Структура погрешностей оптических и оптико-электронных геодезических приборов для угловых измерений
В связи с переходом от оптических методов измерений к оптико-электронным, позволяющим расширить функциональные возможности, автоматизировать не только процесс обработки результатов измерений, но и непосредственно полевые измерения, что существенно увеличивает производительность работы в целом. Расширяются функциональные возможности применяемых приборов, что в свою очередь, требует особого внимания к проверке точностных показателей, так как существенно расширяется и структура их погрешностей.
Существенный вклад в суммарную погрешность измерения могут вносить динамические погрешности - погрешности, возникающие как реакция прибора на скорость или частоту изменения входного сигнала, которые зависят от свойств отдельных звеньев прибора, особенно в измерительных системах накапливающего типа. Вследствие чего изменяются со временем метрологические характеристики приборов.
Для выявления погрешностей, возникающих при работе с приборами, проводятся метрологические исследования оптико-электронных угломерных приборов. Кроме того, выявляется также и характер, источник появления этих погрешностей, а также зависимость значений погрешностей от измеряемой величины.
По источнику происхождения различают погрешности методические, погрешности приборов (инструментальные), внешние и личные .
Методические погрешности возникают из-за несовершенства методов измерений, допущений, положенных в основу теории рассматриваемого метода измерений, погрешности вследствие округления результатов измерений при их обработке. Учитывать методические погрешности необходимо при выборе метода измерений и при создании новых измерительных приборов.
Инструментальные погрешности представляют собой многочисленную и разнообразную группу. Эти погрешности обусловлены несовершенством отдельных звеньев прибора. Инструментальные погрешности геодезических приборов состоят из отдельных составляющих, зависящих от свойств конструкции прибора, применяемых элементов и материалов, характера взаимодействия с внешней средой и объектами измерений, способности измерительных элементов прибора различать малые изменения измеряемых величин во времени и в пространстве.
При рассмотрении инструментальных погрешностей теодолитов и тахеометров можно выделить две группы погрешностей:
- общие погрешности измерения углов;
- погрешности, касающиеся измерения исключительно горизонтальных либо вертикальных углов (зенитных расстояний).
При этом можно среди рассматриваемых составляющих выделить группы погрешностей, связанные с конструктивными элементами приборов. К ним относятся погрешности нанесения делений (штрихов) лимбов; погрешности зрительных труб (устройств наведения на цель); погрешности осевых систем; погрешности отсчетных приспособлений; погрешности устройств для ориентирования узлов и деталей в рабочем пространстве; погрешности различных установочных приспособлений; погрешности из-за деформации деталей и сборочных единиц в процессе их взаимодействия друг с другом.
Внешние погрешности возникают из-за влияния внешней среды —температуры, давления, вибрации, влажности, оптической рефракции. Сюда же относятся и погрешности, возникающие из-за кручения и гнутия геодезических сигналов и др.
Личные погрешности связаны с особенностями наблюдателя. К личным можно отнести случайные и систематические погрешности визирования, случайные погрешности совмещения изображения штрихов отсчитывания штрихов лимба и отсчитывания по шкале оптического микрометра; систематические погрешности из-за неодинаковой освещенности штрихов лимба, погрешности отсчета по накладному уровню, позволяющему определить поправки в направлении за наклон вертикальной оси теодолита.
Ниже на схемах 1.2.1, 1.2.2 и 1.2.3. более подробно приведена классификация погрешностей оптических и оптико - электронных геодезических приборов для угловых измерений.
Схема 1.2.1. Структура погрешностей оптических и оптико-электронных геодезических приборов для угловых измерений
В схемах 1.2.2. и 1.2.3. подробно рассмотрены составляющие погрешности ориентирования и погрешности отсчитывания.
К погрешностям за счет внешних условий и временных факторов относятся:
- погрешности вследствие износа подвижных частей прибора;
- погрешности в результате старения элементной базы прибора;
- температурные деформации элементов конструкции.
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.
|
