工业设备的安装及其检校测量

第八章工业设备的安装和检校测量第八章工业设备的安装和检校测量学习要点：1、精密微型安装测量控制网的建立2、设备安装和检校测量仪器与方法3、精密定线、短边方位传递和姿态准直4、三维工业测量系统5、大型天线安装测量实践第八章工业设备的安装和检校测量一、安装和检较的主要任务：根据设计和工艺的总要求，将大量的工艺设备构件按规定的精度和工艺流程的需要安置到设计位置、轴线、曲面上，同时在设备运转过程中进行必要的检测和校准测量。

二、直伸三角网：1、思路：沿要测量的直线布设控制点，且控制点近似成一条直线。直伸三角形网1、在线状设备的安装，可建立直伸边角测量网2、边长观测误差方程：3、方向观测误差方程：三、环行控制网：1、测高环行三角网：以测边、测高达到高精度测角的目的。优点：测边精度比测角精度高。方法：先测量两条短边再从长边上测量高。2、大地四边形环锁优点：结构坚强，只测边不测角。方法：测量四条边。四、三维控制网：1、原理：采用全站仪/激光跟踪仪可以同时获得精度相匹配的斜距、水平角、天顶距等观测元素，经过三维网整体平差可一次性得到网中各待定点的三维坐标（x、y、z）。2、意义：避免了二次布网、观测和平差的烦琐工作；避免了一些相关元素分开处理在精度上、时间上和信息上带来的损失，理论上更加完美。五、高程控制网：仍然采用传统的几何水准测量方法。设备安装和检校测量仪器与方法一、传统天线测量方法分类：1、机械测量方法：是用机械的方法对天线进行检测，主要有样板法（旋转样板法和固定样板法）和数控机床法两种，至今还为天线行业所应用；2、光学测量法：双五棱镜法；经纬仪带钢尺法；五棱镜带尺法。3、其它测量方法：钢丝测距法；激光测距法；微波测距法；小车测量法。

二、样板法：1、旋转样板法：(利利用旋转抛物面天线成形原理理）①优点：样板设计制制造比较容易易，操作方便便，读数直观观；既可检测测一般精度的的辐射面，又又可检测高精精度的反射面面；样板不仅仅是检测工具具，还是安装装和调整反射射面的装置。。②缺点：系统建立烦烦琐需其它仪仪器辅助；对对大尺寸天线线测量困难；；测量效率低低，人工读数数易出错。2、固定样板法：利用用天线成型模具具作为测量工具具。三、双五棱镜法：1、组成：由由一台准直望望远镜和两块块五棱镜组成成。2、优点：可可以测量抛物物面在不同仰仰角时的表面面精度。3、缺点：结结构繁杂，不不能检测非圆圆形天线。四、经纬仪带尺法法：方法：用经纬纬仪测垂直角角，用钢尺测测弧长，然后后计算偏差并并调整。注意点：必须须保证经纬仪仪的垂直轴和和天线的旋转转轴重合；用用高精度的经经纬仪。五、射电全息法：1、原理：利用天线的的远场复方向图图与天线口面上上的场分布间的傅立叶变换关系，由远场场方向图的测测量来反推天天线口面上的的场分布，并并由天线口面面上的相位分分布，用光线线追迹得到天天线表面相对对于理想抛物物面偏差的信信息。2、影响精度因素：接受机机噪音、指向向和跟踪误差差、大气闪烁烁、天线馈源源的相位响应应和信号源的的偏振效应等等。3、缺点：测测小口径天线线时精度低；；射电源数量量和空间分布布有限；不能能用于天线初初装。六、三坐标测量机机：1、测量原理：将被测物体体安置于三坐坐标测量机中中测量，可获获得被测物体体各点的坐标标，通过这些些坐标，经过过数学运算可可求出被测物物体的几何尺尺寸、形状和和位置。2、组成：主机、测头、、电气系统。。3、优点：通通用性强、测测量范围大、、精度高、能能与柔性系统统相连。4、缺点：测测量尺寸较小小；接触测量量；系统价格格昂贵；只能能用于室内测测量。精密定线、方方位传递和准直测量一、精密定线线方法：1、外插定线步骤：①、将仪器安安置于B，盘盘左照准A，，倒转望远镜镜定出1`点点。②、盘右照准准A，倒转望望远镜定出1``点。③、取1`和和1``中点点为待定点1点。AB1`11``2、内插定线步骤：①、将仪器安安置于近似于于AB直线上上一点P`。。②、计算PP`的距离εε=Sa*εεb/(Sa+Sb)。③、沿PP`方向改化εε得P点。ABB`PP`εεb3、归化法定定线（？）SaSb一.精密定线线的方法3、准直测量量分类：光学机械法；；激光准直法法；波带板激激光准直法。。4、机械法准准直测量：是是在二个给定定的基准点间间吊挂一条引引张线，利用用垂直投影仪仪测量各中间间点偏离该引引张线的偏离离值，所以机机械法准直也也称为引张线线法准直。如果在测点处处安装位移传传感器（如电电感位移传感感器），也可可实现引张线线测量的自动动化：二、短边方位位传递1、主要误差差影响：（系系统误差）和和（偶然误差差）。