Для измерения длин линий посредством откладывания мерного прибора используют стальные мерные ленты, рулетки, тросы, длинномеры, инварные проволоки и др.
1.1 Землемерные ленты
Землемерные ленты
Рис. 1. Землемерные ленты
Лента землемерная разделена на метры и дециметры. Метры обозначены ромбическими пластинами с порядковыми номерами метров. Необходимо помнить, что на разных сторонах полотна ленты надписи возрастают в противоположных направлениях. С одной стороны в прямом (1, 2, 3,…, 19), с другой — в обратном (19, 18, 17,…) порядке. Полуметры обозначены заклепками, дециметры — круглыми отверстиями. Лента хранится в свернутом положении на специальном кольце. Сворачивая или снимая ленту с кольца, необходимо избегать образования петель. В комплект ленты входят 11 или 6 шпилек (рис. 2, б).
Рис. 2. Землемерная лента.
компарируют
где п — число уложений рабочей ленты в длине компаратора.
Например, lк =119,917 м; lp = 119,792 м; n = 6; Дк = (119,792 — 119,917) : 6 = — 0,021 м.
Поправка в расстояние
у к = — Дк
Результат измерения линии с поправкой за компарирование вычисляют по формуле
S = Sизм + nук
Поправку за компарирование учитывают тогда, когда длина ленты отличается от своего номинального значения больше чем на ±2 мм.
1.2 Рулетки
Для измерения расстояний на местности применяют рулетки, изготовленные из различных материалов: тесьма, ПВХ, стекловолокно, сталь и др. Длина рулетки может составлять от 3 до 100 м. Условное обозначение рулеток должно состоять из номинальной длины шкалы, материала ленты, класса точности, конструктивного изготовления вытяжного конца ленты и обозначения настоящего стандарта. Шкалы рулеток наносят с миллиметровыми, сантиметровыми, дециметровыми и метровыми интервалами. По точности нанесения шкал рулетки могут изготовляться двух классов: 3-го и 2-го классов. Рулетки должны быть работоспособны при температуре плюс 50°С до минус 40°С и относительной влажности 98% при плюс 20°С. Рулетки в зависимости от класса точности и материала изготовления обеспечивают производство линейных измерений с относительными ошибками от 1 : 2000 до 1 : 20 000. При измерениях повышенной точности необходимы тщательное компарирование рулетки, измерение и учет температуры, а также постоянство натяжения.
Точность измерений. Система обязательной сертификации
... И не только точность измерения, но и точность расчетов с покупателями - ведь от веса продукта зависит его цена. К сожалению, класс точности не был указан на корпусе, а сотрудники ... диапазона или для каждой измеряемой величины. Классы точности присваиваются при разработке СИ по результатам приемочных испытаний. В связи с тем, что при эксплуатации их метрологические характеристики ...
Рис. 3. Рулетка геодезическая из ПВХ
Рис. 4. Рулетки геодезические металлические
Рис. 5. Рулетка геодезическая из стекловолокна
1.3 Длинномер
Длинномер
Рис. 6. Схема измерения расстояния длинномером. 1 — длинномер; 2 — проволока; 3 — шкалы; 4 — динамометр; 5 — груз; 6 — стремя; 7 — штативы; 8 — раздвижные стойки-упоры; 9 — оптический центрир
1.4 Инварная проволока
Инварная проволока
1.5 Жезлы
Жезлы
Рис. 7. Жезл измерительный
2. ФИЗИКО-ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
2.1 Оптические дальномеры
Оптическим дальномером
Рис. 8. Схемы измерения расстояний оптическими дальномерами а — с постоянным параллактическим углом; б — с переменным параллактическим углом; в — с использованием нитяного дальномера VV — вертикальная ось вращения прибора; д — расстояние от оси вращения прибора до центра объектива; р — расстояние между дальномерными нитями; Е — расстояние от переднего фокуса до рейки; S — общее расстояние от оси вращения прибора до рейки
Нитяный дальномер
где а — расстояние между дальномерными нитями на сетке нитей; f — фокусное расстояние объектива зрительной трубы.
При определении расстояний нитяным дальномером используют рейки МN (рис. 13.8, в).с сантиметровыми делениями, по которым берут отсчет l (число видимых в зрительную трубу сантиметров между проекциями дальномерных нитей).
Дальномерное расстояние рассчитывают по формуле
D = Kl +c
где K = 100 — коэффициент дальномера; с = (д + f ) — постоянная нитяного дальномера (для большинства приборов с близка к нулю).
