39 Мерные приборы для непосредственного измерения расстояний.
Измерниние линий на местности – один из самых распространенных видов геодезических измерений. Без измерения линий не обходится ни одна геодезическая работа. Линии измеряют на горизонтальной, наклонной и вертикальной плоскости. Их производят непосведственно – металлическими, деревянными метрами, улетками, землемерными лентами и спец проволками, а также косвенно- электронными, нитяными и другими дальномерами. Рулетки выпускают стальные и тесёмочные длиной 1,2,5,10,20,30,50, и 100 м шилиной 10-12 мм, толщиной 0,15…0,30 мм. На полотны рулетки наносят штрихи – деления через 1 мм по всей длине или только на первом дециметрею в последнем случае все остальное полотно размечают сантиметровыми штрихами. Цифры подписывают у каждого дециметрового деления.стальные рулетки выпускают либо с полотном, намотанном на крестовины, либо в футляре. Для измерений коротких отрезков металлические рулетки делают изогнутыми по ширине- желобковыми. Длинномерные рулетки типа РК (на крестовине) и РВ (на вилке) применяют в комплекте с приборами для натяжения- динамометрами. Тесёмочные рулетки состоят из плотного полотна с метал, обычно медными поджилками. Полотно тесёмочной рулетки покрыто краской и имеет деления через 1см. тесёмочными рулетками пользуются, когда не трубуется высокая точность измерений. Тесемочные рулетки свертываются в пластмассовый корпус. Землемерная лента. ЛЗ– стальная полоса – 20 24 30 и 50 метров шириной 1…15 мм и толщиной 0,5 мм.на концах ленты нанесено по одному штриху 1, между которыми и считается длина ленты. У штрихов сделаны вырезы, в которых вчтавляют шпильки, фиксируя злины измеряемых отрезков. Оканчивается лента ручками. На каждой плоскости ленты отмечены деления через 1, 0,5 и 0,1 мюметры на ленте отмечены медными пластинами полуметровые - заклепками.землемерная шкаловая лента ЗЛШ отличается наличием на её концах шкал с миллиметровами делениями. Длины отрезков на концах ленты с миллим делениями равны 10 см. номинальной длиной ленты яв расстояние между нулевыми штрихами шкал. В комплекте ЛЗ и ЗЛШ входят наборы шпиле 6-11 штук. Для переноса шпильки одеваются на проволочное кольцо. Для некоторых видов точных измерений применяют спец инварные проволки. Инвар обладает малым коэффициентом линейного расширения. На концах проволки закреплены спец шкалы линейки с наименш делением 1 мм. На остальной части проволки маркировки нет. Поэтому измеряют расстояния равные длине между штрихами 24 м расстояния не кратные 24 м измеряют инварными рулетками.
40 Компарирование мерных приборов
До начала работы мерные приборы сравнивают с эталонами – компарируют. За эталоны принимают отрезки линий на месности или в либоратории, длины которых известны с особой точностью. Длинна l мерного прибора ленты или рулетки выражается уравнением, - l=l0+дельтаl k+ дел l t где l0- нормальная длина ленты при нормальной температуре РФ - +20 град. 2 цифра поправка компарирования, 3 поправка из-за температуры.чтобы вычислить номинальную длину мерного прибора для каждого темпер режима эксплуатации нужно-сначала опред величину поправки из-за тепмературы. Известно, тчо коэффициент линейного расширения стали при изменении темпер на 1 град = 12,5 х10 в степени –6. в производственных условиях мерные приборы чаще всего эталонируют на полевых компараторах. Эти компараторы представляют собой выровненные участки месности преимущественно с твердым покрымием. Концы компаратора закрепляют знаками со спец метками, расстояние между которыми известно с большой точностью. Компарирование длинномерных рулеток и лент полевых условиях производят на компараторах, длина которых, как правило, близка к 120 м. Это нужно чтобы уложить мерный прибор в компараторе несколько раз. Уложение мерных приборов ведут в прямом и обратном направлениях.
Подсчитывают число целых и дробных уложений рулетки или ленты и опред поправку за коппарирование по формуле дельта l k = (l0-l e)|n где n- число уложений мерного прибора I e измеренная длина компаратора.
42 Оптические дальномеры. Нитяной дальномер.
Дальномерами называются геодезические приборы, с помощью которых расстояние между двумя точками измеряют косвенным способом. Дальномеры подразделяют на косвенные и оптические и электронные.оптические дальномеры делятся на ддальномеры с постоянным параллактическим углом и с постоянным базисом.электронные дальномеры – на электронно-оптические (светодальномеры) и радиоэлектронные(радиодальномеры). Простейший оптический дальномер с постоянным углом – нитяной дальномер имеется в зрительных трубах всех геодезических приборов. В поле зрения трубы прибора видны три горизонтальные нити. Две из них расположенные симметрично относительно средней нити, наз дальномерными. Нитяной дальномер применяют в комплекте снивелирной рейкой, разделенной на сантиметровые деления. Нитяным дальномером можно измерить линии длиной до 300 м с погрешностью 1/300 от длины.
