測量儀
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測量儀范文第1篇
關鍵字：相位測量儀；低頻；相位差；信號
Abstract: The introduction of the design of simple low frequency digital phase measurement system principle of design, the main calculation method, system hardware and software design, performance test data the results. The system is based on phase a voltage converter with voltage frequency conversion of such a mechanism is developed. The experimental results of the testing data show that, the design is simple and feasible, the novel utility, have promotion application value.
Keywords: phase measuring instrument; low frequency; phase difference; signal
中圖分類號：P204文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）06-0020-02
一、設計的原理說明
本系統的低頻相位測量儀是模擬信號和數字信號混合系統，是基于相位-電壓轉換與電壓一頻率轉換這樣一個機理研制而成.關鍵性的問題是最高測量頻率相位差的精度問題，尤其在最高頻率是 20 kHz的時候，達到較高的測量精度比較難，目前各種側相差的方法都具有局限性，主要是受 CPU的工作速度、A/D,D/A的轉換速度和有限的位數影響.此方法電路簡單，適合波形穩定性不理想的低頻電路測量精度要求，信號端和 CPU安全隔離利用鎖相環技術組成相位測量儀軟硬件調試都比較麻煩，過零計數式線性插值相位差計通過對時間的計數測量來實現測相差，軟件占用 CPU時間過多，較高精度難以實現.與以上兩種方法不同的相位一電壓轉換式相位差計是一個傳統的數字式相位差計，其工作原理為:硬件電路將相位差轉換為時間，再將時間轉換為電壓，通過電壓測量實現相位測量.此方法易于實現，但需較大改進:用與非門代替傳統的鑒相器，用壓頻轉換器和光電隔離電路代替傳統的濾波、平滑電路、運算放大器、A/D轉換器.受前邊鎖相的方法和線性插值方法的啟發，綜合考慮采用圖 1所示的用與非門和壓頻轉換的改進電路.
采用字符型LCD, LED同時顯示.雖然這種方案不能像點陣式方案可顯示漢字，但 LCD也可用英文顯示較為清晰的提示和數字，配上 LED顯示完全滿足本設計的要求，其軟件編程相對于點陣式LCD也簡單得多，其價格也比較合理.用LCD和LED相結合的多變量顯示，鍵盤方面采用矩陣鍵盤，其程序和硬件實現都容易.
二、 原理框圖及說明
CPLD電路描述：首先經過掃描P11控制74257（2選1）電路，選擇測頻還是測相，如果為高 電平則測頻，利用單片機產生10次中斷產生的秒信號，即在1 s中信號的脈沖數，其中計數器是由6個74193搭成的24位計數器，經鎖存器鎖存，等待單片機讀出；如果為低電平則測相。測相時先調用了測頻的程序但并不顯示，而是存起來待用，然后給D觸發器清零，否則得到的異或值不同，如圖3所示。a′,b′經過異或生成相位信號并發出中斷請求，與8 MHz的時基信號相與所產生的脈沖由計數器計數，然后把所計的數送入鎖存器鎖存，等待單片機讀數。
數字相位測量儀的檢測部分如圖 1所示.相位差測量系統主要由輸人通道、相差一電壓轉換的與非門、D觸發器擴相識別、UIF轉換及光電隔離等組成 數字相位測量儀采用過零觸發平均檢相、相位一電壓轉換與電壓一頻率轉換這樣一個原理進行相位測試.被測相角的兩個信號各 自分別通過相同的電壓跟隨器，經過限幅放大器形成方波送到與非門進行比相，與非門輸出后的直流分量正比于兩信號過零的時間差，因此也正比于相位角.與非門只能測量 01-180*相位，180'-360'相位與00--180。相位同值，是周期性重復.采用D觸發器識別技術，準確判斷大于等于1800還是小于180".若大于等于 1800,D觸發器輸出高電平;若小于1800,D觸發器輸出低電平 用口P3. 3由程序讀人判定.圖 2畫出基準波形和被測波形經脈沖整形后，D觸發器以上兩種情況的輸出波形.
