第七讲角的测量方法
水平角的测量方法
一、测回法
1．测回法的观测方法（测回法适用于观测两个方向之间的单角）
如图3-9所示，设O为测站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA 与OB两方向之间的水平角β，具体施测步骤如下。
（1）在测站点O安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。
（2）将仪器置于盘左位置，转动照准部，先瞄准左目标A，读取水平度盘读数a L，设读数为0?01′30″，记入水平角观测手簿表3-1相应栏内。松开照准部制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右目标B，读取水平度盘读数b L，设读数为98?20′48″，记入表3-1相应栏内。
以上称为上半测回，盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）βL为：βL=b L－a L=98?20′48″－0?01′30″=98?19′18″
（3）松开照准部制动螺旋，倒转望远镜成盘右位置，先瞄准右目标B，读取水平度盘读数b R，设读数为278?21′12″，记入表3-1相应栏内。松开照准部制动螺旋，逆时针转动照准部，瞄准左目标A，读取水平度盘读数a R，设读数为180?01′42″，记入表3-1相应栏内。
以上称为下半测回，盘右位置的水平角角值（也称下半测回角值）βR为：βR=b R－a R=278?21′12″－180?01′42″=98?19′30″
上半测回和下半测回构成一测回。
表3-1 测回法观测手簿
（4）对于DJ 6型光学经纬仪，如果上、下两半测回角值之差不大于±40″，认为观测合格。此时，可取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值β。
在本例中，上、下两半测回角值之差为：
△β=βL －βR =98?19′18″－98?19′30″=－12″
一测回角值为：
(
21
)(2
1=+=R L βββ98?19′18″+98?19′30″=)98?19′24″
将结果记入表3-1相应栏内。
注意：由于水平度盘是顺时针刻划和注记的，所以在计算水平角时，总是用右目标的读数减去左目标的读数，如果不够减，则应在右目标的读数上加上360?，再减去左目标的读数，决不可以倒过来减。
当测角精度要求较高时，需对一个角度观测多个测回，应根据测回数n ，以
180?/n 的差值，安置水平度盘读数。例如，当测回数n =2 时，第一测回的起始方向读数可安置在略大于0?处；第二测回的起始方向读数可安置在略大于（180?/2）=90?处。各测回角值互差如果不超过±40″（对于DJ 6 型），取各测回角值的平均值作为最后角值，记入表3-1相应栏内。
2．安置水平度盘读数的方法
先转动照准部瞄准起始目标；然后，按下度盘变换手轮下的保险手柄，将手轮推压进去，并转动手轮，直至从读数窗看到所需读数；最后，将手松开，手轮退出，把保险手柄倒回。
二、方向观测法
方向观测法简称方向法，适用于在一个测站上观测两个以上的方向。 1．方向观测法的观测方法
如图3-10所示，设O 为测站点，A 、B 、C 、D 为观测目标，用方向观测法观测各方向间的水平角，具体施测步骤如下：
A
D
( 图3-10 水平角测量（方向观测法）
（1）在测站点O安置经纬仪，在A、B、C、D观测目标处竖立观测标志。
（2）盘左位置选择一个明显目标A作为起始方向，瞄准零方向A，将水平度盘读数安置在稍大于0?处，读取水平度盘读数，记入表3-2方向观测法观测手簿第4栏。
松开照准部制动螺旋，顺时针方向旋转照准部，依次瞄准B、C、D各目标，分别读取水平度盘读数，记入表3-2第4栏，为了校核，再次瞄准零方向A，称为上半测回归零，读取水平度盘读数，记入表3-2第4栏。
零方向A的两次读数之差的绝对值，称为半测回归零差，归零差不应超过表3-3中的规定，如果归零差超限，应重新观测。以上称为上半测回。
（3）盘右位置逆时针方向依次照准目标A、D、C、B、A，并将水平度盘读数由下向上记入表3-2第5栏，此为下半测回。
上、下两个半测回合称一测回。为了提高精度，有时需要观测n个测回，则各测回起始方向仍按180?/n的差值，安置水平度盘读数。
2．方向观测法的计算方法 （1）计算两倍视准轴误差2c 值
2c =盘左读数－（盘右读数±180?）
上式中，盘右读数大于180?时取“－”号，盘右读数小于180?时取“+”号。计算各方向的2c 值，填入表3-2第6栏。一测回内各方向2c 值互差不应超过表3-3中的规定。如果超限，应在原度盘位置重测。
（2）计算各方向的平均读数 平均读数又称为各方向的方向值。
[]
)180(21
?±+=盘右读数盘左读数平均读数
计算时，以盘左读数为准，将盘右读数加或减180?后，和盘左读数取平均值。计算各方向的平均读数，填入表3-2第7栏。起始方向有两个平均读数，故应再取其平均值，填入表3-2第7栏上方小括号内。
（3）计算归零后的方向值 将各方向的平均读数减去起始方向的平均读数（括号内数值），即得各方向的“归零后方向值”，填入表3-2第8栏。起始方向归零后的方向值为零。
（4）计算各测回归零后方向值的平均值多测回观测时，同一方向值各测回互差，符合表3-3中的规定，则取各测回归零后方向值的平均值，作为该方向的最后结果，填入表3-2第9栏。
（5）计算各目标间水平角角值将第9栏相邻两方向值相减即可求得，注于第10栏略图的相应位置上。
当需要观测的方向为三个时，除不做归零观测外，其它均与三个以上方向的观测方法相同。
3．方向观测法的技术要求
表3-3方向观测法的技术要求
垂直角的测量方法
一、垂直角测量原理
1．垂直角的概念
在同一铅垂面内，观测视线与水平线之间的夹角，称为垂直角，又称倾角，用α表示。其角值范围为0?～±90?。如图3-11所示，视线在水平线的上方，垂直角为仰角，符号为正（+α）；视线在水平线的下方，垂直角为俯角，符号为负（－α）。
图3-11 垂直角测量原理
2．垂直角测量原理
同水平角一样，垂直角的角值也是度盘上两个方向的读数之差。如图3-11所示，望远镜瞄准目标的视线与水平线分别在竖直度盘上有对应读数，两读数之差即为垂直角的角值。所不同的是，垂直角的两方向中的一个方向是水平方向。无论对哪一种经纬仪来说，视线水平时的竖盘读数都应为90?的倍数。所以，测量垂直角时，只要瞄准目标读出竖盘读数，即可计算出垂直角。
二、竖直度盘构造
如图3-12所示，光学经纬仪竖直度盘的构造包括竖直度盘、竖盘指标、竖
盘指标水准管和竖盘指标水准管微动螺旋。
图3-12 竖直度盘的构造
竖直度盘固定在横轴的一端，当望远镜在竖直面内转动时，竖直度盘也随之转动，而用于读数的竖盘指标则不动。
当竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标所处的位置称为正确位置。
光学经纬仪的竖直度盘也是一个玻璃圆环，分划与水平度盘相似，度盘刻度0?～360?的注记有顺时针方向和逆时针方向两种。如图3-13a所示为顺时针方向注记，如图3-13b所示为逆时针方向注记。
竖直度盘构造的特点是：当望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，盘左位置的竖盘读数为90?，盘右位置的竖盘读数为270?。
三、垂直角计算公式
由于竖盘注记形式不同，垂直角计算的公式也不一样。现在以顺时针注记的竖盘为例，推导垂直角计算的公式。
a ）
b ）
图3-13
竖直度盘刻度注记（盘左位置）
图3-14
如图3-14所示，盘左位置：视线水平时，竖盘读数为90?。当瞄准一目标时，竖盘读数为L ，则盘左垂直角αL 为：
L L -?=90α
（3-2）
如图3-16所示，盘右位置：视线水平时，竖盘读数为270?。当瞄准原目标时，竖盘读数为R ，则盘右垂直角αR 为：
?-=270R R α
（3-3）
将盘左、盘右位置的两个垂直角取平均值，即得垂直角α计算公式为：
)
(21
R L ααα+=
（3-4）
对于逆时针注记的竖盘，用类似的方法推得垂直角的计算公式为：
??
