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条码水准尺作为精密水准测量系统的主要部件,在世界各国都得到了广泛应用。作为国家长度标准的载体,条码水准尺必须配合水准仪使用。 为了提高测量速度和读数可靠性我国逐步开始应用条码水准尺,并且日益广泛。国内从本世纪初实现了模板喷涂法生产条码水准尺,但与国外激光刻制条码水准尺相比,在关键指标——分划线位置精度上有明显差距。 2010年我国国内采购了5000多套条码水准尺和电子水准仪,其中进口的高精度产品就超过4500套,其余为国产低端产品。因此,我国没有生产高精度条码水准尺的能力,中高端产品完全依靠进口的局面没有改变。为了扭转这种局面,研发具有自主知识产权的激光刻制条码水准尺的制造方法和系统,对打破国外垄断,促进测绘事业发展,填补国内空白,获取经济和社会效益,具有重大和深远意义。本文的主要工作和成果有: 介绍了水准尺在水准测量中的作用以及水准尺的结构特点,比较水准尺的传统生产工艺和激光烧蚀工艺的特点,以及不同生产工艺生产的水准尺在关键指标上的差别。面对目前国内外的生产现状,提出本课题的任务与意义。 分析传统工艺造成精度不高的原因,参考国外激光烧蚀工艺,对系统的总体方案有一个设想和构思。 以尺坯精确定位为核心,对激光干涉仪,高能激光器,床体,伺服系统,零位系统等设计和选型。 设计编码转换方法以及零点的定位方法,为了保证定位精度,构思了拖板的速度控制曲线和条纹的刻划方式。设计系统控制软件,使得各个部分协调工作。 整个系统设计和调试好后,进行了水准尺试刻实验,并对实现数据处理,反复比较数据和调试系统,最终使得测得的水准尺精度指标达到或略高于国际先进水平。 通过多次实验,对系统做出评价,提出系统的优点,不足以及需要改进的地方。