從原理上講，只要時間夠，可以實現任意精度要求的相位差的測量，主要原因是把相差變成電壓，電壓再變成頻率信號的過程不受信號采集有限
位數的限制，僅僅是頻率采集時間進行延長就可以解決問題，如果 16位的記數器精度不夠，還可以擴展為 32位、64位或更多，在最高頻率下，使測量位差的精度達到0.001乃至更小.該系統共有兩個對稱的輸人通道，其電路完全相同，其中每一通道均包含直接禍合的電壓跟隨器、電壓比較器.同時將輸入信號波形從頂部和底部切掉同樣的數量，得到非常對稱而且精確的方波.電壓跟隨器主要功能是提高輸人阻抗，電壓比較器和電平轉換變正弦波為方波并限定輸出幅度不超過 5v電平.由通道輸出信號經相應的整形，輸出為前后沿較小的方波再送至與非門和壓頻轉換電路.檢相的與非門輸出的脈沖寬度信號，進人壓頻轉換部分變成頻率數字量送至單片機的記數器，由四位數碼管顯示出相位差.
三、 電路圖及原理說明
將相位差 再轉換為脈寬T、的電壓方波
當具有相位差G=的兩個信號u, (t)和u2 (t)分別通過兩個相同的電壓跟隨器、脈沖比較器整形后變為方波 U 】和UM.然后分別經過電平轉換電路，得到兩個對應被測信號過零瞬間的脈沖Us,與Uax.與非電路被這兩組脈沖上沿所觸發 ，并產生對應這兩個過零瞬間相位差的方脈沖Us，方波寬度為T .將T、轉換為U。脈寬為幾的方波經濾波網絡取平均值，若濾波時間常數足夠大，在電路穩定后有
式中，U,為濾波器輸人，即鑒相器輸出的方脈沖T為信號周期;U。為濾波器輸出直流電壓
將（1）代入式中
由此可見，只要與非電路輸出方波脈沖U。幅度足夠穩定不變，則相位差SP=正比于直流輸出電壓Uo，再經U/F轉換器，使相位差為3600時對應輸出最高頻率，從而可以直接按度數刻度。
用線性插值計算非標準精細點的相位差
通過標準點的相位差實現對非標準精細點的相位差計算.被測相位差的兩個同頻信號u1(t),u2(t)分別從數據采集板的兩個指定通道進人，并分別采樣后變為時間序列 U1n，U2n。n=1，2，3……用軟件進行線性插值，由標準點序列值求非標準精細點值.信號u1(t)連續三個為tz11,tz12,tz13 信號，信號周期T計算確定為
式中tz11,tz12，為信號 u1(t)的第 3、第 1個過零點;tz23 ,tz21為信號u1(t)的第3,第1個過零點.
時間差TX 的計算為
相位差為
低頻相位測量儀是模擬信號和數字信號混合系統，關鍵性的問題是最高測量頻率相位差的精度問題.硬件設計要求和具有新穎、簡單、實用的特點，采用的方法是用與非門和D觸發器識別技術代替傳統的鑒相器，用壓頻轉換器和光電隔離電路代替傳統的濾波、平滑、運放、A/D轉換電路 電路原理具有實現任意精度要求的可行性，只要串行計數時間延長，不受信號采集有限位數的限制 實驗結果的測試數據表明，該設計方案是正確的，達到和超過了主要技術指標要求.系統具有量程 自動切換、語音提示、輸人信號和 CPU光電隔離、LEDLCD同時多變量顯示、對數據的濾波和線性化處理、對輸人信號的抗擾穩零、系統測量自檢等特點.系統如圖 3所示，由一450 ^ +450RC移相電路、信號源、相位測量電路、光電隔離、8位 LED和 4 * 201-CD顯示、4.4陣列式小鍵盤、語音提示電路、自校驗電路、CPU、電源等部分組成.
