1.一種測斜儀綜合誤差測試裝置,其特征在于包括:測斜儀工況模擬裝置(1)、測頭滑動距離測量裝置(2)和傾角測量裝置(3),
所述測斜儀工況模擬裝置(1),用于容納測斜儀測頭(5),供其上下滑動模擬工作狀態(tài);
所述測頭滑動距離測量裝置(2),用于測量測斜儀測頭(5)的滑動距離;
傾角測量裝置(3),用于測量測斜儀測頭(5)的精確角度偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測斜儀綜合誤差測試裝置,其特征在于還包括平臺(4),所述測斜儀工況模擬裝置(1)固定在平臺(4)上,且傾角可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測斜儀綜合誤差測試裝置,其特征在于所述測斜儀工況模擬裝置(1)包括測試架(11)和提升裝置(12);所述測試架(11)的主體由帶導槽(111)的槽體(112)構(gòu)成,所述導槽(111)為測斜儀測頭(5)的導輪(51)提供滾動軌道;所述提升裝置(12)包括驅(qū)動裝置和連接裝置,所述驅(qū)動裝置通過連接裝置帶動測斜儀測頭(5)沿導槽(111)滑動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種測斜儀綜合誤差測試裝置,其特征在于:
所述測試架(11)還設(shè)有底板(13)和斜拉板筋(14);所述槽體(112)底端與底板(13)固定連接,頂端通過斜拉板筋(14)與底板(13)其它部位固定連接,形成三角支撐;所述底板(13)通過推拉螺栓(15)與所述平臺(4)活動連接;
所述驅(qū)動裝置包括步進電機(121)、聯(lián)軸器(122)、角接觸球軸承(123)、軸承套(124)和繞線軸(125),并依次連接;所述連接裝置包括鋼絲(126)和滑輪(127),所述鋼絲(126)一端與繞線軸(125)連接,另一端通過滑輪(127)與測斜儀測頭(5)連接;所述步進電機(121)帶動繞線軸(125)轉(zhuǎn)動,從而拉動鋼絲(126)并帶動測斜儀測頭(5)升降。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種測斜儀綜合誤差測試裝置,其特征在于所述測頭滑動距離測量裝置(2)為球柵數(shù)顯,包括球柵尺(21)和讀數(shù)頭(22),所述球柵尺(21)固定在測斜儀工況模擬裝置(1)上,所述讀數(shù)頭(22)固定在測斜儀測頭(5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種測斜儀綜合誤差測試裝置,其特征在于所述傾角測量裝置(3)包括準直儀(31)、五棱鏡(32)和反射鏡(33),
所述準直儀(31)是測量光源,發(fā)出的入射光經(jīng)五棱鏡(32)和反射鏡(33)反射回準直儀(31),通過測量反射光在準直儀(31)CCD上的坐標,從而給出測斜儀測頭(5)的精確角度偏移;
所述五棱鏡(32)安裝在所述槽體(112)底部,用于將入射光方向折轉(zhuǎn)90°,使入射光沿測斜儀測頭軸向向上;同樣將反射光方向折轉(zhuǎn)90°,使其進入準直儀(31);
所述反射鏡(33)安裝在測斜儀測頭(5)上,用于反射沿測斜儀測頭軸向向上的入射光;
所述準直儀(31)、五棱鏡(32)和反射鏡(33)都分別設(shè)有調(diào)節(jié)裝置,用于初始校正。
7.一種測斜儀綜合誤差測量方法,其特征在于包括以下步驟:
步驟1,將測斜儀測頭放置在帶有導槽的測斜儀工況模擬裝置中,調(diào)整測斜儀測頭的工作傾角處于位置A;
步驟2,控制測斜儀測頭沿導槽向上提升,通過測頭滑動距離測量裝置和傾角測量裝置測量并得到位置A下的基準累計位移值ΔAtotal;
步驟3,通過測斜儀測頭測量并得到位置A下的初測累計位移值Δ′Atotal;
步驟4,調(diào)整測斜儀測頭的工作傾角處于位置B;
步驟5,控制測斜儀測頭沿導槽向上提升,通過測頭滑動距離測量裝置和傾角測量裝置測量并得到位置B下的基準累計位移值ΔBtotal;
步驟6,通過測斜儀測頭測量并得到位置B下的累計位移值Δ′Btotal;
步驟7,根據(jù)步驟2、3、5、6得到的測量結(jié)果,計算得到測斜儀的綜合誤差E。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的種測斜儀綜合誤差測量方法,其特征在于在測斜儀測頭向上提升過程中,采用分段提升和測量;并對所述測斜儀測頭進行正反兩次測量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的種測斜儀綜合誤差測量方法,其特征在于在:
其中,L為測頭導輪間距基準,一般為500mm;θAi為A位置下傾角測量裝置給出的每個測量段的傾角,并且為正反兩次測量的平均值;N為測量段數(shù);
其中,LA1i為A位置下測斜儀正方向測量的位移讀數(shù);LA2i為A位置下測斜儀反方向測量的位移讀數(shù);
其中,θBi為B位置下傾角測量裝置給出的每個測量段的傾角,并且為正反兩次測量的平均值;
其中LB1i為B位置下測斜儀正方向測量的位移值;LB2i為B位置下測斜儀反方向測量的位移值;
則測孔(N×L)深度下的綜合誤差:
E=(Δ′total-Δtotal) (5)
其中,Δ'total=Δ'Btotal-Δ'Atotal,Δtotal=ΔBtotal-ΔAtotal。