?
-?=?-=R L R
L 27090αα
（3-5）
在观测垂直角之前，将望远镜大致放置水平，观察竖盘读数，首先确定视线水平时的读数；然后上仰望远镜，观测竖盘读数是增加还是减少：
若读数增加，则垂直角的计算公式为：
视线水平时竖盘读数瞄准目标时竖盘读数-=α
（3-6）
若读数减少，则垂直角的计算公式为：
瞄准目标时竖盘读数视线水平时竖盘读数-=α
（3-7）
以上规定，适合任何竖直度盘注记形式和盘左盘右观测。
四、竖盘指标差
在垂直角计算公式中，认为当视准轴水平、竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘读数应是90?的整数倍。但是实际上这个条件往往不能满足，竖盘指标常常偏离正确位置，这个偏离的差值x 角，称为竖盘指标差。竖盘指标差x 本身有正负号，一般规定当竖盘指标偏移方向与竖盘注记方向一致时，x 取正号，反之x 取负号。
如图3-15所示盘左位置，由于存在指标差，其正确的垂直角计算公式为：
图3-15 竖直度盘指标差
x x L L +=+-?=αα90
（3-8）
同样如图3-15所示盘右位置，其正确的垂直角计算公式为：
x x R R -=-?-=αα270
（3-9）
将式（3-8）和（3-9）相加并除以2，得
)
180(21
)(21?--=+=L R R L ααα
（3-10）
由此可见，在垂直角测量时，用盘左、盘右观测，取平均值作为垂直角的观测结果，可以消除竖盘指标差的影响。
将式（3-8）和式（3-9）相减并除以2，得
)
360(21
)(21?-+=-=R L x L R αα
（3-11）
式（3-11）为竖盘指标差的计算公式。指标差互差（即所求指标差之间的差值）可以反映观测成果的精度。有关规范规定：垂直角观测时，指标差互差的限差，DJ 2型仪器不得超过±15″； DJ 6型仪器不得超过±25″。
五、垂直角观测
垂直角的观测、记录和计算步骤如下：
（1）在测站点O 安置经纬仪，在目标点A 竖立观测标志，按前述方法确定该仪器垂直角计算公式，为方便应用，可将公式记录于垂直角观测手簿表3-4备
注栏中。
（2）盘左位置：瞄准目标A ，使十字丝横丝精确地切于目标顶端如图3-16所示。转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡严格居中，然后读取竖盘读数L ，设为95?22′00″，记入垂直角观测手簿表3-4相应栏内。
（3）盘右位置：重复步骤2，设其读数R 为264?36′48″，记入表3-4相应栏内。
（4）根据垂直角计算公式计算，得
002250022959090'''?-='''?-?=-?=L L α
213252708463264270'''?-=?-'''?=?-=R R α
那么一测回垂直角为：
图3-16 垂直角测量瞄准
63225)2132500225(21
)(21'
''?-='''?-'''?-=+=R L ααα
竖盘指标差为：
63)0022521325(21
)(21'
'-='''?+'''?-=-=L R x αα
将计算结果分别填入表3-4相应栏内。
有些经纬仪，采用了竖盘指标自动归零装置，其原理与自动安平水准仪补偿器基本相同。当经纬仪整平后，瞄准目标，打开自动补偿器，竖盘指标即居于正确位置，从而明显提高了垂直角观测的速度和精度。
第五节垂直角的测量方 法 一、垂直角测量原理 1．垂直角的概念 在同一铅垂面，观测视线与水平线之间的夹角，称为垂直角，又称倾角，用α表示。其角值围为0?～±90?。如图3-11所示，视线在水平线的上方，垂直角为仰角，符号为正（+α）；视线在水平线的下方，垂直角为俯角，符号为负（－α）。
图3-11 垂直角测量原理 2．垂直角测量原理 同水平角一样，垂直角的角值也是度盘上两个方向的读数之差。如图3-11所示，望远镜瞄准目标的视线与水平线分别在竖直度盘上有对应读数，两读数之
差即为垂直角的角值。所不同的是，垂直角的两方向中的一个方向是水平方向。无论对哪一种经纬仪来说，视线水平时的竖盘读数都应为90?的倍数。所以，测量垂直角时，只要瞄准目标读出竖盘读数，即可计算出垂直角。 二、竖直度盘构造 如图3-12所示，光学经纬仪竖直度盘的构造包括竖直度盘、竖盘指标、竖盘指标水准管和竖盘指标水准管微动螺旋。
图3-12 竖直度盘的构造 竖直度盘固定在横轴的一端，当望远镜在竖直面转动时，竖直度盘也随之转动，而用于读数的竖盘指标则不动。 当竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标所处的位置称为正确位置。 光学经纬仪的竖直度盘也是一个玻璃圆环，分划与水平度盘相似，度盘刻度0?～360?的注记有顺时针方向和逆时针方向两种。如图3-13a所示为顺时针方向注记，如图3-13b所示为逆时针方向注记。
竖直度盘构造的特点是：当望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，盘左位置的竖盘读数为90?，盘右位置的竖盘读数为270?。 三、垂直角计算公式 由于竖盘注记形式不同，垂直角计算的公式也不一样。现在以顺时针注记的竖盘为例，推导垂直角计算的公式。 a ） b ） 图3-13 竖直度盘刻度注记（盘左位置）
第3章角度测量 第三节角度测量方法——测回法观测水平角 授课老师：王金福授课时间： 2011年12月19日教学目的：掌握测回法观测水平角的方法。 教学重点：掌握测回法观测水平角的基本操作步骤。 教学难点：掌握测回法观测水平角数据记录及内业计算。 教学方法：利用多媒体教学，较为直观地展示图、表，利于学生理解。进行现场示范操作，直观展现测量方法。利用日常物品作为教具，激发学生学习热情。 教学内容： 一、复习 1、水平角测量原理（教室内取点讲解） 水平角定义：地面上相交的两条直线投影到同一个水平面上所夹的角 度称为水平角，用β表示。 特点：顺时针0°~360° 计算公式： =b-a 当b≥a时β= b-a 当b＜a时β= b+360°-a 2、光学经纬仪的基本构造： a)对中整平装置（基座、垂球或光学对中器、水准器） b)照准装置（望远镜、支架、转动控制装置） c)读数装置（水平度盘及控制装置、竖直度盘及控制装置、读 数显微装置） 3、光学经纬仪的基本操作： 对中，整平，瞄准，读数