四 、結論
本系統采用的方法是用與非門和 D觸發器識別技術代替傳統的鑒相器，用壓頻轉換器和光電隔離電路代替傳統的濾波、平滑、運放、A/D轉換電路 電路原理具有實現任意精度要求的可行性，只要串行計數時間延長，不受信號采集有限位數的限制.系統具有量程自動切換、輸人信號和CPU光電隔離、LED與LCD同時多變量顯示、對數據的濾波和線性化處理、對輸人信號的抗擾和穩零、系統測量自檢等特點.實驗結果的測試數據表明，該設計方案簡單可行、新穎實用，有推廣應價值。
五、參考文獻
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測量儀范文第2篇
1 三坐標測量房間溫度、濕度要求
在工業生產領域，我們會經常的碰到這種各樣的問題，其中測量問題應該是最大的問題，因此人們為了能夠提高工業產品的精度，研發出了一些先進的測量工具，這些工業測量工具能夠有助于我們制造的工業產品更加符合標準，同時也是未來工業領域發展的必然要求。目前三坐標在工業生產中應用的范圍非常的廣泛，因為能夠解決高精度的幾何零件和曲面測量問題，同時在工業生產中一些比較復雜的零件也可以借助三坐標進行測量，同時還能夠進行接觸與非接觸的連續掃描，能夠在最大限度上提供最精準的數據。在國內三坐標品牌中，思瑞測量生產的三坐標已連續五年生產和銷量第一。
我們都知道高精尖的測量儀器，對于測量室的溫度、濕度要求比較高，因此我們在進行測量的時候，必須能夠保證測量室的溫度、適度符合相關的需求，只有這樣才能發揮測量儀器的最大功用。
首先，如果是溫度或者濕度與要求的值相差太大的話，可能直接影響測量的結果。目前三坐標測量儀使用的溫度一般控制在20℃±2℃，因此我們盡可能的保證我們測量室內的溫度控制在這個范圍內，這樣才能提高測量的精準度。
其次，濕度也要控制在50%±10%的范圍內。濕度如果太大，一方面影響測量的準確度，另一方面也能影響測量機的使用壽命，如果我們的測量室在南方，那么在夏季（即使在冬季），我們對于測量室內的濕度更應該進行嚴格的控制，需要抽濕機或者其它的除濕設備保證室內濕度符合規定范圍。濕度的增加也能夠直接銹蝕三坐標測量儀的某些關鍵核心部件，直接損害儀器。
濕度相比較溫度對于三坐標測量儀的影響會更大，因此必須將濕度控制在50%±10%的范圍內，避免濕度、溫度過高或者過低對于儀器產生影響，三坐標本身儀器的價格比較貴，最好能夠妥善的保護，最好能設立專門的測量室。
2 三坐標測量儀構成及功能簡介
工業現代化水平的不斷提高，要求必須有先進的儀器作為支撐，因為本身工業生產領域需要大量的測量工作，因此先進的測量儀器成為了關鍵性的工具，很多實力比較強的工業生產廠家，都有自己專門的測量部門，同時為了提高測量的精度和準確度，購買了大量的先進的測量儀器，目的就是能夠保證工業產品的質量，這里我們簡單介紹一種應用范圍比較廣泛的測量儀器——三坐標測量儀。
目前在工業測量領域發揮重大的作用，如：在汽車零部件測量、模具測量、齒輪測量、五金測量、電子測量、葉片測量、機械制造等方面均發揮了極為重要作用的儀器，那就是三坐標測量儀。在國內品牌中主要生產三坐標測量儀的廠家——思瑞測量，近年來生產和銷量排名連續五年第一。三坐標測量儀在測量方面發揮著重要的作用，它是怎樣構成的呢？這也是目前很多想了解此設備的人關注的問題。
三坐標測量儀的構成及功能如下：
1、工作臺（一般采用花崗石），用于擺放零件支撐橋架；工作臺放置零件時，一般要根據零件的形狀和檢測要求，選擇適合的夾具或支撐。要求零件固定要可靠，不使零件受外力變形或其位置發生變化。大零件可在工作臺上墊等高塊，小零件可以放在固定在工作臺上的方箱上固定后測量。
