Погрешности нарушения геометрической схемы прибора
Условно их можно разделить на три большие группы.
Первая - суммарная погрешность неточности исходной геометрии прибора.
Сюда относятся погрешность из-за неперпендикулярности горизонтальной и вертикальной осей Δгв и погрешность из-за неперпендикулярности визирной и горизонтальной осей Δвг.
Погрешность Δгв от неперпендикулярности горизонтальной и вертикальной осей на угол i при строго отвесном положении вертикальной оси, вносимая в измерение горизонтального угла при одном полуприеме измерений, составит
Δгв (1/2) = i (ctg z2 - ctg z1).
где z1 и z2-зенитные расстояния сторон угла.
При симметричной программе измерений, например, при измерениях при двух кругах, значение i войдет с другим знаком и погрешность исключится.
Неперпендикулярность визирной и горизонтальной осей Δвг прибора- коллимационная погрешность с- при одном полуприеме измерений вносит в измеряемый горизонтальный угол погрешность
Δвг= с / sin z.
Для исключения этой погрешности из результатов измерений выполняется два полуприема, при которых знак коллимационной погрешности меняется на противоположенный, вследствие чего она исключается.
В эту же группу можно отнести погрешность неперпендикулярности оси вращения трубы прибора к вертикальной оси. В оптических угломерных приборах, величина неперпендикулярности этих осей не должна превышать 5".
Вторая большая группа- это погрешности изменения геометрии при изменении взаимного расположения элементов прибора.
Сюда входят погрешность неустойчивости подставки Δу, погрешность смещения визирной оси при работе устройства наведения Δсв , погрешность смещения визирной оси от неправильной работы горизонтальной осевой системы Δвго.
Погрешность неустойчивости подставки Δу прибора невозможно вычислить заранее, так как она является результатом дефектов конструкции прибора или некачественного изготовления подъемного устройства. Эта погрешность носит систематический характер и приводит к преуменьшению угла на величину 0,1-0,2" в среднем на один оборот алидады. Обычно в приборах задают допустимое значение этой погрешности .
Погрешность смещения визирной оси при работе устройства наведения Δсв возникает по тем же причинам и учитывается точно также.
В третью большую группу входят погрешность за боковое гнутие, погрешность за смещение визирной оси от разности деформаций при различных зенитных расстояниях и погрешность от температурного гнутия и старения.
При определении бокового гнутия считают, что его абсолютное значение должно быть не более суммарного значения случайной погрешности, допустимой для данного прибора, а случайная составляющая не должна превышать пренебрежимо малого значения частной погрешности.
Наличие погрешности из-за азимутального смещения визирной оси от разности деформаций горизонтальной оси и зрительной трубы при различных зенитных расстояниях экспериментально установлена исследованиями последних десятилетий. Значение этой погрешности колеблется от 0,1’ до нескольких секунд. Среди причин ее возникновения можно предположить разность деформаций прогиба под действием силы тяжести вследствие неточности формы деталей оси и трубы и несимметричность распределения масс и нагрузок, приводящих к изменению параметров основного рабочего сечения горизонтальной оси как балки, подвергаемой изгибу, при разных зенитных расстояниях. Погрешность носит систематический характер. В связи с тем, что она определяется путем измерений с помощью самого прибора, добиваются, чтобы случайная составляющая этой погрешности не должна превышала погрешности отсчета по горизонтальному кругу.
Закономерность проявления погрешности гнутия за счет изменения температуры и старения трудно определить на основе исследований. Предполагается, что эти погрешности являются причиной появления погрешности воспроизводимости измерений, обнаруживаемой при повторных измерениях одного и того же объекта тем же прибором по прошествии некоторого времени.
Кроме того, следует отметить погрешность, вызванную деформацией лимбов. Погрешность лимбов, приводящая к изменению погрешности диаметров, может возникнуть как результат внешних и внутренних напряжений. Ее появление можно обнаружить как в течение длительного периода, так и в сравнительно небольшой промежуток времени. Для предотвращения кратковременных деформаций лимба необходимо соблюдать существующие правила обращения с угломерным прибором. Следует избегать работать с прибором, если не все его части приняли полностью температуру окружающей среды. Больших деформаций следует ожидать для лимбов из стекла. Влияние деформаций можно почти полностью исключить при соблюдении программы перестановки лимба.
Точность измерений прибора зависит от совокупности частных погрешностей его элементов, узлов и устройств. Суммарная погрешность измерения горизонтального угла одним полуприемом ΔА :
где: Δsj – j-ая составляющая систематическая погрешность прибора; Δi – i-ая составляющая случайная погрешность прибора; k – число составляющих систематических погрешности прибора; n – число составляющих случайных погрешности прибора.
Суммарная случайная составляющая погрешности измерения угла – будет складываться частными погрешностями элементов прибора:
- суммарной погрешностью отсчетных устройств ΔО;
- суммарной погрешностью изготовления лимба ΔЛ;
- погрешностью обусловленной непостоянством взаимного расположения оптических элементов Δопт;
- погрешностью, вызванной недостаточной чувствительностью установочных и направляющих устройств ΔУН;
- погрешностью неустойчивости подставки прибора Δн;
- погрешностью смещения оптической оси прибора в течение работы устройства наведения ΔНУ;
- погрешностью за счет температурных деформаций конструкции прибора ΔДФ.
Т.е. можно записать следующее выражение:
Анализ показывает, что суммарная погрешность носит сложный характер и структуру, причем некоторые погрешности имеют сложные взаимосвязи между собой, меняющиеся с течением времени.
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.
|