二、讲授新课 的单个水平角测回法：两个方向之间上需要观测多个方向方向观测法：一个测站量{ 水平角测 盘左（正镜）：竖直度盘位于望远镜视准轴方向左侧 盘右（倒镜）：竖直度盘位于望远镜视准轴方向右侧 测回法观测水平角具体操作步骤：（现场操作演示） （1） 在角顶O 上安置经纬仪，对中、整平。 （2） 以盘左位置瞄准左边目标A ，读取水平度盘读数a 左。（样表： 教案P3表3-2） （3） 顺时针转动仪器，瞄准右边目标B ，读取水平度盘读数b 左。 则盘左所测得角值为β左=b 左-a 左。 以上完成了上半测回。为了检核及消除仪器误差对测角的影响，应以盘右位置再作下半测回观测。 （4） 先瞄准右边目标B ，得水平度盘读数b 右；逆时针方向转动仪 器，瞄准左边目标A ，得水平度盘读数a 右，完成下半测回。盘右 时水平角值为β右=b 右-a 右。 计算角值时，均用右边目标读数b 减去左边目标读数a ，不够减时加上360°。 上、下半测回合称一个测回。用DJ6光学经纬仪观测水平角时，上、下两个半测回所测角值之差不超过±40＂时，取盘左、盘右两次角值得平均值作为一个测回得测角结果。即 β=（β左+β右）/2 若两个半测回得不符值超过±40＂时，则该水平角应重新观测。 当测角精度要求较高时，需要观测n 个测回。为了减小度盘刻划不均匀的误差，每个测回应按180°/n 的差值变换度盘起始位置。
动态压力风洞实验数据处理软件 使用手册
目录 第一章绪论 (1) 1.1风洞数据采集系统特点 (1) 1.2风洞数据采集系统现状与发展 (2) 1.3本软件主要功能特点 (3) 第二章动态压力测量方法 (5) 2.1 测压导管的传递函数 (5) 2.2 两通道的传递函数 (6) 2.3 不同外径导管传递函数的模值比和相位差 (7) 2.4 动态数据处理技术 (11) 2.5 结论 (12) 第三章动态压力风洞实验数据处理软件的设计与实现 (13) 3.1 软件需求分析 (13) 3.2 软件功能设计 (14) 3.3软件流程设计 (15) 3.4 软件界面设计 (17) 第四章动态压力数据处理系统调试 (24) 4.1 动态线性度检定 (24) 4.2 动态误差限检定 (24)
第一章绪论 1.1风洞数据采集系统特点 风洞是进行空气动力学研究的重要试验装置。风洞试验装置包括测量系统、数据采集系统、模型姿态及控制系统、风速控制系统等。风洞试验中要采集大量的数据，主要有试验模型的升力、阻力、力矩、模型表面压、温度、洞体压力、模型角度等，这些数据依靠热线风速仪、压力扫描阀、应变天平、激光位移计、加速度传感器等进行量测。早期，风洞试验为人工读数和手动方式，试验周期长，数据量大，试验精度低，处理周期长。为了提高风洞试验效率、试验精度及试验水平，从20世纪70年代开始，各风洞逐步引入了数据采集系统。由数据采集系统负责将来自天平或压力传感器等测量系统的电信号转化成数据，通过多通道数据采集板，把传感器送出的模拟信号转化成数字信号送计算机存储。 风洞数据采集系统具有如下特点: (1)高速、高精度、具有强的抗干扰能力 风洞试验数据的精度直接影响到试验对象的空气动力学设计的正确性。风洞数据采集系统应具有高速、高精度、具有强的抗干扰能力。气动力系数中模型的阻尼系数△CX的试验精度要达到0.0001，风洞各参数测量精度要求为总压精度0.07%，静压精度0.07%，总温精度1%，法向力精度0.08%，轴向力精度0.08%，迎角精度0.01%。 目前计算机技术在速度和内存量等方面不断提高，为高速、高精度、多路并行采集以及实时数据传输等创造了必要的条件。单路A/D数据采集系统来分时采集的多路数据采集系统在风洞试验中己成为基本配置，但其不能满足真正的实时、同步采集的要求。并行动态数据采集系统已成为一个基本的发展趋势。它将多路A/D采集电路并行处置，用同一个触发信号同时启动各路A/D进行编码，保证了各路信号采集的严格同步性，对某瞬态时刻各路信号的分析具有十分重要的意义。同时由于不再使用模拟开关，使各路信号间的串模干扰减到了最小，系统精度可获得进一步提高。 (2)采集参数多，点数多
一、垂直角测量原理 1．垂直角的概念 在同一铅垂面内，观测视线与水平线之间的夹角，称为垂直角，又称倾角，用α表示。其角值范围为0?～±90?。如图3-11所示，视线在水平线的上方，垂直角为仰角，符号为正（+α）；视线在水平线的下方，垂直角为俯角，符号为负（－α）。
图3-11 垂直角测量原理 2．垂直角测量原理 同水平角一样，垂直角的角值也是度盘上两个方向的读数之差。如图3-11所示，望远镜瞄准目标的视线与水平线分别在竖直度盘上有对应读数，两读数之差即为垂直角的角值。所不同的是，垂直角的两方向中的一个方向是水平方向。无论对哪一种经纬仪来说，视线水平时的竖盘读数都应为90?的倍数。所以，测量垂直角时，只要瞄准目标读出竖盘读数，即可计算出垂直角。 二、竖直度盘构造 如图3-12所示，光学经纬仪竖直度盘的构造包
括竖直度盘、竖盘指标、竖盘指标水准管和竖盘指标水准管微动螺旋。 竖直度盘固定在横轴的一端，当望远镜在竖直面内转动时，竖直度盘也随之转动，而用于读数的竖盘指标则不动。 当竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标所处的位置称为正确位置。 光学经纬仪的竖直度盘也是一个玻璃圆环，分划与水平度盘相似，度盘刻度0?～360?的注记有顺时针方向和逆时针方向两种。如图3-13a所示为顺时针 图3-12 竖直度盘的构造
方向注记，如图3-13b 所示为逆时针方向注记。 竖直度盘构造的特点是：当望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，盘左位置的竖盘读数为90?，盘右位置的竖盘读数为270?。 三、垂直角计算公式 由于竖盘注记形式不同，垂直角计算的公式也不一样。现在以顺时针注记的竖盘为例，推导垂直角计算的公式。 a ） b ） 图3-13 竖直度盘刻度注记（盘左位置）
固体表面动态接触角的测定 一．目的与要求 1.了解固体表面接触角的测量及表面能的计算原理。 2.掌握润湿周长、接触角、表面能的实验测试方法及实验操作。 二．仪器与药品 DCA-150界面分析仪 正己烷（A.R.）；无水乙醇（A.R.）；二次蒸馏水；聚苯乙烯（Pst）样品 三．基本原理 接触角是表征固体物质润湿性最基本的参数之一，据测量的原理的不同，接触角又可分成平衡接触角和动态接触角（dynamic contact angle），动态接触角（包括前进接触角（advancing contact angle）和后退接触角（receding contact angle）两种。 早在20世纪初期，Wilhelmy测试液体表面张力及接触角的方法：将一定的待测液体装在特定容器中，尽可能垂直固定悬挂的铂金板，升起液面至刚好与铂金板的下边缘相接触，此时铂金板受到液面向下的拉力即为液体的表面张力r r ＝ F w / (L·cosθ) （1） r－液体表面张力（Dyn /cm）；F w —吊片所受的力（Dyn）；L—润湿周长（cm）；θ—接触角（°）； 由于绝大多数的液体对于°铂金是完全润湿的，即接触角θ为0°，所以只要知道润湿周长，就可从（1）式很方便计算得到液体的表面张力 1.平衡接触角 又叫静态接触角，根据Wilhelmy理论，只要将待测固体加工成规定尺寸的片状样品，然后垂直悬挂与已知表面张力的液面接触，同样可以依据（1）计算得到液体在固体表面的平衡接触角。 2.动态接触角 Wilhelmy法：如图2依据Wilhelmy理论，把样品板插入到液体中然后抽出来，通过测量样品板受力变化计算得到液体在固体表面的动态接触角的大小。