2、橋架，支撐Z 滑架，形成互相垂直的三軸；橋架是測量機的重要組成部分，由主、附腿和橫梁、滑架等組成。橋架的驅動部分和光柵基本都在主腿一側，附腿主要起輔助支撐的作用。滑架使橫梁與有平衡裝置的Z 軸連接；滑架連接橫梁和Z 軸，其上有兩軸的全部氣浮塊和光柵的讀數頭、分氣座。
3、導軌，具有精度要求的運動導向軌道，是測量基準。導軌是氣浮塊運動的軌道，是測量機的基準之一。壓縮空氣中的油和水及空氣中的灰塵會污染導軌，造成導軌道直線度誤差變大，使測量機的系統誤差增大，影響測量精度。要保持導軌道完好，避免對導軌磕碰，定期清潔導軌。
4、光柵系統（光柵、讀數頭、零位片），是測量基準。光柵系統是測量機的測長基準。光柵是刻有細密等距離刻線的金屬或玻璃，讀數頭使用光學的方法讀取這些刻線計算長度。另外在光柵尺座預置有溫度傳感器，便于有溫度補償功能的系統進行自動溫度補償。
測量儀范文第3篇
[關鍵詞]電子測量儀；船舶計量；構造；原理；應用
中圖分類號：R44 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）04-0328-01
近些年來，在船舶計量方面所采用的測量儀器發展迅速，尤其是以電子測量儀器為代表的計量設備在國外已經得到了大規模的推廣應用。而我國在這一方面的應用水平還相對較為滯后，完全無法滿足于快速發展的船舶計量需求。為了提高我國船舶計量管理的水平，我們不但要盡快加強對有關計量技術的學習，同時還應引入先進的電子測量儀器，盡快追趕上國際水平，以實現對企業效益的有效維護。
一、儀器構造及原理
本文就以美國霍尼韋爾公司（honeywell）所生產的HERMetic UTI2000 TOUCH電子測量儀器為例，詳細介紹了這一電子測量儀器的儀器構造及原理。這一測量儀器目前在船舶計量方面有著十分廣泛的應用，主要被用作于大型容器當中的液體空距、溫度和底水計量方面。其可借助于尺砣上的電子傳感探頭，依據聲波位于不同介質環境下傳播速度差異來實現對于液面的精確定位，同時通過超聲波的傳輸時間長短來就超聲傳感器和被測量介質之間的位高情況，具備一體化的測量效果，可實現智能化的自主校正，具備良好的測量精準性與穩定性。
（一）儀器構造
1、電子傳感探頭
這一部分內容就包括了導電性、溫度傳感設備、剩余空間、參考高度等內容，其還具備一項磁性開關，在將探棒伸入進儲油罐內實施測量作業之時在通過兩處位于存儲罐底端位置的磁鐵之時便可將探棒當中的電源開啟。
2、電子終端
此部分儀器就包括有指示燈、顯示屏、鍵盤、蜂鳴器、變壓器等。其作用價值主要是通過將由傳感器所獲取到的信號轉換成為蜂鳴器聲響，同時指示燈發出閃爍并將數值讀出并顯示。將所測量介質的溫度、穩定性、導電性及相關信息顯示于顯示屏之上。
3、存儲管
這一儀器主要是通過不銹鋼所進行制造的，在操作的過程當中可對傳感探頭發揮出較好的保護效果，在存儲管當中安裝了快速連接探頭，儀器設備能夠十分高效的被安裝至船艙計量口閥門位置，其上端安裝有頂蓋，能夠在不應用時對傳感探頭起到一定的固定及保護效果。
4、不銹鋼卷尺
不銹鋼尺是傳感探頭和顯示單元信號傳輸與地線連接的重要中間介質，在卷尺的兩面都印有一定的刻度值，其中一面為公制刻度另一面為英制刻度，在進行船舶計量時通過觀察其刻度數值便能夠準確的了解到反應點與讀數標識間的距離，卷尺讀數窗口具有明確的讀數指示與視窗刷；其中所預先設置的清潔器能夠有效的預防運輸介質被吸入外殼當中，在清潔器上設置了兩個開關按鍵，另外還有一個專門用作維護的工具。
（二）儀器原理
