全国的各级面角度计量标准和工作计量器具,都必须能直接或间接地溯源到多齿分度台计量基准。测量范围为360°,测量不确定度为
,
。1986年建立,保存于中国计量科学研究院。
多齿分度台计量基准装置定期代表中国最高计量水平参加国际比对以保证量值准确可靠,实现国际互认。中国多齿分度台计量基准的校准和测量能力(CMCs)参与由国际计量局(BIPM)主持下的国际范围内的国际比对,通过国家计量基标准之间的比对,在充分证明与国际计量量值等效一致的基础上,经过国际同行专家评审后被国际计量局承认,其结果公布在国际计量局(BIPM)网站国际比对数据库(KCDB)的附录中,得以实现与各国CMCs的互认。
由多齿分度台、专用比对棱体及光电自准直仪组成。装置见图。多齿分度台基准装置属于机械式高精度的圆分度仪器,整套基准装置通过以一组适当的、准确并稳定的常角分别与多面棱体在整圆周范围按顺序进行闭合的、独立的比较测量,以消去常角偏差的影响,并按最小二乘法原理等权确定各工作角偏差。
多齿分度台基准装置示意图
装置主要特点:多齿分度台在上下两齿盘的相互啮合中,由于齿的啮合平均效应作用,可获得极高的分度精度;多面棱体结构简单,使用方便,各相邻工作面法线间夹角的名义值相同,工作角偏差稳定;光电自准直仪采用CCD双轴测量方式,可精确测定微小角度偏差。三者配合使用,经圆周封闭原理误差分离,即可实现高精度面角度量值复现。
测量时,被测面角度标准器安装在多齿分度台上随多齿盘运动,由光电自准直仪瞄准其上固定的多面棱体的工作面,由多齿分度台旋转标准角度定位,通过光电自准直仪测得被测面角度标准器的转动角度与多齿分度台的标准角度的偏差,来获得高精度的角度偏差。在测量过程中,按照圆周误差封闭原则,进行误差分离,从而获得准确度极高的角度偏差值。基准、标准和工作计量器具之间的传递方法有比对、排列互比、常角组合、直接测量和多位置测量等五种。
多齿分度台基准装置用于面角度的计量及溯源,可测量各种面角度标准器和测角仪器的静态参数及经纬仪等多种角度计量仪器的水平方向的分度误差。多齿分度台基准能够为多个行业提供技术支持,如为先进制造行业中高精度数控机床、地球测绘领域的大地测量、建筑测绘等提供技术保障。在先进制造业中,为精密加工设备仪器提供计量溯源服务,如为风电加工业中价值千万的高精度数控机床提供精密转台校准技术支持,解决了由于精密转台分度误差过大造成高精度零部件加工批量作废的问题;在测绘领域,为高精度测量仪器全站仪、经纬仪提供角度量值溯源服务,保证了地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测的准确性;在惯性导航领域,为陀螺仪等惯导装置提供方位角溯源服务。陀螺仪作为精密测试仪器,能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准,其角度测量不准确将直接导致施工和精确制导的失败。