JJF 2086-2023 地质罗盘仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2086—2023地质罗盘仪校准规范CalibrationSpecificationforGeologicCompasses2023-10-12发布2024-04-12实施国家市场监督管理总局发布地质罗盘仪校准规范CalibrationSpecificationforGeologicCompasses􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀧣􀧣􀧣􀧣JJF2086—2023归口单位:全国惯性技术计量技术委员会主要起草单位:上海市计量测试技术研究院中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所参加起草单位:哈尔滨光学仪器厂有限责任公司国家测绘地理局第一大地测量队广州计量检测技术研究院本规范委托全国惯性技术计量技术委员会负责解释JJF2086—2023本规范主要起草人:马建敏(上海市计量测试技术研究院)董雪明(中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)张小嫚(上海市计量测试技术研究院)参加起草人:刘祥慧(哈尔滨光学仪器厂有限责任公司)张泉喜(国家测绘地理局第一大地测量队)霍保华(国家测绘地理局第一大地测量队)魏纯(广州计量检测技术研究院)JJF2086—2023目录引言(Ⅱ)………………………………………………………………………………………1范围(1)……………………………………………………………………………………2引用文献(1)………………………………………………………………………………3概述(1)……………………………………………………………………………………4计量特性(2)………………………………………………………………………………5校准条件(3)………………………………………………………………………………5.1环境条件(3)……………………………………………………………………………5.2主要标准器及配套设备(3)……………………………………………………………6校准方法(3)………………………………………………………………………………6.1外观及各部分相互作用(3)……………………………………………………………6.2磁北方位角零位误差(4)………………………………………………………………6.3方位刻度盘示值误差(4)………………………………………………………………6.4方位角指向测量重复性(5)……………………………………………………………6.5阻尼作用下磁针从启动到静止所需时间(6)…………………………………………6.6倾斜角(坡度)水准长气泡零位及水准圆气泡零位(6)……………………………6.7倾斜角示值误差(6)……………………………………………………………………7校准结果的表达(8)………………………………………………………………………8复校时间间隔(8)…………………………………………………………………………附录A罗盘仪方位刻度示值误差测量不确定度评估示例(9)…………………………附录B罗盘仪倾斜角示值误差测量不确定度评估示例(11)……………………………附录C组合刻度盘示值校准方法(13)……………………………………………………附录D磁北方位角测量(14)………………………………………………………………附录E校准证书内页格式(15)……………………………………………………………ⅠJJF2086—2023引言JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成制定本规范的基础性系列规范。本规范参考了JJG103—2005《电子水平仪和合像水平仪》,JJF1915—2021《倾角仪校准规范》以及JJF1114—2004《光学、数显分度台校准规范》。本规范为首次发布。ⅡJJF2086—2023地质罗盘仪校准规范1范围本规范适用于方位角测量范围为0°~360°,示值误差为±0.5°;倾斜角测量范围为:-90°~90°,示值误差为±0.5°的地质罗盘仪的校准。2引用文献本规范引用下列文献:JJG103—2005电子水平仪和合像水平仪JJF1001—2011通用计量术语及定义JJF1059.1—2012测量不确定度评定与表示JJF1071—2010国家计量校准规范编写规则JJF1915—2021倾斜角仪校准规范JJF1114—2004光学、数显分度台校准规范3概述地质罗盘仪是一种结构紧凑、体积小、携带方便的袖珍地质、矿山测量仪器,是进行野外地质工作测量方位角和地面坡度(倾斜度)必不可少的测量工具,借助它可以草测(初步的快速的概略测量法)仪器定位点到目标的方位角,并粗测目标平面的俯仰角。可测定火成岩的各种构造要素,如:岩层层面、褶皱轴面、断层面、节理面等构造面的空间位置,矿体的产状等。也可用于民航机场地面风向测量、户外运动的方向定位、太阳能设备的安装调整。用于粗测方位角及倾斜角又称坡度角(y/x):地表单元陡缓程度,通常为坡面的垂直高度和水平方向的距离之比,该比值的反正切函数即为倾斜角α,tanα=yx用途的地质罗盘仪校准。仪器典型结构如图1所示。1JJF2086—20231—玻璃镜;2—底盘;3—水准圆气泡;4—方位角指示磁针;5—方位角刻度盘;6—折叠式瞄准器;7—观测孔;8—倾斜角刻度盘;9—倾斜角读数指示器;10—倾斜仪水准长气泡。图1地质罗盘仪示意图4计量特性4.1外观及各部分相互作用仪器面板透明保护罩完整,N极指针正常转动,确定没有影响其他校准计量特性的因素。4.2磁北方位角零位误差仪器N极指针指示方向与标准磁北方向(真北方位角+磁偏角)比较,方位角零位示值最大允许误差:±0.5°。4.3方位角度盘读数示值误差方位角刻度盘读数示值最大允许误差:±0.5°。