儀器傳感探頭即為不銹鋼管，在其末尾出封閉有PFA頭，主要是應用在對于高、低粘性液體的測量過程當中，其具體涵括有溫度傳感器、超聲波液位傳感器、導電電極等設備。能夠通過一次測量便可完成對于船艙以及儲藏罐體靜態容器空高液位、溫度、底水等四方面指標的測量。
儀器空距感應設備主要是采用兩項壓電陶瓷板以及電子電路所共同構成，在感測探頭一端被浸入至石油液體當中，接收器即可獲取到所發射出的超聲波信號，同時將其所測得的各類信號及編碼發送至接收器來引起蜂鳴器的持續聲響，進而便能夠實現對于空距的測量。通常在設備出廠之前已經對于傳感器進行了校對驗證，因此在投入應用之后的具體操作過程當中已經無需再對其空間與界面進行調節處理。
溫度傳感設備是由鉑電阻溫度檢測設備所構成的一種元器件，其更多的情況下是被安裝于溫度電極當中，為了能夠將測量反應時間盡可能的減短，在此電極當中便添加了一種導熱體，能夠將溫度檢測元器件所發出的信號轉換為數字信號，此傳感器電阻式溫度檢測器元件電阻值對于溫度特性曲線均會存儲于傳感器存儲器當中，且由于船舶發生偏移或是漂移等情況而產生出的誤差值均可通^安裝于傳感器探棒當中的微處理器來予以校對與補償，微處理器能夠將更多的數據信息予以串行化同時將之顯示于控制面板，將所測得的數據如實的顯示出來。此時若要對傳感器亦或是卷尺再進行更換也無需再次予以校對驗證。空距、溫度轉換和設定等相關操作均可借助于控制面板來實現。
在對介質界面進行檢測之時，主要是利用單個測量電極與接地電極間的導電性來對液面分界點進行測量，在儀器通過非導電液體空間進入至導電液體空間之時，傳感器導電電極和與之相關的電子電路編碼信號便會將蜂鳴器聲響從長時間的持續，轉變為中間存在一定間隔的聲音，進而便能夠完成對于介質界面的精確測量。
二、在船舶計量中的應用
（一）參考高度測量
在船艙計量口閥門處正確連接儀器，同時做好對地線的連接工作，卷尺清潔器應被設定為關閉狀態，開啟艙計量口閥門同時啟動電子測量儀，之后將不銹鋼尺的把手旋轉按鈕松開，持續放入到船艙罐體當中，促使傳感器能夠完全浸入到所要測量的介質當中，在傳感器觸碰到基準底板后，按下開啟按鍵，把儀器轉換為浸入與溫度存儲單元，其中“+”鍵能夠切換出儀器的浸入功能，在此過程之中偏移量往往采用毫米為單位而展示于顯示屏上，同時蜂鳴器每間隔2s鳴響1次。持續下放傳感器直至其觸及基準板蜂鳴器連續鳴響即可逐步將卷尺卷收直到蜂鳴聲完全停止，在此過程之中要做好對顯示高度的記錄工作。
（二）空高測量
使卷尺清潔器處于開啟位置，同時卷回直至蜂鳴器每間隔2s鳴響1次。而后關閉卷尺清潔器在傳感器和船艙儲罐當中的存儲介質發生接觸后，對蜂鳴器采取適當的控制措施將會即刻使其轉變為持續性的蜂鳴，此時應當位于反應處逐漸下放傳感器以確保能夠實現更加精確性的測量，相應的這時面板當中所標識出的數值即為剩余的空間高度。若儀器數值標識與剩余空間高度存在出入時，應當對讀數采取及時的更正處理。
（三）溫度測量
在對船舶存儲艙體空高完成了測量工作后，即可調整儀器至溫度測量處，依據空高測量數值來選取適宜的溫度測量點，將曲柄把手旋轉按鈕松離，持續下放卷尺促使傳感器可進入至規定液位高度，將傳感器在這一液面高度進行搖晃，以保障溫度探棒能夠逐漸測得附近介質的平均溫度。溫度對于介質穩定性的影響信息會交替顯示于儀器面板，在其所顯示的數值趨于穩定后便可進行讀取并予以記錄。
結束語
總而言之，在日常的工作實踐中，應用便攜式電子測量設備，不但具備先進的技術優勢，且其功能種類十分多樣，操作起來也十分便捷，同時還可極大的提高測量作業的安全性，有助于降低油耗及污染情況，可大幅度的提高計量工作的精確性，能夠同時實現對介質溫度、液位與底水的精確測量，在船舶計量方面作用價值巨大。
