[发明专利]一种条码式水准标尺检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种条码式水准标尺检测系统，由固定桥式三坐标测量机、平面反射镜、电子水准仪三部分组成；其特征在于：

a、所述固定桥式三坐标测量机具备固定龙门框架、工作台运动的结构，工作台与底座之间由空气静压轴承支撑，工作台水平，能够支撑条码水准标尺；

b、所述平面反射镜为矩形光学玻璃平面抛光为基板、第一反射面反射，固定于龙门框架上，与电子水准仪水平准线成45°角；

c、所述电子水准仪为被检条码水准标尺的配套水准仪，电子水准仪的中心竖轴线与条码水准标尺测量中心线的延长线正交。

2.如权利要求1所述的一种条码式水准标尺检测系统，其特征在于：测量中电子水准仪与被测条码水准标尺的测量视距不变，仅被测条码水准标尺运动。

3.一种条码式水准标尺检测方法，采用如权利要求1或2所述的检测系统实现，其特征在于，包括电子水准仪置中调整法及测量方法；所述电子水准仪置中调整法，包括如下步骤：

（a）、将条码水准标尺安置在工作台上，以固定桥式三坐标测量机测头测量并调整条码水准标尺中轴线与固定桥式三坐标测量机测量轴平行；

（b）、在条码水准标尺一端架设电子水准仪，调整至水平状态，并大致将电子水准仪中心竖轴线置于条码水准标尺中轴线附近；

（c）、以电子水准仪的视距功能观测，分别瞄准条码水准标尺影像两端对称位置，测量水准仪与条码水准标尺的视距l₁、l₂，如果l₁≠l₂，调整电子水准仪位置，再次读取距离，经反复调整，期间可微调平面反射镜在保证与电子水准仪水平准线成45°角的前提下左右偏转，直到l₁、l₂逐渐接近并相等，此时电子水准仪置中，其中心竖轴线与条码尺中轴线正交；

所述测量方法如下：启动固定桥式三坐标测量机，将支撑条码水准标尺的工作台移动到测量范围的近/远端，在电子水准仪中呈现条码尺的低/高位影像，电子水准仪按条码编码规则显示该值，分别记录该示值和作为标准长度的坐标测量机对应示值；然后工作台按要求的间隔运动，将电子水准仪通过平面反射镜对标尺不同间隔位置条码图像解码得到标尺位置的由低/高到高/低的“高度”值，分别与固定桥式三坐标测量机运动工作台光栅尺的读数产生的标准长度比较，从而实现对条码水准标尺进行精密测量。

4.如权利要求3所述的一种条码式水准标尺检测方法，其特征在于，还包括对测量所得数据的处理方法：以固定桥式三坐标测量机的标准长度作横坐标，电子水准仪读取的条码水准标尺长度作纵坐标，依据不同测量数列作图，拟合出最小二乘直线，直线斜率确定为条码水准标尺米间隔长度平均值的补偿因子。

5.如权利要求4所述的一种条码式水准标尺检测方法，其特征在于，所述数据处理方法还包括分段叠加最小二乘法，分段叠加最小二乘法包括如下步骤：

（1）、当固定桥式三坐标测量机测量范围小于条码水准标尺测量范围时，采用分段检测覆盖条码水准标尺全部测量范围，后一段的起点是前段的最末一点；

（2）、后一段数据列由电子水准仪读出该段相应的各点数值，坐标测量机产生的标准长度值与前一段最末一点标准长度的代数和叠加组成，最后对全部条码水准标尺检测数据、标准长度的二维数据列采用最小二乘法进行线性拟合，获得拟合直线斜率值作为该尺每米真长的补偿因子。

6.如权利要求5所述的一种条码式水准标尺检测方法，其特征在于，步骤（1）中当坐标测量机测量范围小于条码水准标尺测量范围时，可采用正置反立像法、反置正立像法或其组合进行分段测量，后一段的起点是前段的最末一点，直至检测覆盖待测水准标尺的有效长度。