4.4方位角指向测量重复性磁性物体靠近仪器,带动磁针偏转90°,然后移走磁性物体,或转台带动罗盘仪底座转动90°,磁针恢复指北停留位置的刻度读数测量重复性不超过0.5°。4.5阻尼作用下磁针从启动到静止所需时间快速拨动地质罗盘仪底座,沿方位角方向转动约90°(无正反方向要求),磁针恢复指北,由晃动至静止所需经历的时间为(30~60)s。2JJF2086—20234.6水准长气泡零位及水准圆气泡零位水准长气泡为控制仪器合页展开后测量坡度的侧立状态指示器,零位示值允许误差±2'。水准圆气泡为控制仪器刻度盘面水平的指示器,零位示值允许误差±3'。4.7倾斜角示值误差倾斜角示值的最大允许误差:±0.3°。注:校准工作不判断合格与否,上述计量特性要求仅供参考。5校准条件5.1环境条件实验室温度为(20±5)℃;相对湿度不大于75%,被检地质罗盘仪和检定器具在室内平衡温度时间不少于2h;实验室区域除了存在(0.5~0.6)Gs①的正常状态环境地磁以外,周边没有影响仪器正常工作的干扰磁场。①1Gs=10-4T。5.2主要标准器及配套设备(见表1)表1校准项目和校准设备序号校准项目校准设备1外观及各部分相互作用目测2磁北方位角零位误差磁北标准装置(或真北标准装置),最大允许误差:±0.1°(±6')3方位刻度盘示值误差万能工具显微镜及转台,最大允许误差:±0.05°(±3')4方位角指向测量重复性光学放大镜:10倍以上5阻尼作用下磁针从启动到静止所需时间秒表,最大允许误差:±0.05s6倾斜仪水准长气泡零位水准圆气泡零位合像水平仪最大允许误差±0.02mm/m,测量结果优于U=0.6',k=2的水平标准工作平台,平台平面度优于1级7倾斜角(坡度角)示值误差卧轴分度头,最大允许误差±0.05°(±3')6校准方法检查外观,确定没有影响校准计量特性的因素。6.1外观及各部分相互作用方位指针转动灵活,仪器表面防护玻璃罩完好,合页无松动现象。3JJF2086—20236.2磁北方位角零位误差采用磁北标准装置作为标准器,由于磁北方位角各地不同,量值等于真北方位角加当地磁偏角。磁北方位角装置复现的标准值最大允许误差:±0.1°(±6'),装置可采用多种形式:室内重锤吊线式方位基线装置、陀螺经纬仪标定的室内平面镜基线装置、室内平行光管基线装置、野外天文方位角基线装置,以及精度等级更高的其他形式装置。参考国家权威部门发布的各地磁偏角数据,进行大致磁偏角的正负值判断,然后通过具有经纬仪功能的地质罗盘仪对磁北标准装置所在现场的磁偏角进行精确标定。标定方法见附件C。磁北零位实测值作表2的记录。表2磁北零位实测值单位:(°)磁北标准装置复现的标准值Yi受校仪器示值Yj示值误差Δ=Yj-Yi6.3方位刻度盘示值误差方位角校准前,需调平转台平面,固定联接被校准仪器,将仪器指针轴心与转台旋转中心调至同心,并且调平罗盘仪水平气泡。转动转台,通过光学瞄准系统,分别对刻度盘刻线整数位置0.0°、15.0°、30.0°、45.0°、60.0°、75.0°、90.0°、105.0°、120.0°、135.0°、150.0°、165.0°、180.0°、195.0°、210.0°、225.0°、240.0°、255.0°、270.0°、285.0°、300.0°、315.0°、330.0°、345.0°分别读取转台转动角度的实测值。分别将各角度刻线对应的实测值作表3的记录。表3各角度刻线对应的实测值单位:(°)刻线示值X0(转台)实测值Xi示值误差Δ=X0-Xi0.0°15.0°30.0°45.0°60.0°75.0°90.0°105.0°120.0°135.0°150.0°4JJF2086—2023表3(续)单位:(°)刻线示值X0(转台)实测值Xi示值误差Δ=X0-Xi165.0°180.0°195.0°210.0°225.0°240.0°255.0°270.0°285.0°300.0°315.0°330.0°345.0°360.0°(0.0°)以上述方法依次测量出其余各校准点的示值误差,示值误差最大绝对值为测量结果:Δ=X0-Xi式中:X0———刻度名义值;Xi———刻度实测值;Δ———示值误差。方位角刻度盘示值的最大允许误差:±0.2°(±12')。6.4方位角指向测量重复性将转台带动罗盘仪底座转动90°,可观察到磁针恢复指向发生偏转(或永磁体靠近地质罗盘仪,带动磁针偏转90°,然后迅速移走永磁体)。当磁针经过往复晃动后,恢复指北稳定在原停留位置,示值测量重复性应≤0.5°。转台旋转90°同时带动仪器底座旋转(或采用外部永磁体引导磁针偏转90°),读取指针位置读数,反复上述过程测量10次。磁针方位角指向测量的重复性按下式进行计算。s=∑ni=1(xi-x)2n-1式中:s———磁针方位角指向测量的重复性;xi———磁针方位角指向第i次测量值;5JJF2086—2023x———磁针方位角指向10次测量的平均值;n———取10。6.5阻尼作用下磁针从启动到静止所需时间磁铁引导磁针偏转90°(或转台带动罗盘仪底座转动90°),磁针恢复指北,由晃动至静止所经历的时间,从磁针偏转晃动开始计时,至偏转往复偏移小于1/5格值结束计时,阻尼作用下磁针从启动到静止所需时间为(30~60)s。6.6倾斜角(坡度)水准长气泡零位及水准圆气泡零位配置1级水平标准工作台,水平台工作面的平面度≤0.003mm(工作面不允许有凸形),将水平仪(电子水平仪或合像水平仪)放置在平面工作台(亦可采用小角度倾斜仪工作台)上,通过调整支承螺钉,观测水平仪示值,将平台调至0°0'位置,水平仪标定的平台水平(倾斜度=0)测量结果优于U=0.6',k=2。将地质罗盘仪倾斜测量面放置在水平标准工作台上,转动长气泡指示器置零,读取倾斜指针的示值,由于水平标准值为零,故该示值即为倾斜角的零位示值误差。倾斜角零位允许误差要求为±2',即目视观察气泡距离左右边缘刻线在对称范围内。水准圆气泡零位校准,是为了确保地质罗盘仪方位角测量时,处于正常工作的位置状态,水准圆气泡零位允许误差要求为±3',