现代计量测试1998年第1期 测量接触角的一种新方法 王中杰 刘滨春 (东北大学自动化研究中心 沈阳 11006) (空军长春飞行学院力学教研室) 摘要:本文把图像处理技术引入接触角测量中,大大提高了接触角测量的精度。基于此所研制的接触角测量仪具有精度高、重复性好、操作简单、使用方便等一系列优点。 关键词:接触角,边缘提取,最小二乘法 一、引言 所谓接触角,是指在一固体水平平面上滴一液滴,固体表面上固、液、 气三相交界点处其气—液 图1 接触角的形成界面和固—液界面两切线把液相夹在其中时所成的角,如图1所 示。 接触角的测量问题是一项涉及范围极广的技术,在科研、国 防、工业、农业等许多领域都有很重要的应用。通过测量接触角, 可以研制减粘降阻材料,以满足金属抛光、试剂表面特性测定、润 滑油的特性标定、印刷行业、防水行业、浮选工作、焊接工作和搪 瓷等行业的需要。接触角的测量技术虽然具有很长的研究历史,但每种方法都有一定的局限性,远远不能满足各行各业的需要。 因此,寻求一种精确、有效的接触角测量方法是一个亟待解决的 问题。 二、实验装置 实验装置由三部分组成:JJC -1型接触角测量仪、液摘控制装置和微机图象处理系统。 JJC -1型接触角测量仪的结构如图2所示。 该仪器由底座、测量显微镜、样品盒和照明光源组成。样品盒用来放液滴,可按直角坐标任意移动。液滴控制装置由螺旋测微器和毛细吸管组成。微机图象系统的基本结构是:微机+图象采集显示卡+监视器+摄像机。微机的配置为:CPU 采用80486或80486以上,内存容量8M B ,硬盘40M B ,外接鼠标器。图象采集显示卡采用P 550双帧伪彩色图象采集显示卡。 JJC -1型接触角测量仪的工作过程是:用摄像机对景物进行实时或准实时采集,经A D 变换后,图象存储在图象存储单元的一个或几个通道中,D A 变换电路自动将图象实时显示在图象监视器上,然后可对图象进行处理或存盘。监视器是图象处理系统中必不可少的图象输出显示设备,其最高分辨率为800点×600行。摄像机主要完成图象的获取,其输入信号是光信号,摄像机的最前端就是一组光学镜头,其输出信号是电信号,作为图象采集显示卡的输入。液滴的采集路径如图3所
水平角的测量方法 一、测回法 1．测回法的观测方法（测回法适用于观测两个方向之间的单角） 如图3-9所示，设O为测站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA与OB两方向之间的水平角β，具体施测步骤如下。 （1）在测站点O安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。 （2）将仪器置于盘左位置，转动照准部，先瞄准左目标A，置零、读取水平度盘读数a L，设读数为0?01′30″，记入水平角观测手簿表3-1相应栏内。松开照准部制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右目标B，读取水平度盘读数b L，设读数为98?20′48″，记入表3-1相应栏内。 以上称为上半测回，盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）βL为：
βL=b L－a L=98?20′48″－0?01′30″=98?19′18″ （3）松开照准部制动螺旋，倒转望远镜成盘右位置，先瞄准右目标B，读取水平度盘读数b R，设读数为278?21′12″，记入表3-1相应栏内。松开照准部制动螺旋，逆时针转动照准部，瞄准左目标A，读取水平度盘读数a R，设读数为180?01′42″，记入表3-1相应栏内。 以上称为下半测回，盘右位置的水平角角值（也称下半测回角值）βR为： βR=b R－a R=278?21′12″－180?01′42″=98?19′30″ 上半测回和下半测回构成一测回。 表3-1 测回法观测手簿 6 均值作为一测回角值β。
在本例中，上、下两半测回角值之差为： △β=βL －βR =98?19′18″－98?19′30″=－12″ 一测回角值为： 98?19′18″+98?19′30″98?19′24″ 将结果记入表3-1相应栏内。 注意：由于水平度盘是顺时针刻划和注记的，所以在计算水平角时，总是用右目标的读数减去左目标的读数，如果不够减，则应在右目标的读数上加上360?，再减去左目标的读数，决不可以倒过来减。 当测角精度要求较高时，需对一个角度观测多个测回，应根据测回数n ，以180?/n 的差值，安置水平度盘读数。例如，当测回数n =2 时，第一测回的起始方向读数可安置在略大于0?处；第二测回的起始方向读数可安置在略大于（180?/2）=90?处。各测回角值互差如果不超过±40″（对于DJ 6 型），取各测回角值的平均值作为最后角值，记入表3-1相应栏内。 ( 21 )(2 1=+=R L βββ=)测回法观测水平角 观测程序： 盘左 瞄准J ，读数j 左 瞄准K ，读数k 左 盘右 瞄准K ，读数k 右 瞄准J ，读数j 右 β左=k 左-j 左 β右=k 右-j 右
实验项目：用接触角测量仪测量材料表面的接触角 一．实验目的： 1．认识和掌握接触角测量仪测量材料表面的接触角的基本原理 2．熟悉接触角测量仪JC2000D1的操作技术 二．实验容： 1．掌握JC2000D1型接触角测量仪的工作原理和操作步骤 2．测量几种材料的表面接触角 三．实验仪器，设备及材料 设备JC2000D1型接触角测量仪，蒸馏水，解玻片，食盐水，样品木板几个 四．基本原理概述 1．接触角定义及应用 当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面力的存在而呈圆球状。但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴部的聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，接触角通俗地说，就是液滴在固体表面自然形成的半圆形态相对于固体平面的外切线，如图1所示。 接触角的应用非常广泛，甚至可以说涉及到身边的每个细节，我们希望汽车玻璃上不沾雨水，但反之我们希望汽车钢板上的油漆永不脱落。其他比如农药和蔬菜叶面；涂料和外墙面，绝缘材料，纳米材料表面化改性等等，从教学科研工农业生产到日常生活。 图1 接触角 假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面力在水平方向上的分力之和应等于零，即 (1) 式中、、分别为固-气、液-气和固-液界面力；为液体与固体间的界面和液体表面的切线所夹（包含液体）的角度，称为接触角 （contact angle），在之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系