2、系统误差差分类：①对对中误差：仪仪器对中误差差；目标偏心心误差。②望望远镜调焦误误差。③垂直直轴倾斜误差差。3、照准标志志要求：形状状、大小便于于精确瞄准；；没有测量相相位差；反差差大，亮度好好；没有偏心心差。4、短边方位位角传递方法法：互瞄十字字丝；互瞄内内觇标。二、短边方位位传递主要误差来源源及对策：仪器和目标对对中误差采用强制对中中望远镜调焦误误差（1）互瞄十十字丝（2）互瞄内内觇标经纬仪垂轴倾倾斜误差（1）加入垂垂直轴倾斜改改正（2）在各测测回之间，重重新调整仪器器汽泡居中（3）双轴补补偿功能对垂垂直轴倾斜进进行自动改正正三、卫星安装装姿态准直测测量方法（一）准直测测量中各坐标标系的定义：：1、星体坐标系系由转台上的定定位销w1、w2、w3确定。坐标系系原点为三个个定位销所确定的空空间圆之圆心心o，w1、w2的连线确定某某一轴线方向向，一般为Z轴正向；w3到该连线的垂垂线方向确定另一一轴线方向，，一般为Y轴正向；按照照右手规则确确定第三轴线方向。三、卫星安装装姿态准直测测量方法（一）准直测测量中各坐标标系的定义：：2、立方镜坐坐标系由立方镜几何何中心及表面法线确定，，坐标系原点点为立方镜几何中中心，以其中中两个相互垂直的的表面法线确确定某两个坐标轴轴方向，右手手规则确定第三轴轴。立方镜正正面法线确定轴正正向，左侧面面法线确定轴正向向。三、卫星安装装姿态准直测测量方法（二）准直测测量方法：准直测量方法法基于三台或三台以上的的高精度电子子经纬仪测量系统统，通过系统统定向和角度准直直测量，依据据数学解算获取星星体坐标系和和立方镜坐标系的的转换关系。。三、卫星安装装姿态准直测测量方法（三）立方镜坐坐标系的建立立（四）星体坐坐标系建立（五）立方镜镜坐标系与星星体坐标系的的转换四、三维工业业测量系统1、按硬件分分类：①极坐标测量量系统；②经经纬仪交会系系统；③摄影影测量系统；；④距离交会会系统；⑤关关节式坐标测测量机。2、按测量原原理分类：①极坐标法；；②角度前方方交会法；③③距离前方交交会法；④空空间支导线。。8.4三维维工业测量系系统一、极坐标测量系统8.4三维维工业测量系系统二、经纬仪交会测量系统1、测量原理理：8.4三维维工业测量系系统二、经纬仪交会测量系统2、系统构成成硬件主要由两两台以上T2000/T3000/TM5100电子经纬纬仪、多路串串口转换卡、、T-LINK、基准尺尺、工业测量量用脚架、联联机电缆、激激光目镜、照照准标志、台台式微机或便便携机等组成成，目前的主主流仪器是TM5100A马达电子子经纬仪。3、系统作业业模式探讨4、提高系统统精度的措施施8.4三维维工业测量系系统三、近景摄影测量量系统1、测量原理理近景摄影测量量原理如图，，通过二台高高分辨率的相相机对被测物物同时拍摄，，得到物体的的2个二维影影像，经计算算机图像匹配配处理后得到到精确的三维维坐标。8.4三维维工业测量系系统三、近景摄影测量量系统2、系统构成成脱机测量系统统可采用单台台数字相机，，在二个或多多个位置对被被测物进行拍拍摄，然后将将图像输入计计算机即可进进行图像处理理。多台相相机联联机测测量可可以实实时得得到待待测点点的三三维坐坐标。。8.4三三维工工业测测量系系统四、距离交交会测量系系统1、测测量原原理原理同同样是是解三三角形形，首首先考考虑平平面定定位的的原理理。其其次是是多台台仪器器空间间距离离交会会。8.4三三维工工业测测量系系统四、距距离交交会测测量系系统2、系系统构构成整体式式有多多杆式式或超声声式式坐坐标标测测量量机机，，多多杆式式是是通通过过杆杆的的伸伸长长或或缩短短来来测测量量距距离离，，超超声声式则则通通过过超超声声波波发发射射和和接收收来来测测量量距距离离。。8.4三三维工工业测量量系统组合式系系统用三三台以上上距离传传感器（（测距仪仪、全站仪或或激光干干涉仪））组成距距离交会会系统，，通过系系统定向向方法确确定每台台仪器的的三维坐坐标，就就可以建建立起测测量系统统。8.4三三维工工业测量量系统四、距离离交会测测量系统统3、系统统应用以天线测测量为例例，美国国GBT天天线主面面安装就就采用了了距离交会测测量系统统，三台台测距仪仪（2台TC2002和和1台TDM5005）安置在馈馈源支撑撑结构上上，其自自身位置通通过距离离后方交交会（观观测地面上上一系列列已知点点）获得，然后后三台仪仪器对主主面上的的目标进行行距离测测量，可可以得到到待测点的的三维坐坐标，测测量精度度优于±1mm，，测量范范围在100m左右。