随着电子技术的不断发展，数显式角度测量仪器不断涌现。数显式角度测量仪器具有体积小巧、携带方便、测量快速、准确度高、读数方便等诸多优点，因此在建筑、工业质量检测等领域得到了越来越广泛的应用。由于数显式角度测量仪器属于电子类产品，随着使用时间的增加，其内部元件可能出现老化，其外部结构也可能出现损坏、磨损，从而使仪器所测值失准。为了确保数显式角度测量仪器的准确性，需定期对其进行仪器校准。目前对数显类角度测量仪器的仪器校准没有相关仪器校准规范，一般参照JJG 33-2002《角度尺》检定规程进行仪器校准。该方法具有测量角度值单一，效率低下，且仪器校准结果易受人为因素的影响，因此，亟需设计出一种操作方便、仪器校准准确度高的数显式角度仪校准装置。

1 数显式角度仪校准装置的测量原理

1.1 传统仪器校准方法的测量原理

传统仪器校准方法采用 7 块标准角度块组，分别对数显角度仪器在 15°10′、30°20′、45°30′、50°、60°40′、75°50′、90°七个角度进行仪器校准。仪器校准时，将标准角度块放置于大理石平板上，被测数显角度仪器放置在标准角度块上，读取被测仪器的读数。

将读数结果和标准角度块的值进行对比，从而得出数显式角度仪的角度偏差（图 1）。

采用角度块进行仪器校准，测量值受角度块的数量限制，测量的角度值有限，不能比较在非标准值处角度仪的准确性；此外，角度块需要一直切换，仪器校准效率偏低；且受人员操作方式影响大，误差不容易控制；时间长了标准角度块容易磨损。

1.2 角度仪校准装置的测量原理

数显式角度仪校准装置结构如图2 所示。由于齿轮传动系统具有传动效率高、传动比稳定、寿命长、工作可靠性高、可以实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间传动等优点，因此该装置采用齿轮结构，分别连接粗调旋钮、微调旋钮和角度编码器及被校仪器。粗调旋钮用于对仪器校准角度值进行初步调整，粗调完毕后即可进行微调，以达到所需仪器校准角度的标准值。同时选用高准确度角度编码器，它可将被测角位移直接转化成数字信号送入控制器处理，示值误差可控制在±2′之内。在本装置中，将角度编码器安装于被校仪器同一轴上，以保证测量准确度的一致性，减小测量误差。

仪器校准时，通过粗调和微调旋钮带动齿轮传动系统转动，从而带动编码器计数，并将角度编码器旋转产生的信号送至人机交互设备。人机交互设备显示出仪器校准装置旋转角度的当前数值，根据其显示的示值不断调整粗调和微调旋钮，直至达到仪器校准所需标准角度。同时固定于夹具上的被校数显式角度仪器也随齿轮传动系统转动，当人机交互设备显示的角度值与仪器校准所需的标准角度一致时，即可读取被校仪器的当前示值，该示值即为被校仪器在所需仪器校准的标准角度时的示值。通过两者数据的对比，可以准确测量出数显式角度仪器的示值误差。

1.3 实验数据比较

下面以实例进行验证。仪器校准时，先将被校数显式角度仪通过夹具固定在该套仪器校准设备上，对数显式角度仪和仪器校准装置进行调零。为了与采用标准角度块仪器校准的结果进行比较，利用粗调和微调旋钮也将其调整至 15°10′，30°20′，45°30′，50°，60°40′，75°50′，90°七个角度上，并记录所测结果。

将两种方法得到的仪器校准结果进行对比，结果如表 1。通过数据对比可知，不管是采用角度块进行仪器校准还是采用角度仪校准装置进行仪器校准，其仪器校准结果具有高度一致性，说明该数显式角度仪校准装置稳定可靠，测量准确度高，可以替代标准角度块用于数显式角度类仪器的校准。

3 结语

角度仪的准确性关系到设备的准确性，对角度仪的检定也就终决定了产品的质量，因此检定装置的效率和质量也终会影响相关产品的生产率和质量。该装置能显著提高检测效率，能够为企业提供更好的支撑。该装置将进一步完善，以期实现更好的性能。