的重要尺度，可作为润湿与不润湿的界限，时可润湿， 时不润湿。 2．润湿 润湿(wetting)的热力学定义是，若固体与液体接触后体系（固体和液体）的自由能G降低，称为润湿。自由能降低的多少称为润湿度，用来表示。润 湿可分为三类：粘附润湿（adhesional wetting）、铺展润湿 （spreading wetting）和浸湿（immersional wetting）。可从图2看出。 图2 三类润湿 （1）粘附润湿 如果原有的1固面和1液面消失，形成1固-液界面，则此过程的 为： （2） （2）铺展润湿 当一液滴在1固面上铺展时，原有的1固面和一液滴（面积可忽略不计）均消失，形成1液面和1固－液界面，则此过程的为： （3） （3）浸湿 当1固面浸入液体中时，原有的1固面消失，形成1固－液界面，则此过程的为： （4） 对上述三类润湿，和无法测定，如何求？分别讨论如下： （1）粘附润湿
透析动态几何问题思考角度与分析方法 【摘要】以运动的观点来探索几何图形部分规律的问题称之为动态几何问题，本文主要通过动点问题和动线问题来分析解决动态几何存在的问题。 【关键词】几何问题；几何图形；动态几何；动点问题；动线问题；动图问题 以运动的观点来探索几何图形部分规律的问题称之为动态几何 问题,其特点是图形中的某个元素(点、线段、角等)或整个几何图形按某种规律运动,图形的各个元素在运动变化的过程中互相依存、和谐统一，体现了数学中的“变”与“不变”及由简单到复杂、由特殊到一般的辩证思想，它集代数与几何、概率统计等众多知识于一体，渗透了分类讨论、转化、数形结合、函数、方程等重要数学思想方法，问题具有开放性、综合性，近几年来，从中考考题上看，以动点问题、平面图形的平移、翻折、旋转、剪拼问题等为代表的动态几何题频频出现在填空、选择、解答等各种题型中，考查同学们对图形的直觉能力以及从变化中看到不变实质的数学洞察力，更重要的是考查探索创新能力。 解决动态几何题的策略是：把握运动规律，寻求运动中的特殊位置；在“动”中求“静”，在“静”中探求“动”的一般规律。通过探索、归纳、猜想，获得图形在运动过程中是否保留或具有某种性质。
有关动态问题主要要有三类：动点问题、动线问题、动图问题。题型一：点动型 点动型就是在三角形、矩形、梯形等一些几何图形上，设计一个或几个动点，并对这些点在运动变化的过程中产生的等量关系、变量关系、图形的特殊状态、图形间的特殊关系等进行研究。 解决此类动点几何问题常常用的是“类比发现法”，也就是通过对两个或几个相类似的数学研究对象的异同进行观察和比较，从一个容易探索的研究对象所具有的性质入手，去猜想另一个或几个类似图形所具有的类似性质，从而获得相关结论。类比发现法大致可遵循如下步骤：①根据已知条件，先从动态的角度去分析观察可能出现的情况。②结合某一相应图形，以静制动，运用所学知识（常见的有三角形全等、三角形相似等）得出相关结论。③类比猜想出其他情况中的图形所具有的性质。 例1：（1）如图①，当点m在点b左侧时，请你判断en与mf有怎样的数量关系？点f是否在直线ne上？都请直接写出结论，不必证明或说明理由； （2）如图②，当点m在bc上时，其它条件不变，（1）的结论中en与mf的数量关系是否仍然成立?若成立，请利用图②证明；若不成立，请说明理由； （3）若点m在点c右侧时，请你在图③中画出相应的图形，并判断（1）的结论中en与mf的数量关系是否仍然成立?若成立?请
超高层建筑物垂直度控制测量技术研究【摘要】近年来，我国城市化速度加快，超高层建筑比比皆是。它的主体结构需与外幕墙装修、电梯安装以及室内精装修等工程进行交接，所以对混凝土结构实体垂直度的要求十分严格。本文主要从超高层建筑物垂直度控制测量技术方法着手，分析建筑物产生垂直偏差的原因及预防措施，施工中的主要控制措施。从而实现对超高层建筑物垂直度测量的良好控制。 【关键词】超高层建筑物；垂直度控制；测量技术 一、引言 近些年来，随着我国经济的迅速发展，城市化的脚步也紧随其后，许多高层、超高层建筑不断增加。高层建筑的垂直度控制是保证高层建筑的质量基础，也是关键的质量控制环节之一，所以，现代建筑对高层建筑垂直度施工测量的方法和精度提出了更高的要求，尤其是电子全站仪、光学经纬仪、激光铅锤仪以及电子计算机技术在施工测量中的应用，使高层建筑施工测量发生了根本的改变。在本文中，我主要从测量的基本方法着手，阐述高层建筑垂直度控制技术。 二、高层建筑物竖向垂直度监测常用方法 高层建筑物竖向垂直度监测主要是解决各层轴线精确向上引测的问题。常用方法有经纬仪引桩投测法、激光铅垂仪和铅直坐标法三种，这三种方法已经在超高层建筑物垂直度控制测量中广泛使用。 1．经纬仪引桩投测法 经纬仪引桩投测法的基本原理,就是在轴线控制桩上用经纬仪盘左盘右取平均法向上投测轴线点。这种方法的优点是简便,仪器设备简单,但要求建筑物的场地较宽阔,视野大且附近有高楼及在阴天或无风天气下进行。 2．激光铅垂仪投测法 利用激光铅垂仪进行建筑物轴线自下向上的投测,是一种精度较高、速度较快的方法。其基本原理是利用该仪器发射的铅直激光束的投射光斑,在基准点上向上逐层投点,从而确定各层的轴线点位。这种方法的优点同样也是方便、快捷,对施工场地没有特殊的要求。但预留孔洞的尺寸大小在施工中不易掌握,其尺寸偏小不便于投测和偏大存在安全隐患。 3．铅直坐标法
第七讲角地测量方法 水平角地测量方法 一、测回法 1．测回法地观测方法（测回法适用于观测两个方向之间地单角） 如图3-9所示,设O为测站点,A、B为观测目标,用测回法观测OA与OB 两方向之间地水平角β,具体施测步骤如下. （1）在测站点O安置经纬仪,在A、B两点竖立测杆或测钎等,作为目标标志. （2）将仪器置于盘左位置,转动照准部,先瞄准左目标A,读取水平度盘读数a L,设读数为0?01′30″,记入水平角观测手簿表3-1相应栏.松开照准部制动螺旋,顺时针转动照准部,瞄准右目标B,读取水平度盘读数b L,设读数为98?20′48″,记入表3-1相应栏. 以上称为上半测回,盘左位置地水平角角值（也称上半测回角值）βL为：βL=b L－a L=98?20′48″－0?01′30″=98?19′18″（3）松开照准部制动螺旋,倒转望远镜成盘右位置,先瞄准右目标B,读取水平度盘读数b R,设读数为278?21′12″,记入表3-1相应栏.松开照准部制动螺旋,逆时针转动照准部,瞄准左目标A,读取水平度盘读数a R,设读数为180?01′42″,记入表3-1相应栏. 以上称为下半测回,盘右位置地水平角角值（也称下半测回角值）βR为：
βR=b R－a R=278?21′12″－180?01′42″=98?19′30″上半测回和下半测回构成一测回.