8.4三三维工工业测量量系统五、关节节式坐标标测量机机1、测量量原理利用空间间支导线线的原理理实现三三维坐标标测量。。8.4三三维工工业测量量系统五、关节节式坐标标测量机机2、系统统构成是一种便便携的接接触式测测量仪器器，对空空间不同同位置测测量点的的接触实实际上模模拟人手手臂的运运动方式式。仪器器由测量量臂、码码盘、测测头等组组成，各各关节之之间测量量臂的长长度是固固定的，，测量臂臂之间的的转动角角通过光光栅编码码度盘实实时得到到，转角角读数的的分辨力力可达±1.0″。3、提高高系统精精度的措措施4、系统统应用(小型工工件的装装配）8.4三三维工工业测量量系统六、工业业测量系系统软件系统功能能主要包包括以下下九个方方面内容容：（1）设设备联机机与控制制（2）系系统定向向（3）坐坐标测量量（4）近近距加常常数修正正（5）数数据管理理及编辑辑（6）坐坐标系的的生成与与转换（7）测测量数据据分析与与计算（8）数数据的输输入、输输出（9）测测量数据据的可视视化8.5大大型天天线安装装测量实实践一、天线线的基本本设计参参数及曲曲面方程程1、基本本设计参参数抛物环面面天线的的几何结结构如图图，M为为坐标系系xoz中的标标准抛物物线，F为焦点点。抛物物环面天天线是抛抛物母线线M以R为旋转转半径、、并绕与与其焦轴轴成π/2+α夹角的轴线（即即Z″轴）旋转转而成的。主要参数数：f（焦距距）R（旋转转半径））α（偏转转角，天天线的生生成轴与波束束辐射方方向之间间的夹角）8.5大大型天天线安装装测量实实践一、天线线的基本本设计参参数及曲曲面方程程2.曲曲面方程程8.5大大型天天线安装装测量实实践二、安装装测量所所用坐标标系及其其相互关关系1、设计计坐标系系和结构构坐标系系设计坐标标系：O-XYZ是抛抛物母线线M所在在的坐标标系，用用以描述述天线的的辐射特特性，将将其定义义为设计计坐标系系。结构坐标标系：坐坐标系O-X′Y′Z′是天线结结构设计计的坐标标系，在在该坐标标系中其其数学模模型和几几何特征征比较简简单，定定义为结结构坐标标系，与与设计坐坐标系的的关系如如下（式式中α为偏转角角）：8.5大大型天天线安装装测量实实践二、安装装测量所所用坐标标系及其其相互关关系2、施工工坐标系系施工坐标标系OS-XSYSZS服务于天天线的现现场施工工，如图图，施工工坐标系系的原点点OS为设计给给定，可可在实地地选出，，XSOSYS平面为水水平面，，ZS为铅垂线线的反方方向，XS方向为天天线中心心波束的的指向在在水平面的投投影，YS轴与XS垂直并按按右手坐坐标系定定出。该坐标系系主要用用于放样馈源楼楼、测量量墩及天天线座架基础础等土建建施工工工作。8.5大大型天天线安装装测量实实践二、安装装测量所所用坐标标系及其其相互关关系3、设计计坐标系系的工作作姿态在工作姿姿态下，，天线的的设计坐标系的的原点为为V，X轴（焦焦轴）的大地方方位角为为A，俯俯仰角（（焦轴与水平平面的夹夹角）为为-εY，姿态倾斜角角（Y轴轴与水平平面的夹夹角）为θ。8.5大大型天天线安装装测量实实践与施工坐坐标系的的关系：：在工作作姿态下下，天线线原点V在施工工坐标系系下的坐坐标为（（XV、YV、ZV）,将施施工坐标标系平移移到V点点后，按按坐标转转换方法法可以将将施工坐坐标系转转换到天天线的工工作姿态态下：(1)绕绕YS轴旋转εεY使XS与X轴重重合；(2)绕绕X轴旋旋转εX使YS与Y轴重重合。8.5大大型天天线安装装测量实实践二、安装装测量所所用坐标标系及其其相互关关系4、测量量坐标系系测量坐标标系是建建立天线线施工控控制网而而采用的的坐标系系，其原原点OC可以任意意选取，，XCOCYC平面为水水平面，，ZC为铅垂线线的反方方向，XC方向为为真北北方向向，YC轴与XC垂直并并按左左手坐坐标系系定义义定出出。与施工工坐标标系的的关系系如图8-60所示，，公式式为：：式中：：X0、Y0为OS在测量量坐标标系中中的平平面坐坐标，，Z0为土建建施工工零点点的高高程值值，A为天天线的的天文文方位位角。。8.5大大型天天线安安装测测量实实践三、测测量控控制网网的布布设1、大大地测测量控控制网网为了精精确获获得天天线原原点的大大地坐坐标（（用于于计算算到卫星的的方位位和俯俯仰角角）和和方位基准准，需需要在在施工工现场场确定天线线的原原点，，然后后布设设大地控制制网进进行定定位和和定向向测量。8.5大大型天天线安安装测测量实实践2、施施工测测量控控制网网目的:是是为座座架地地脚螺螺栓的的放样样、馈馈源楼楼的放放样及及天线线安装装测量量控制制网的的施工工放样样服务务，分分为平平面网网和高高程网网。