固定在正中即完成尺身的垂直度调整；

S4、初调游标的标记线到略高于水准仪十字丝水平线的上方，在水准仪观测者指挥下，缓慢调整游标使游标的标记线与水准仪十字丝水平线重合，此时游标的读数即为该点水准仪的读数；

S5、重复步骤S2-S4，测量出工件各测量点的读数，计算各测量点之间的读数差值获得各测点的高差，用高差除以测点之间的距离，计算出工件的水平度。