表3-1 测回法观测手簿 6
认为观测合格.此时,可取上、下两半测回角值地平均值作为一测回角值β. 在本例中,上、下两半测回角值之差为： △β=βL －βR =98?19′18″－98?19′30″=－12″ 一测回角值为： ( 21 )(2 1=+=R L βββ98?19′18″+98?19′30″=)98?19′24″ 将结果记入表3-1相应栏. 注意：由于水平度盘是顺时针刻划和注记地,所以在计算水平角时,总是用右目标地读数减去左目标地读数,如果不够减,则应在右目标地读数上加上360?,再减去左目标地读数,决不可以倒过来减. 当测角精度要求较高时,需对一个角度观测多个测回,应根据测回数n ,以180?/n 地差值,安置水平度盘读数.例如,当测回数n =2 时,第一测回地起始方向读数可安置在略大于0?处；第二测回地起始方向读数可安置在略大于（180?/2）=90?处.各测回角值互差如果不超过±40″（对于DJ 6 型）,取各测回角值地平均值作为最后角值,记入表3-1相应栏. 2．安置水平度盘读数地方法 先转动照准部瞄准起始目标；然后,按下度盘变换手轮下地保险手柄,将手轮推压进去,并转动手轮,直至从读数窗看到所需读数；最后,将手松开,手轮退出,把保险手柄倒回. 二、方向观测法 方向观测法简称方向法,适用于在一个测站上观测两个以上地方向. 1．方向观测法地观测方法
任务一垂直度误差检测 知识目标 理解直线度公差的含义 了解自准直仪的工作原理 技能目标 掌握自准直仪测量直线度误差的方法 熟悉直线度误差的评定方法 1、任务描述 2、任务分析 3、相关知识 （1）垂直度公差 限制实际要素对基准在垂直方向上变动量的一项指标。 垂直度公差也有面对面、面对线、线对面、线对线等情形，如图，面对面的垂直度公差带是间距等于公差值且与基准面垂直的两平行平面之间的区域。
线对面的垂直度公差带是直径等于公差值且与基准面垂直的圆柱面内的区域。 （2）检测原则 测量特征值的原则。 （3）方箱 是平台测量的主要辅助工具，具有垂直度精度很高的四个相邻平面，用作测量的辅助基准，也可用作划线使用。 （4）塞尺 也称厚薄规，测量精度一般为0.01mm,每把13、14、17、20片不等，当遇到测量很小的两个平面之间的距离时，塞尺可以测出缝隙的大小，使用时可以单片使用也可以不同厚度尺片组合一起。 使用时要注意用力适当，方向合适，不可强塞，防止弯曲过度甚至折断和操作，只检查某一间隙是否小于规定值时，则用符合规定的最大值的塞片塞该间隙，如果不能塞入即合格，反之不合格。 4、任务实施 （1）操作步骤 1）清洁工件、平板、方箱，检查百分表零位偏差 2）将方箱放在平板合适位置，将工件基准平面旋转在平板上 3）调整被测平面靠近方箱，保持基准平面与平板稳定接触 4）用塞尺测量间隙的最大值，并记录 5）塞尺读数的最大值就是垂直度误差，填写检测报告，给出合格性结论
6）仪器清洁保养并归位。 （2）注意事项 在检测过程中，实际基准平面要与平板保持稳定接触，用平板模拟理想基准平面。 5、知识拓展 （1）垂直度公差值 （2）垂直度误差其他检测方法介绍 垂直度误差可用平板和带指示表的表架、自准直仪和三坐标测量机等测量。主要有打表法、间隙法和水平仪光学仪器法。 1）先用直角尺调整指示表，当直角尺与固定支撑接触时，将指示表的指针调零，然后对工件进行测量，使固定支撑与被测实际表面接触，指示表的读数即该测点相对于理论位置的偏差。改变指示表在表架上的高度位置，对被测表面的不同点进行测量，取指示表读数的最大值与最小值之差作为被测表面对基准平面的垂直度误差。 2）面对线的垂直度误差测量 用导向块模拟基准轴线，将被测零件旋转在导向块内，然后测量整个被测表面，取指示表读数的最大值与最小值之差作为垂直度误差。 3）将被测零件的基准面固定在直角座上，同时调整靠近基准的被测表面的读数差为最小值，取指示表在整个表面各点测得的最大与最小读数之差，作为该零件睥垂直度误差。 4）将准直仪放置在基准实际表面上，时间调整准直仪使其光轴平行于基准实际表面，然后
动态接触角及接触角滞后性的测量 用座滴法测量动态接触角有二种基本的方法： 1) 加液/减液法 就是在形成液滴后，再继续以很低的速度往液滴加入液体，使其体积不断增大。开始时，液滴与固体表面的接触面积并不发生变化，但接触角渐渐增大。当液滴的体积增大到某一临街值时，液滴在固体表面的三相接触线发生往外移动，而在发生移动前瞬间的接触角，被称为前进角。在此之后，接触角基本保持不变。 反之如果从一形成的液滴不断地以很低的速度把液体移走，使其体积减小。开始时，液滴与固体表面的接触面积也并不发生变化，但接触角渐渐减小。当液滴的体积减小到一定值时，液滴在固体表面的固/液/气三相接触线开始往里移动。在发生这一移动前夕的 接触角，就是后退角。在此之后，接触角也应基本保持不变。 1）加液/减液法测量前进/后退接触角 在运用这一方法时，必须注意以下几点： ?体积变化的速度应足够低，尽量保证液滴在整个过程有足够的时间来松弛，使得测量能在准平衡下进行。 ?由于这一过程中一般都有针头/毛细管的卷入以加入/移走液体，针头/毛细管的直径一定要（与液滴相比）足够小，使液体在针管/毛细管外壁上的润湿不会对液滴在固体表面的接触角产生影响。这一点尤其是对后退角的测量更为突出，否则测得的值将严重偏离真实值。 ?同样由于过程中针头/毛细管的卷入，使得液滴一般不再呈现中心轴对称，也不再能被看作是圆或椭圆的一部分，所以基于Young-Laplace或圆或椭圆方程式的计算方法都将遇到困难，带来较大误差。此时一般使用广义切线法，但此方法往往对少量的背景噪音较敏感。
2) 倾斜板（tilting plate）法 将一足够大体积的液滴置于待测的样品表面后，把样品表面朝一方缓慢、不断地倾 斜。当开始时液滴不发生移动，而只是其中的液体由后方向前方转移，使得前方的接触角不断增大，而后方的不断缩小。当倾斜到一定角度时，液滴开始发生滑动。发生滑动 前夕液滴的前角就是前进角，后角则为后退角。 2）倾斜板（tilting plate）测量前进/后退/起始滚动角 倾斜板法有二种实现方法： ?整体倾斜法：将整套测量仪置于摇篮状的倾斜架上，让包括摄像机，光学镜头，样品台，样品和光源等组件的整套仪器同时倾斜。这种构造和操作的主要优点在于：液滴相对于摄像机和光学镜头在整个过程中保持相对不倾斜，这样软件开发上就不必特殊处理，计算比较容易。而其缺点也很为明显：仪器越大、样品越大/越重，所需要的倾斜架也越大，显得很笨重；由于仪器上的所有东西都跟着一起倾斜，使得有些液体会倒出来，同时使得在倾斜作态无法加液产生液滴，也即液滴必须在倾斜前已经被置于样品表面。 ?局部倾斜法：只倾斜样品台和其上面的样品包括可能已放置上去的液滴，其它的所有部件均不倾向，保持不动。这样做法的优点显而易见，可以避免上面提到的所有缺点，使得仪器精巧，硬件制造成本降低，也能容许在任何倾斜角度下加液形成新液滴，或往已经形成的液滴加入液体。但其也对软件的开发提出了新的挑战，增加了不少难度和复杂性。