（1））平面网网----边边角网网（2））高程程网联测到到国家家大地地水准准网点点上，，施工工高程程网中中的4个水水准点点形成成局部部水准准网。。8.5大大型天天线安安装测测量实实践3、安安装测测量控控制网网安装测测量控控制网网主要为天天线安安装工工作服服务，包包括背背架组组装及及测量、面面板水水平拼拼装、、座架测量量与调调整、、天线线工作姿态下下测量与与调整以以及馈源轨轨道安装装调整等等。8.5大大型天天线安装装测量实实践四、天线线面板水水平拼装装1、面板板调整方方案（1）直直接三维维放样（2）只只调整法法向偏差差2、水平平拼装精精度精度为±1mm左右3、水平平拼装方方法水平拼装装分两步步：（1）平平面到位位（2）调调法向偏偏差4、拼装装工作流流程及结结果图8—668.5大大型天天线安装装测量实实践五、工作作姿态下下测量与与调整1、天线线吊装后后变形观观测2、测量量与调整整在工作状状态下，，经过几几次的调调整，表表面精度度已优于于±0.5mm，，且天线线的姿态态也满足足设计提提出的整整体精度度要求。。工业设备备检核系系统核电站建建设中的的测量工工作小结本章主要要介绍了了一般工工业设备备的安装装和检校校方法，，另外重重点介绍绍了天线线的安装装和定位位方法。。重点：工工业设备备定位方方法。难点：天天线安装装定位方方法。9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。13:01:4813:01:4813:0112/29/20221:01:48PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2213:01:4813:01Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。13:01:4813:01:4813:01Thursday,December29,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2213:01:4813:01:48December29,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。29十十二二月月20221:01:48下下午午13:01:4812月月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月221:01下午午12月-2213:01December29,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/2913:01:4813:01:4829December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。1:01:48下午午1:01下午午13:01:4812月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事情努努力了未必有有结果，但是是不努力却什什么改变也没没有。。13:01:4813:01:4813:0112/29/20221:01:48PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2213:01:4813:01Dec-2229-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。13:01:4813:01:4813:01Thursday,December29,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2213:01:4813:01:48December29,202214、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。29十十二月20221:01:48下午午13:01:4812月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荆门门九派派通。。。。十二月月221:01下下午午12月月-2213:01December29,202216、少年十十五二十十时，步步行夺得得胡马骑骑。。2022/12/2913:01:4813:01:4829December2