Коэффициент дальномера зависит от величины параллактического угла и фокусного расстояния. В связи с тем, что при фокусировании на различные расстояния значение фокусного расстояния у зрительных труб с внутренней фокусировкой несколько изменяется, то и коэффициент К может оказаться не равным 100. Кроме того, и значение с может отличаться от нуля. Для повышения точности измерения расстояний выполняют поверку значения К с целью установления зависимости F = K(D) . Для выполнения поверки нитяного дальномера на местности выполняют разбивку створной линии через 20 м (до 200 — 250 м) и последовательно определяют значения D20, D40, . . . , Dn по нитяному дальномеру для получения значений К20, К40, …, Кn . Составляют таблицу К(D), которую используют затем при измерениях интерполированием значений К для текущего расстояния. Точность нитяного дальномера примерно составляет 1:300 от измеренного расстояния. Длинные линии целесообразно измерять короткими отрезками длиной 50 — 100 м. Точность измерений в этом случае может достигать 1: 600 и даже 1:1000. Чаще всего нитяный дальномер используют при определении дальномерных расстояний до точек при тахеометрической съемке.
Устройство дальномера
... геометрического и физического типов. Рис.2 Принцип действия дальномера Первую группу составляют геометрические дальномеры. Измерение расстояний дальномером такого типа основано на определении высоты h ... Скорость распространения сигнала (скорость света или звука) считается известной. Измерение расстояний дальномерами пассивного типа основано на определении высоты h равнобедренного треугольника ABC, ...
Дальномер с постоянным параллактическим углом
Дальномеры с переменным параллактическим
Рис. 9. Схема дальномера с постоянным параллактическим углом
2.2 Электромагнитные дальномеры
Электромагнитные дальномеры
где n — показатель преломления атмосферы на пути электромагнитного излучения, который зависит от магнитной проницаемости µ и диэлектрической постоянной е . В свою очередь, значения µ и е зависят от плотности воздуха и частоты использованных колебаний. При качественном учете метеоусловий остаточная погрешность в определении расстояния составляет 1:500 000. При измерении коротких расстояний (до 1 — 2 км) точность измерений определяется, в основном, погрешностями измерения времени нахождения светового пучка в пути, при расстояниях в десятки километров — погрешностями в определении показателя преломления воздуха. Скорость распространения электромагнитных колебаний в вакууме известна с высокой точностью (с = 299792458 м/с).
Точность измерения времени в настоящее время составляет примерно 10-10с, что соответствует расстоянию в 1 — 2 см. Такие дальномеры относят к точным. В зависимости от вида используемых электромагнитных колебаний дальномеры делят на свето- и радиодальномеры. В зависимости от характера излучения — на импульсные и фазовые.
Рис. 10. Радиодальномер
импульсном способе
фазового дальномера
Рис. 11. Способы измерения расстояний: импульсный (а); фазовый (б)
Передатчик 2 непрерывно излучает и направляет в сторону отражателя электромагнитные колебания с частотой f . Часть сигнала ответвляется на фазометр 5 (опорный сигнал).
После отражения на приемник 2, а затем — на фазометр, поступает отраженный сигнал. По фазе отраженного сигнала определяется дальность до объекта. Современные фазовые дальномеры позволяют измерять расстояния с точностью от 1,5 до 15 мм, т.е. в пределах нескольких миллиметров.
2.3 Светодальномеры
Достоинство светодальномеров заключается в возможности сведения светового потока с помощью сравнительно простых и небольших по размерам оптических систем (антенн) в узконаправленный луч с высокой плотностью энергии (использование лазерных источников излучения).
Для светодальномеров характерна практическая прямолинейность светового луча. При использовании лазерных источников излучения практическая дальность действия в чистой атмосфере составляет 40-60 км.
Рис. 12. Светодальномер
компарирование линейный измерение геодезический
На рис.13 приведена более полная схема фазовогосветодальномера. Он состоит из передатчика, включающего в себя источник излучения 6, оптическое устройство формирования светового потока 1, модулятор колебаний 2 и оптическую передающую систему 3, отражателя 4, установленного в конечной точке линии, приемника, включающего приемную оптическую систему 8 с приемником излучения 9. В состав прибора входит генератор частоты 5, фазовращатель 7, который определяет значение ф , а также регистрирующее устройство, выдающее значение измеренного расстояния.
Измерение длины линий в геодезии
... при измерении линии «прямо». Чтобы избежать грубых погрешностей при измерении, выполняют следующие действия: 1. подсчитывают, сколько шпилек у МЗ и МП, чтобы удостовериться, что в сумме они составляют комплект. ... Например, вместо 6м отсчитать 9м, вместо 9 - 11м. Измеренную 20-метровой лентой длину линии D вычисляют по следующей формуле: D = 200N + 20(п - 1) +r, где N ...
Рис. 13. Схема фазовогосветодальномера
Модуляторы изменяют излучение по амплитуде, частоте, фазе или плоскости поляризации излучения. Модуляторы должны обеспечивать изменение параметров излучения на высоких частотах (до 100 — 150 МГц) с возможным плавным изменением указанной частоты в широком диапазоне. Модуляторы должны обладать малыми потерями света с целью обеспечения необходимой энергии выходного пучка, определяющей дальность действия прибора. Часто передающая и приемная системы конструктивно объединены в одну (приемопередатчик).