建筑物垂直度、标高、全高测量记录
注：垂直度测量平面示意图及偏差方向见背页 说 明 1. 超过允许偏差的偏差值在表中用～ ～标出； 2. 在备注栏中应注明建筑物标高、全高的设计值；每层所测的具体位置或轴线未描述清楚的也可在备注栏中标出或另外做出详细记录； 3. 主体结构验收前 , 应对建筑物每层楼面标高、各大角或转角垂直度进行测量；房屋竣工验收前，也应对各大角或转角垂直度进行测量，故本表每个工程均应有两张 。测量由监理单位会同施工单位进行, 测量数据作为验收的依据之一。 4. 砌体结构外墙垂直度全高查阳角，不应少于4处 , 每层每 20m 查一处；内墙按有代表性的 自然间抽 10%, 但不应少于3间 ，每间不应少于2处，柱不少于 5 根。混凝土结构按楼层、结构缝 或施工段划分检验批。在同一检验批中 , 对梁、柱 , 应抽查构件数量的 109 毛 , 且不少于 3 件 ; 对墙和板，应按有代表性的自然间抽查 10%, 且不少于3间；对大空间结构，墙可按相邻轴线间高度 5m 左右划分检查面，板可按纵横轴线划分检查面，抽查 10%, 且均不少于3面。
建筑物垂直度、标高、全高测量记录
注：垂直度测量平面示意图及偏差方向见背页 说明 1. 超过允许偏差的偏差值在表中用～～标出； 2. 在备注栏中应注明建筑物标高、全高的设计值；每层所测的具体位置或轴线未描述清楚的也可在备注栏中标出或另外做出详细记录； 3. 主体结构验收前, 应对建筑物每层楼面标高、各大角或转角垂直度进行测量；房屋竣工验收前，也应对各大角或转角垂直度进行测量，故本表每个工程均应有两张。测量由监理单位会同施工单位进行, 测量数据作为验收的依据之一。 4. 砌体结构外墙垂直度全高查阳角，不应少于4处, 每层每20m 查一处；内墙按有代表性的 自然间抽10%, 但不应少于3间，每间不应少于2处，柱不少于 5 根。混凝土结构按楼层、结构缝或施工段划分检验批。在同一检验批中, 对梁、柱, 应抽查构件数量的109 毛, 且不少于 3 件; 对墙
角度测量的原理及其方法 角度测量原理 一、水平角测量原理 地面上两条直线之间的夹角在水平面上的投影称为水平角。如图 3-1所示，A、B、O为地面上的任意点，通OA和OB直线各作一垂 直面，并把OA和OB分别投影到水平投影面上，其投影线Oa和Ob 的夹角∠aOb，就是∠AOB的水平角β。 如果在角顶O上安置一个带有水平刻度盘的测角仪器，其度盘 中心O′在通过测站O点的铅垂线上，设OA和OB两条方向线在水 平刻度盘上的投影读数为a1和b1，则水平角β为： β= b1 - a1(3-1) 二、竖直角测量原理 在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角或称垂直 角。如图3-2所示，视线在水平线之上称为仰角，符号为正；视线在 水平线之下称为俯角，符号为负。
图3-1 水平角测量原理图图3-2 竖直角测 量原理图 如果在测站点O上安置一个带有竖直刻度盘的测角仪器，其竖盘中心通过水平视线，设照准目标点A时视线的读数为n，水平视线的读数为m，则竖直角α为： α= n - m (3-2) 光学经纬仪 一、DJ6级光学经纬仪的构造 它主要由照准部(包括望远镜、竖直度盘、水准器、读数设备)、水平度盘、基座三部分组成。现将各组成部分分别介绍如下：１．望远镜 望远镜的构造和水准仪望远镜构造基本相同，是用来照准远方目标。它和横轴固连在一起放在支架上，并要求望远镜视准轴垂直于横轴，当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转的视准面是一个铅垂面。为了控制望远镜的俯仰程度，在照准部外壳上还设置有一套望远镜制动和
微动螺旋。在照准部外壳上还设置有一套水平制动和微动螺旋，以控制水平方向的转动。当拧紧望远镜或照准部的制动螺旋后，转动微动螺旋，望远镜或照准部才能作微小的转动。 ２．水平度盘 水平度盘是用光学玻璃制成圆盘，在盘上按顺时针方向从0°到360°刻有等角度的分划线。相邻两刻划线的格值有1°或30′两种。度盘固定在轴套上，轴套套在轴座上。水平度盘和照准部两者之间的转动关系，由离合器扳手或度盘变换手轮控制。 ３．读数设备 我国制造的DJ6型光学经纬仪采用分微尺读数设备，它把度盘和分微尺的影像，通过一系列透镜的放大和棱镜的折射，反映到读数显微镜内进行读数。在读数显微镜内就能看到水平度盘和分微尺影像,如图3-4所示。度盘上两分划线所对的圆心角，称为度盘分划值。 在读数显微镜内所见到的长刻划线和大号数字是度盘分划线及其注记，短刻划线和小号数字是分微尺的分划线及其注记。分微尺的长度等于度盘１°的分划长度，分微尺分成６大格，每大格又分成10，每小格格值为1′，可估读到0.1′。分微尺的0°分划线是其指标线，它所指度盘上的位置与度盘分划线所截的分微尺长度就是分微尺读数值。为了直接读出小数值，使分微尺注数增大方向与度盘注数方向相反。读数时，以在分微尺上的度盘分划线为准读取度数，而后读取该度盘分划线与分微尺指标线之间的分微尺读数的分数，并估读
经纬仪测角原理及动态测角精度 瞿惠 （大学精密机械工程系 200072） 摘要:现代经纬仪具有实时测量、高精度、自动跟踪监控和易于图像再现等优点。根据光电经纬仪的工作状态, 其测量误差又可以分为静态误差和动态误差。本文研制了测量用旋转靶标，靶标即可以提供以一定角速度或角加速度运动的空间仿真目标，又能够记录目标的实时空间位置，以靶标记录的数据为真值，光电经纬仪跟踪目标所测量的数据与真值比较，可得到光电经纬仪的动态测角精度。 