參考文獻
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測量儀范文第4篇
關鍵詞：測量儀器使用維護管理
中圖分類號：P204 文獻標識碼：A 文章編號：
1概述
測量儀器是我們施工單位從事生產的重要工具，每個工程從施工準備直至竣工的各個階段，都離不開測量工作，測量儀器在施工過程中發揮著極為重要的作用。測量儀器使用期限的長短，測量精度和使用效率的高低，一方面在于儀器本身的結構和性能，另一方面在于使用維護和管理。同一臺儀器，操作規范，維護得當，就可以防止儀器部件非正常磨損和事故的發生，保持儀器的測量精度，充分發揮其應有的效能。相反，不重視儀器的使用維護，就會加速儀器的磨損，加快儀器的劣化過程，甚至發生儀器事故。據粗略統計,我公司已有電子水準儀6臺、全站儀35臺、GPS接收機6套，全局水準儀220臺、全站儀300臺、GPS接收機55套，如果包括未達到固定資產申報值的水準儀、經緯儀，全局測量儀器已達1000余臺套，儀器購置費已是一筆很大的支出。多數施工現場對測量儀器的使用維護和管理重視不夠，儀器隨便亂放，在工地風吹日曬、粘滿灰塵，不知道清理，有的施工人員不知怎么拿儀器、怎么裝箱，有的摔壞或壓壞儀器，降低了測量精度和儀器的使用壽命，也造成不必要的損失，增加工程成本。如何使用維護和管理測量儀器不僅是測量人員的任務，而且也是各級管理部門應該共同關注的問題。本文將就如何正確的使用維護和管理測量儀器進行闡述，供大家參考。
2測量儀器的使用維護
正確的使用維護儀器，不僅能使儀器保持良好性能，防止和減少非正常磨損和突發性故障，而且是保證儀器完好狀態下,提供準確、可靠測量數據的關鍵，同時能使儀器發揮最大的效能，保障測量成果質量，提高工作效率，延長其使用壽命，降低生產成本，提高經濟效益。正確使用維護測量儀器，應當做好以下工作：
2.1培養合格的儀器操作人員
隨著科學技術的不斷發展，測繪儀器技術也發生了質的改變，現在施工現場所用的測量儀器大多是自動安平水準儀、電子水準儀、電子經緯儀、全站儀、GPS接收機等新型儀器。新型的儀器功能強大，結構精密復雜，各級管理部門應當加強儀器操作員的技術教育和素質教育，培養操作人員高度的責任心，使其既能熟練安全操作儀器，又能精心維護保養儀器。
2.2使用符合檢定標準的儀器
按照計量法的要求，測量儀器必須定期送法定計量檢定部門進行檢定，以評定儀器的性能和狀態。嚴禁使用未經檢驗和鑒定、校正不到出廠精度、超過鑒定周期，以及零配件缺損和示值難辯的儀器，新購儀器在使用前也要到國家法定計量檢定部門檢定。儀器鑒定時間不宜超過規定時間，以確保儀器的測量精度。
2.3測量儀器使用前進行常規檢查
外業測量中，操作環境不斷變化，工地灰塵、高溫、嚴寒、雨水等復雜惡劣的自然、氣候條件，運輸中車輛震動，都可能會對儀器造成損害，使儀器狀態發生變化。因此，測量儀器使用前應對儀器及其附件進行全面檢查，發現問題應立即提出。檢查的主要內容有：儀器有無碰撞傷痕、損壞，附件是否齊全、適用；各軸系轉動是否靈活，有無雜聲；各操作螺旋是否有效，校正螺絲有無松動或丟失；水準器氣泡是否穩定、有無裂紋；自動定平儀器的靈敏件是否有效；物鏡、目鏡有無磨痕，物像和十字絲是否清晰；經緯儀讀數系統的光路是否清晰；度盤和分微尺刻劃是否清楚、有無行差；儀器腳架是否牢固完好等。
2.4測量儀器操作中的維護
2.4.1儀器開箱、安置、入箱和遷站
