隨著電子技術的不斷發展，數顯式角度測量儀器不斷涌現。數顯式角度測量儀器具有體積小巧、攜帶方便、測量快速、準確度高、讀數方便等諸多優點，因此在建筑、工業質量檢測等領域得到了越來越廣泛的應用。由于數顯式角度測量儀器屬于電子類產品，隨著使用時間的增加，其內部元件可能出現老化，其外部結構也可能出現損壞、磨損，從而使儀器所測值失準。為了確保數顯式角度測量儀器的準確性，需定期對其進行儀器校準。目前對數顯類角度測量儀器的儀器校準沒有相關儀器校準規范，一般參照JJG 33-2002《角度尺》檢定規程進行儀器校準。該方法具有測量角度值單一，效率低下，且儀器校準結果易受人為因素的影響，因此，亟需設計出一種操作方便、儀器校準準確度高的數顯式角度儀校準裝置。

1 數顯式角度儀校準裝置的測量原理

1.1 傳統儀器校準方法的測量原理

傳統儀器校準方法采用 7 塊標準角度塊組，分別對數顯角度儀器在 15°10′、30°20′、45°30′、50°、60°40′、75°50′、90°七個角度進行儀器校準。儀器校準時，將標準角度塊放置于大理石平板上，被測數顯角度儀器放置在標準角度塊上，讀取被測儀器的讀數。

將讀數結果和標準角度塊的值進行對比，從而得出數顯式角度儀的角度偏差（圖 1）。

采用角度塊進行儀器校準，測量值受角度塊的數量限制，測量的角度值有限，不能比較在非標準值處角度儀的準確性；此外，角度塊需要一直切換，儀器校準效率偏低；且受人員操作方式影響大，誤差不容易控制；時間長了標準角度塊容易磨損。

1.2 角度儀校準裝置的測量原理

數顯式角度儀校準裝置結構如圖2 所示。由于齒輪傳動系統具有傳動效率高、傳動比穩定、壽命長、工作可靠性高、可以實現平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間傳動等優點，因此該裝置采用齒輪結構，分別連接粗調旋鈕、微調旋鈕和角度編碼器及被校儀器。粗調旋鈕用于對儀器校準角度值進行初步調整，粗調完畢后即可進行微調，以達到所需儀器校準角度的標準值。同時選用高準確度角度編碼器，它可將被測角位移直接轉化成數字信號送入控制器處理，示值誤差可控制在±2′之內。在本裝置中，將角度編碼器安裝于被校儀器同一軸上，以保證測量準確度的一致性，減小測量誤差。

儀器校準時，通過粗調和微調旋鈕帶動齒輪傳動系統轉動，從而帶動編碼器計數，并將角度編碼器旋轉產生的信號送至人機交互設備。人機交互設備顯示出儀器校準裝置旋轉角度的當前數值，根據其顯示的示值不斷調整粗調和微調旋鈕，直至達到儀器校準所需標準角度。同時固定于夾具上的被校數顯式角度儀器也隨齒輪傳動系統轉動，當人機交互設備顯示的角度值與儀器校準所需的標準角度一致時，即可讀取被校儀器的當前示值，該示值即為被校儀器在所需儀器校準的標準角度時的示值。通過兩者數據的對比，可以準確測量出數顯式角度儀器的示值誤差。

1.3 實驗數據比較

下面以實例進行驗證。儀器校準時，先將被校數顯式角度儀通過夾具固定在該套儀器校準設備上，對數顯式角度儀和儀器校準裝置進行調零。為了與采用標準角度塊儀器校準的結果進行比較，利用粗調和微調旋鈕也將其調整至 15°10′，30°20′，45°30′，50°，60°40′，75°50′，90°七個角度上，并記錄所測結果。

將兩種方法得到的儀器校準結果進行對比，結果如表 1。通過數據對比可知，不管是采用角度塊進行儀器校準還是采用角度儀校準裝置進行儀器校準，其儀器校準結果具有高度一致性，說明該數顯式角度儀校準裝置穩定可靠，測量準確度高，可以替代標準角度塊用于數顯式角度類儀器的校準。

3 結語

角度儀的準確性關系到設備的準確性，對角度儀的檢定也就終決定了產品的質量，因此檢定裝置的效率和質量也終會影響相關產品的生產率和質量。該裝置能顯著提高檢測效率，能夠為企業提供更好的支撐。該裝置將進一步完善，以期實現更好的性能。