[发明专利]水管倾斜仪整机检测系统及其方法

权利要求书

1.一种水管倾斜仪整机检测系统，其特征在于：

包括被检测对象——水管倾斜仪，水管倾斜仪包括第1钵体(10)、第2钵体(20)、连通水管(30)和标定器(40)，第1钵体(10)、标定器(40)和第2钵体(20)依次通过连通水管(30)连通构成水管倾斜仪整机；

设置有微位移系统(50)、控制器(60)和第1、2、3干涉仪系统(70、80、90)；

其位置和连接关系是：

微位移系统(50)的第1、2、3微位移平台(51、52、53)均放置在地面上，相互保持水平；

第1钵体(10)的第1水缸(11)置于第1微位移平台(51)上，标定器(40)的标定水缸(41)置于第2微位移平台(52)上，第2钵体(20)的第2水缸(21)置于第3微位移平台(53)上；

标定器(40)的标定水缸(41)安装在第1钵体(10)的第1水缸(11)和第2钵体(20)的第2水缸(21)之间，通过连通水管(30)相互连通；

第1、2、3干涉仪系统(70、80、90)的反射镜（7D）分别放置在第1、2、3微位移平台(51、52、53)上方；

控制器(60)分别与第1、2、3微位移平台(51、52、53)的压电陶瓷(5B)，标定器(40)的标定棒(42)和第1、2、3干涉仪系统(70、80、90)连接；

所述的第1干涉仪系统(70)、第2干涉仪系统(80)和第3干涉仪系统(90)结构相同；

第1干涉仪系统(70)包括干涉仪支架(7A)、干涉仪(7B)、干涉镜(7C)、反射镜(7D)、干涉镜支架(7E)；

其位置和连接关系是：

干涉仪支架(7A)固定在地面上，干涉仪(7B)放置在干涉仪支架(7A)上，干涉镜支架(7E)固定安装在第1微位移平台(51)左侧的地面上，干涉镜(7C)放置在干涉镜支架(7E)上，干涉仪(7B)与干涉镜(7C)高度相同，反射镜(7D)固定在第1微位移平台(51)上，干涉镜(7C)与反射镜(7D)上下对准；

所述的微位移系统(50)包括结构相同的第1微位移平台(51)、第2微位移平台(52)和第3微位移平台(53)；

第1微位移平台(51)上放置第1钵体(10)和第1干涉仪系统(70)的反射镜(7D)；

第2微位移平台(52)上放置标定器(40)和第2干涉仪系统(80)的反射镜(7D)；

第3微位移平台(53)上放置第2钵体(20)和第3干涉仪系统(90)的反射镜(7D)；

每个微位移平台包括直线导轨(5A)、压电陶瓷(5B)和支撑平台(5C)；在支撑平台(5C)的上、下圆形铟钢板外沿之间均布连接有3根直线导轨(5A)，在支撑平台(5C)的上、下圆形铟钢板中心连接有压电陶瓷(5B)。

2.基于权利要求1所述的一种水管倾斜仪整机检测系统的检测方法，其特征在于：

①在仪器工作范围内选择任一测点，待仪器稳定后，依次单向调节压电陶瓷驱动的微位移平台微位移3次，使钵体水位产生变化，每次变化增量为1/2×0.0002，记录仪器输出读数，计算分辨力；

②利用水管仪自校准装置，给微位移系统(50)的压电陶瓷发出指令，控制标定装置的标定棒向上或向下移动，记录钵体水位变化的数采记录水管仪校准过程的输出数值，以干涉仪记录的平台高度变化ΔH作为标准值，计算水管仪的单端灵敏度；

③在直接量程范围内，微调微位移系统(50)的压电陶瓷(5B)或标定器(40)的标定棒(42)产生位移，按满度值的10％间隔变化，读取输出电压并计算倾斜变化量y_i，计算水管仪的线性度误差；

④仪器整机置于微位移系统(50)上，通过压电陶瓷(5B)给微位移系统(50)加一个垂直向的微动信号，激光干涉仪(7B)记录微位移系统(50)位移并折算倾斜量，高速数据采集器记录倾斜仪在阶跃信号作用下的响应曲线，拟合计算出仪器的等效传递函数；由传递函数可得高端截止频率，即仪器的频带宽度。