王玉田

（哈尔滨博实自动化股份有限公司，哈尔滨 150078）

0 引言

一般情况下，台面对回转轴线的垂直度误差可以用打表法测得，某转台在大台面的边缘安装一小平台，需要确定小平面对回转轴线的垂直度误差。此时不能采用打表法进行测量。本文采用水平仪测量竖直轴线的铅垂度，然后水平仪相对于台面旋转，测量台面的水平度误差，最终换算出了台面对于竖直轴线的垂直度误差。

1 测量原理

1.1 坐标系建立

如图1 所示，水平仪放置在单轴转台上的边缘小平台上，为了分析问题方便，建立如下坐标系：基准坐标系o0x0y0z0是固联在地基上的坐标系，o0z0指向天顶与重力加速度矢量平行，当转台轴系处于0 位置时，o0x0水平指向台面中心，o0y0由右手定则确定。

主轴坐标系o1x1y1z1固联在主轴上，o1z1与主轴的回转轴线一致，o1x1指向台面中心，o1y1由右手定则确定，它是在考虑主轴轴线对水平面的垂直度误差Δθx0、Δθy0，然后绕主轴旋转α 角形成。

水平仪坐标系o2x2y2z2是固联在水平仪上的坐标系，它可以相对于小平台旋转，其初始的理想位置与o1x1y1z1平行。它是在主轴坐标系的基础上考虑台面对于主轴轴线的垂直度Δθx1、Δθy1，这也是本文将要测试的量，再绕台面的法线旋转β 角形成。

利用坐标系之间姿态的传递关系和式（1）、（2），水平仪坐标系相对基准坐标系的姿态矩阵，也称方向余弦阵为：

1.2 水平仪读数原理

2 数据处理

根据式（5），当β=0 时，也就是水平仪相对于边缘台面不旋转，仅旋转主轴，则主轴旋转至α 时，水平仪的读数为：f（α，0）＝Δλ0－Δθy0cosα＋Δθx0sinα＋Δθy1。……