Общая характеристика геодезических приборов для угловых измерений
В настоящее время угловые измерения находят широкое применение во многих областях науки, техники и производстве: астрономии, геодезии, навигации, строительстве и других. Постоянное расширение области применения угловых измерений выдвигает новые требования к точности и надежности как результатов измерений, так и к степени автоматизации самого процесса измерений.
Одним из важных требований при проведении угловых измерений, проводимых для ряда прецизионных работ, является обеспечение высокой точности, при которой допустимые погрешности составляют единицы и даже доли секунд. В этой связи возрастает роль оптических и оптико-электронных методов и средств, которые обеспечивают наиболее высокую точность измерения угловых величин.
Еще одной из тенденций развития методов и средств измерений является стремление к их автоматизации, повышению оперативности и надежности получаемых измерительных данных.
Оптико-электронные угломерные приборы, получившие в последнее время наибольшее распространение, являются сложными системами, состоящими из оптических, механических и электронных звеньев.
Среди основных функциональных частей геодезического угломерного прибора надо указать:
- приспособления для приведения частей прибора в необходимое положение в пространстве относительно плоскостей (поверхностей), линий и точек относимости измерений (ориентирующие устройства);
- приспособления для перемещения деталей и узлов прибора относительно друг друга для установки в заданное положение с требуемой точностью ( установочные устройства);
- устройства для точного наведения на визирные цели (наблюдаемые объекты) и (или) установления информационной связи между объектами наблюдений (съемки) и прибором (визирные устройства);
- рабочие меры – шкалы или иные носители количественной информации об измеряемых геодезических величинах в заданном диапазоне с требуемой точностью;
- устройства для считывания информации с рабочей меры и ее передачи на индикаторное устройство (отсчетный микроскоп, оптический микрометр, электронное считывающее устройство, дисплей, накопитель) с целью последующей обработки ;
- устройства для обеспечения функций и контроля работоспособности прибора (включая блок питания и контрольные приборы)[4,44].
В состав угломерного прибора входят узлы и элементы, основанные на самых различных принципах действия. Классификация приборов осуществляется по широкому ряду интересующих признаков.
Одним из таких признаков является диапазон измерения углов . По этому признаку угломерные приборы условно можно разделить на несколько групп:
- приборы, измеряющие малые углы (автоколлиматоры, звездные датчики, приборы для створных измерений, для контроля соосности, прямолинейности);
- приборы, измеряющие условно большие углы, т.е. углы, которые превосходят угловое поле оптической системы, но не полные углы;
- приборы, измеряющие полные углы в диапазоне от 0 до 3600, а так же их части.
Следующим признаком может служить число одновременно измеряемых параметров. По этому признаку угломерные приборы делятся на:
- одномерные, обеспечивающие измерение углов в одной плоскости;
- двухмерные, обеспечивающие измерение углов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях;
- трехмерные, позволяющие помимо написанного выше измерять угол скручивания (угол поворота объекта в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства).
Еще одним признаком может служить метод измерения. По методу измерения угломерные приборы делятся на:
- активные визуальные, при использовании которых применяются источники излучения определенного состава, светящиеся марки, т.е. все то, что способствует повышению контраста измеряемого объекта на окружающем его фоне и таким образом повышает точность измерений;
- пассивные, которые основаны на приеме оптического излучения от естественных объектов- звезд, планет, различных предметов местности. Кроме того, угломерные приборы можно разделить по виду рабочей меры:
- приборы, основанные на использовании пространственных рабочих мер в виде лимбов, кодовых и штриховых дисков;
- приборы, построенные с применением временной меры в виде высокостабилизированных генераторов опорной частоты;
- комбинированные приборы, в которых грубый отсчет выполняется с помощью пространственной меры, а точный- с помощью временной. Кроме рассмотренных выше признаков угломерные приборы можно классифицировать по области применения и конструктивным особенностям[2,4].
Одним из важных признаков качества угломерного прибора является точность, определяемая потерями информации, которые приводят к погрешности средств измерения и контроля. Одной из основной характеристикой, по которой классифицируют все угломерные приборы, является значение средней квадратической погрешности (СКП) измерения угла. По величине СКП по ГОСТ 10529-79 угломерные приборы подразделяются на:
- особо точные, СКП которых составляет менее 0,5";
- высокоточные, СКП - не более 1" (0,5"≤σ≤1");
- точные (σ от 2" до 15")
- технические , СКП от 20" и более.
Следовательно, углоизмерительный стенд, должен обеспечивать возможность проводить измерения при поверке и калибровке точных и высокоточных угломерных геодезических приборов, измеряющих углы в диапазоне от 0 до 3600, независимо от степени автоматизации самих приборов.
Кроме того, необходимо иметь возможность учета, как погрешностей самого стенда, так и поверяемого прибора в процессе измерений.
Литература: Хиноева О.Б. "Разработка и применение нейросетевых алгоритмов учета погрешностей эталонных средств при калибровке угломерных геодезических приборов".М.2007.Диссертация на соискание ученой степени к.т.н.
|