关键词: 经纬仪；动态测角精度；旋转靶标 Angle measuring principle and dynamic angle precision of Theodolite Quhui (Department of Precision Mechanical Engineering, Shanghai University， Shanghai 200072) Abstract: Modern theodolite has many advantages, such as real - time measurement , high accuracy, auto - tracking monitoring and easy image reconstruction . According to working status of the theodolite, its measuring error can be divided into static state error and dynamic state error .Rotary target was established, and it was used to test dynamic angle precision of photoelectric theodolite in laboratory ,Simulation aim was provided and space positions of aim were real—time recoded by target．The aim can move as definite angle speed or as max angle acceleration．Data of target was considered as real—Value of aim．Test date of photoelectric theodolite was compared with it．and the dynamic angle precision was obtained． Key words: theodolite；dynamic angle precision；rotary target. 1 引言 经纬仪是采用电视测量技术，具有自动跟踪和实时测量功能的光电测量设备，主要用于飞机、轮船、星体等特种试验场空间目标运动轨迹的测量。动态测角精度是指光电经纬仪在规定的角速度和角加速度运动状态下，实时测量的目标空间指向值与真值之差，是衡量光电经纬仪最重要的技术指标之一。长期以来，光电经纬仪的动态测角精度一直在外场，通过实测某一飞行目标并与其它高精度设备比对的方法进行验证。由于外场试验受气候、费用、时间等条件的限制，无法经常进行，因此，研究室测量方法和测量设备是非常必要和急需的. 2 电子经纬仪的测角原理 一般来说，我们将电子经纬仪的测角原理分为增量式和绝对式两种。增量式基于光栅莫尔条纹原理，其最终读数在仪器回转过程中形成，往往有一个最大回转速度的限制。绝对式基于码盘原理，
接触角的测定实验报告
液-固界面接触角的测量实验报告 一、实验目的 1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。 2. 掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。 二、实验原理 润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类型示于图1。 图1 各种类型的润湿 当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。
图2 接触角 假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的Young方程，即 γSG- γSL= γLG·cosθ(1) 式中γSG，γLG，γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ是在固、气、液三相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在0o-180o 之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。 在恒温恒压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是： 粘附润湿W a=γSG - γSL + γLG≥0 (2) 铺展润湿S=γSG-γSL-γLG≥0 (3) 式中W a，S分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。 若将(1)式代入公式(2)、(3)，得到下面结果： W a=γSG+γLG－γSL=γLG(1+cosθ) (4) S=γSG-γSL-γLG=γLG(cosθ-1) (5)以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。还可以看到，接触角的数据也能作为判别润湿情况的依据。通常把θ＝90°作为润湿与否的界限，当θ
钻孔灌注桩垂直度的简易检验方法 桩孔垂直度是钻孔灌注桩的检验项目之一，一般规定桩孔垂直度≤1%H(H为桩孔垂深)。钻孔灌注桩口径一般较大，使用口径小的测斜仪器，偏差值测不出来，满足不了工程需要。 我们在某新建的工程施工600 mm嵌岩钻孔灌注桩时出现了桩孔偏斜，钢筋笼下不到底，导管下不去。监理工程师、建设单位代表要求：桩孔垂直度必须达到设计要求，垂直度检验栏内必须填上数据，否则不能施工。我们利用重锤原理制作了一套检验器，根据几何原理计算桩孔垂直度(偏斜率)。随时进行检测，及时了解和掌握钻孔轴线在空间的位置，采取有效的防治措施，保证了施工质量，甲方非常满意。现将检测方法介绍如下。 2 检验器的制作 按设计桩孔直径用钢筋制作平底同径检验器(相当于重锤)，其规格尺寸为：直径等于桩孔设计直径，长度为3倍桩径；主筋616 mm；加强筋14 mm@1000～1500 mm，在首尾加强筋内设呈90°交角的内支撑；上部为提引梁圆环，圆环中心与检验器轴线重合；用14 m m 钢筋制作与转盘通孔槽直径相等的开口检测圆环，内用12 mm钢筋呈90°焊牢，交点处用钢锯锯成十字条痕 3 检验方法 (1)移开转盘(桩孔直径小于转盘通孔直径时，可不移)。 (2)用升降机将检验器下入孔内，将转盘移回原位固定。
(3)提引绳从转盘中间穿过与检验器连接，将开口检测圆环放到转盘槽内，这时检测圆环的内支撑的交点O即是转盘中心又是设计钻孔中心。 (4)将检验器提起，下放到孔口，使其处于悬垂状态，此时提引绳与转盘平面有一个交点B( 见图1)，用直尺量出OB距离(精确到1mm)。理论上O、B两点重合，实际情况并非如此。 (5)量出天车滑轮前沿距转盘平面的距离h(此高是固定的)，以及转盘平面距孔口距离( 精确到1mm)。 (6)继续下放检验器到预测定的位置，此时提引绳与转盘平面又会产生一个交点B′，量出OB′的距离。 4 桩孔垂直度(偏斜率)计算 把检验测定的数据代入下列公式，计算出桩孔垂直度(偏斜 率)i，参看图1。 图1 钻孔垂直度(偏斜率)计算要素示意图