При измерениях используют пассивные зеркально-линзовые и трипельпризменные отражатели. Конструкция отражателя позволяет возвращать световой пучок по тому же направлению, по которому он пришел на отражатель, т.е. точно в направлении на приемное устройство. Если коэффициент отражения объекта составляет 15-20%, то при использовании лазерного источника излучения можно работать без отражателя (по стене дома белого цвета и др.).
В настоящее время применяют пленочные отражатели, приклеиваемые на конструкции сооружений. Пленочный отражатель имеет широкую диаграмму отражения светового сигнала, что позволяет производить измерения и при боковых на него направлениях светового пучка от передатчика.
2.4 Ультразвуковые дальномеры (рулетки)
Одним из наиболее простых и дешевых аппаратов, разработанных учеными и конструкторами, является ультразвуковой дальномер. Подобные приборы еще называет эхолотами. Они нашли довольно широкое применение в различных сферах жизнедеятельности человечества. Принцип работы данного устройства заключается в том, что испускаемый на определенный предмет звук, находящийся за пределами слышимости людей, отражается от данного предмета и улавливается приемной частью прибора. Скорость прохождения звука в воздухе имеет определенное значение при фиксированной плотности, что позволяет рассчитать расстояние. Для более точного направления звукового пучка на предмет, до которого нужно измерить расстояние, был разработан дальномер ультразвуковой с лазерной указкой. Это значительно повысило удобство проведения работ и точность измерений. Современные аппараты обладают возможностью проведения более сложных операций, чем просто фиксация результатов измерений, так, например, они могут рассчитывать площадь обмеряемой территории, а также угловые координаты заданной точки. Однако при всех своих несомненных плюсах эти лазерные и ультразвуковые приборы не способны заменить стальную или синтетическую ленту при больших расстояниях, в так называемых «полевых» условиях. В первую очередь это касается точности измерения, которая определяется средой, в которой распространяется ультразвук. Ее характеристики и их значения, в первую очередь плотности, не являются постоянными и могут меняться в процессе проведения измерительных работ. К другим недостаткам можно отнести ограниченность по расстоянию замера. Минимальная дистанция для данных приборов составляет 0,3 м., а максимальная 20 м.
Рис. 14. Ультразвуковая рулетка с лазерной указкой
2.5 Интерферометры
Эта группа приборов предназначена для высокоточного измерения весьма малых расстояний. Такие приборы используются для компарирования мерных приборов, создания эталонов, высокоточного и точного смещений объектов и весьма малых скоростей перемещений. Интерферометр — это прибор, в котором производится пространственное разделение двух световых лучей и создание между ними разности хода с целью получения интерференционной картины, по которой и определяют измеряемую величину.
Организация инженерно–геодезических работ в строительстве зданий и сооружений
... -jilogo-kompleksa-kursovaya/ геодезический контроль строительство ВВЕДЕНИЕ Геодезические работы в строительстве представляют собой комплекс измерений, вычислений и построений в чертежах и натуре, обеспечивающих правильное и точное размещение зданий и сооружений, а также ...
Рис. 15. Интерферометр
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Геодезия — наука об измерениях на земной поверхности. В геодезии применяются преимущественно линейные и угловые измерения. Такие измерения необходимы для определения формы и размеров нашей планеты — Земли и её частей, для определения координат пунктов, создания карт, планов и профилей и для строительства различных сооружений. Геодезические измерения производятся также под земной поверхностью (в связи с горными работами, сооружением тоннелей и т.п.), под водой (при съёмках дна морей, океанов, озёр) и в околоземном пространстве. Геодезия при решении поставленных перед нею задач пользуется достижениями ряда других наук и прежде всего математики и физики. Материалы геодезических работ в виде планов, карт и числовых величин (координат и высот) точек земной поверхности имеют большое применение в различных отраслях народного хозяйства. Всякое сооружение проектируют с учетом имеющихся на местности контуров сооружений, дорог, водных источников, почвы, грунта. Поэтому для проектирования необходим план местности с подробным отображением всех деталей. Проектирование и строительство сел, городов, железных и шоссейных дорог нельзя выполнять без геодезических материалов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kontrolnaya/lineynyie-izmereniya-v-geodezii/
1. Кучко А.С. Инженерная геодезия: метод. указания и контрольные задания для студентов-заочников строительных специальностей высших учебных заведений / под общей ред. проф. А.С. Кучко. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1985.
2. Фёдоров В.И., Шилов П.И. Инженерная геодезия: учебник для вузов. 2-е изд., пере- раб. и доп. М., Недра, 1982.
3. Разумов О.С. Инженерная геодезия в строительстве: учеб. пособие для строит. спец. вузов / под ред. О.С. Разумова. М.: Высш. шк., 1984.
4. Лукьянов В.Ф. Учебное пособие по геодезической практике. М.: Недра, 1986.