儀器開箱前，應將儀器箱平放，嚴禁手提或懷抱著儀器開箱，以免在開箱時儀器落地損壞。開箱后應注意看清楚儀器在箱中安放的狀態，保證在用完后按原樣入箱。開始測量前，應先將腳架放穩，然后開箱取儀器。儀器從箱中取出前，應松開各制動螺旋，提取儀器時，用雙手握基座或支架，將儀器輕輕取出，不要提拿望遠鏡。儀器及所用部件取出后，應及時關閉箱蓋，以免灰塵進入箱內。儀器箱放在測站附近，箱上不許坐人。
安置儀器時，根據控制點所在位置，盡量選擇地勢平坦，施工干擾小而且安全的位置。儀器安置在三腳架上之前，應檢查三腳架的三個伸縮螺旋是否已旋緊。將儀器放在三腳架后，應隨即用連接螺旋將儀器連接在三腳架上，注意連接螺旋的松緊應適度，不可過松或過緊。從開箱取出儀器到將儀器固定在三腳架上，其間不要換人接儀器，誰從箱中取儀器誰來將儀器固定在三腳架上，儀器安置后必須有人看護，不得離開，避免發生意外事故。當在行人車輛眾多的道路上測量時，需有專人在旁保護儀器，注意提醒行人不要碰撞儀器，確保作業的安全。
觀測結束后，將腳螺旋和制動、微動各螺旋退回到正常位置（對于電子儀器先關閉電源），用軟布或毛刷將儀器上的灰塵擦掉。將儀器輕輕轉動一周，然后松開連接螺旋卸下儀器，雙手托持，按出箱時的位置放入原箱。蓋箱前應將各制動螺旋輕輕旋緊，檢查附件齊全后可輕合箱蓋，箱蓋吻合后上蓋、扣鎖，不可強力施壓以免損壞儀器。
觀測中的遷站應將儀器入箱搬站，若遷站距離短，儀器小、重量輕，儀器可連在三腳架上一起遷站。如水準儀搬站，可收攏三腳架抱在肋下，一手托住儀器，穩步前進，較長距離或高攀高差較大地區作業時，宜將儀器裝入箱中。
2.4.2測量儀器的操作
使用儀器時的錯誤操作可能會損壞儀器，操作儀器前，使用儀器前要認真閱讀儀器操作手冊，結合儀器了解儀器性能、基本構造和操作方法，從基本操作到高級操作，反復學習、總結，不熟悉儀器操作的人員不得盲目操作儀器。操作過程中應該注意對儀器、測量工具進行維護。
使用光電儀器時，一定要注意電源的類型（交流或直流），電壓與光電設備的額定電源是否一致。有極性要求的插頭和插座一定要正確接線，不得顛倒。使用干電池的設備，正負極不能裝反，新舊電池不要混合使用。使用激光儀器時，要有30～60分鐘的預熱時間。
避免溫度突變時使用儀器。比如冬天或夏天從室內將儀器拿到室外，儀器溫度與工作環境溫度有較大差距時，要等到儀器逐漸適應工作環境的溫度后再開始使用。溫差過大，會使全站儀的望遠鏡頭和棱鏡起霧，測程縮短，甚至使電子系統失靈。
全站儀、GPS等儀器嚴禁在開機狀態下插拔傳輸電纜、數據卡或者取出電池等操作，否則可能導致存儲數據丟失、電路短路等。電纜、插頭應保持清潔、干燥, 插頭如有污物,需進行清理。注意蓋好電源、數據接口保護蓋，防止灰塵、水等侵入儀器。
測量儀范文第5篇
（徐州工程學院，江蘇 徐州 221111）
【摘 要】介紹了一種體積測量儀，該測量儀可以在不接觸被測物體的情況下測量物體的體積。該測量儀首先對物體進行四次激光掃描獲得物體的點云數據，然后由計算機根據點云數據重建物體的三維模型，最后，由三維模型計算物體體積。
關鍵詞 激光掃描；三維重建；體積測量
0 前言
體積測量是生產、科研中常用的技術手段。對于規則物體，如長方體，圓柱體，球等可以直接測量和計算。對于不規則的物體無法直接通過直接測量來計算體積。通常通過間接的方法來測量，如基于阿基米德原理的排水法等。但是，對于容易損壞、具有吸水性或易與水發生化學反應的有毒有害物體，不能夠應用排水法來測量體積。
本文所述的測量儀是基于逆向工程的一種體積測量方法，該方法通過三維激光掃描技術重建物體的三維模型。三維激光掃描技術具有速度快，非接觸性，實時性精度高，自動化等特性[1]。本文介紹的體積測量儀可以在不接觸被測物體的情況下，通過重建被測物體的三維模型，間接的來測量被測物體的體積。本文著重介紹了用于物體三維重建的點云數據的獲取，物體的三維重建和體積計算可以直接由軟件完成。
1 系統原理
系統框圖如圖1所示，物體體積計算共需三步。首先，控制激光器對物體的四個面進行掃描，獲取物體的三維點云數據；然后，計算機根據掃描得到的三維點云數據重建物體的三維模型；最后，再由計算機根據重建的三維模型計算物體的體積。
本文使用的激光掃描系統是基于結構光法[2]，將一字形的激光照射到被測物體上形成光條紋，再由攝像頭獲取圖像信息，然后用軟件提取圖像中的光條紋信息，并對條紋中心進行提取，由此得到物體一個面的三維點云數據。使物體順時針旋轉90°并再次掃描，獲得物體第二個面的三維點云數據。重復上述步驟，直至獲得物體四個面的三維點云數據。
接下來用獲得的三維點云數據重建物體的三維模型。運用DAVID軟件由攝像頭傳送的圖像信息獲取三維點云信息，并實現物體的三維模型重建。DAVID是一種低成本桌面式三維激光掃描系統，其系統核心是處理軟件。
最后，運用Rhino軟件根據重建的三維模型，計算物體的體積。
2 系統實現
2.1 點云數據獲取
點云數據的獲取是通過攝像頭將激光掃描的圖像實時發送至計算機，由計算機對圖像進行處理獲得物體的三維點云數據。為了從二維的圖像中獲得物體的三維點云數據，首先要對攝像頭進行標定，攝像機的標定是研究二維圖像上的點與空間物體表面對應的某點的三維幾何位置的對應關系[3]，攝像頭的標定可以由DAVID軟件完成，獲得的標定參數用于求解三維點云數據。
標定完成之后，根據獲得的標定參數運用激光三角法求解三維點云數據[4]。通過控制旋轉臺和激光器的運動來實現對物體四個面的掃描。
圖像采集時，首先，按下掃描按鍵，MCU微處理器接收到命令后控制激光掃描模塊對物體進行掃描，攝像頭采集掃描信息，并將信息實時發送給計算機。然后，按下旋轉按鍵，MCU微處理器接收到命令后控制旋轉臺順時針旋轉90°，接下來重復上述步驟，直至激光器對被測物體進行四次掃描。并由攝像頭將四次掃描的圖像信息實時發送給計算機。
2.2 物體的三維重建與體積計算
計算機根據送至的圖像數據，使用DAVID軟件對圖像信息進行處理，獲得物體的三維重建模型，如圖2所示，左側為被測物體，右側為三維重建模型。
最后根據重建的三維模型，使用Rhino軟件求出模型的體積，從而間接求得被測物體的體積。
3 測量結果
接下來使用該體積測量儀和排水法分別測量被測物體的體積，結果見表1。V1為排水法測得的物體體積，V2為測量儀測得的物體體積。
從圖3可知，該測量儀的測量值均略大于排水法的測量值，主要原因是測試儀器為手工制作，制作精度較差，導致誤差較大。從圖4可知，總體上隨著被測物體體積的增加，相對誤差逐漸減小。
4 結論
本文介紹了一種不易接觸物體的體積測量儀，該測量儀能夠精確測量不易接觸物體的體積。使用該儀可以防止在測量過程中損壞被測物體。
參考文獻
［1］畢銀麗,齊禮帥,陳書琳,等.基于點云數據的株冠體積測量方法[J].科技導報,2013,31(27):31-36. DOI:10.3981/j.issn.1000-7857.2013.27.004.
［2］任卿,刁常宇,魯東明,等.基于結構光的文物三維重建[J].敦煌研究,2005(5):102-106. DOI:10.3969/j.issn.1000-4106.2005.05.022.
［3］付培.低成本三維激光掃描儀系統關鍵技術研究[D].哈爾濱工業大學,2010.