44Светодальномеры и радиодальномеры
в основе электронных средств измерения лежит известное из физики соотношение S=vt|2 между измеряемымирасстоянием и скоростьюраспространения электромагнитных колебаний вдоль измеряемой линии и обратно. Из-за особенностей излучения приема и распространения радиоволн радиодальномеры применяют главным образом при измерении сравнительно больших расстояний и в навигации. Светодальномеры же, использующие электромагнитные колебания светового диапазона, широко применяют в практике инженерно-геодезических измерений. Для измерения расстояния АВ в точке А устанавливают светодальномер, а в точке В – отражатель. Световой поток посылается из передатчика на отражатель, который отражает его обратно. Время распрастранения световых волн определяется 2 способами – 1 прямым и 2 косвенным методом. Прямое опред промежутка времени осущ в дальномерах, наз импульсными. В них измерение времени производится по запаздыванию принимаемого после отражения светового импульса по отношению к моменту его излучения. Косвенное опред времени основано на измерении разности фаз двух эл. Маг колебаний.светодальномера с пассивным отражением измеряют расстояние до предметов без отражателя т. е. исп отражательные свойства самих предметов. (ДИМ-2) в настоящее время известны дальномеры с пассивн отражением и погрешностью до 10 мм.
52) Теодолитной съемкой наз горизонтальная или контурная съемка местности, которая выполняется с помощью теодолита. Теодолитом измеряются горизонтальные углы и углы наклона. Линии измеряются стальной лентой и дальномерами различных конструкций.
По результатам теодолитной съемки может быть составлен план без изображения рельефа. Для получения плана с изображением рельефа необходимо произвести нивелирование поверхности, на которой выполнялась теодолитная съемка. Сочетание теодолитной съемки и нивелирования поверхности целесообразно применять для получения плана строительного участка. Процесс теодолитной съемки складывается из следующих видов работ: проложения теодолитных ходов, привязка их к пунктам геодезической сети, съемка ситуации.
48)Плановым обоснованием теодолитной съемки служат теодолитные ходы, которые прокладываются в виде замкнутых полигонов и разомкнутых ходов. При съемке населенного пункта или участка для строительства обычно на границе прокладывается замкнутый полигон. Для обеспечения съемки ситуации и для контроля измерений внутри полигона может быть проложен диагональный ход. Разомкнутый теодолитный ход должен быть вытянутым т.е. с углами поворота, по возможности, близким к 180 0 , и прокладывается как правило, между пунктами триангуляции или полигонометрии.
Проложение теодолитных ходов начинается с закрепления на местности колышками или деревянными столбами вершин углов поворота. Точки углов поворота теодолитного хода выбирают так, чтобы стороны между соседними точками было удобно измерять, а длины их были не более 350 м и не менее 20 м. Линии измеряются дважды, в прямом и обратном направлениях. Углы поворота в теодолитных ходах измеряют обычно правые походу лежащие. Измерения выполняются при двух положениях вертикального круга и за окончательный результат принимается среднее из двух измерений, если разница не превышает двойной точности прибора. Углы наклона линий измеряют с помощью вертикального круга теодолита. Результаты угловых и линейных измерений записывают в журнал установленной формы.
49) При теодолитной съемке получают геодезический журнал измерений углов, линий и абрис. Эти документы служат основанием для построения плана. Поэтому обработку результатов полевых измерений начинают с проверки правильности всех записей и вычислений, сделанных в журнале, а также вычислений поправок за наклон сторон теодолитного хода. Дальнейшая обработка измерений при теодолитной съемке складывается из следующих действий: обработка угловых измерений и вычисление дирекционных углов и румбов сторон, вычисленных приращений и координат вершин теодолитного хода, построение плана участка теодолитной съемки.
Угловая невязка замкнутого хода. f b =åb п -180 0 (n-2)
Допустимая предельная невязка суммы углов f b =1`√n, распределяется с обратным знаком поровну на все углы с округлением до 0,1`
Вычисление дирекционных углов и румбов сторон замкнутого хода. Исходный дирекционный угол a 1 , получают привязкой стороны к пунктам геодезической сети или определяют для нее истинный или магнитный азимут. По известному дирекционному углу a 1 и по исправленным углам b вычисляют дирекционные углы всех сторон замкнутого хода по формулам: a n =a n-1 +180 0 -b n ; a 1 =a n +180 0 -b 1 (контроль измерений)
Угловая невязка разомкнутого теодолитного хода f b =åb n -åb т
57) Геодезическая сеть – это система закрепленных точек земной поверхности, положение которых определено в общей для них системе геодезических координат. Геодезическая сеть бывает 2-х видов: плановая и высотная. В России геодезические сети, как плановые, так и высотные, подразделяются на государственную геодезическую сеть, геодезическую сеть сгущения и съемочную геодезическую сеть. Государственная геодезическая сеть является исходной для построения всех других геодезических сетей. Сеть сгущения служит для дальнейшего увеличения количества точек геодезической сети. Съемочная сеть является геодезическим обоснованием для производства топографических съемок, а также для выполнения различного рода инженерно-геодезических работ.
Плановые геодезические сети создаются методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации.
При построении геодезической сети методом триангуляции на местности закрепляют ряд точек, которые в своей совокупности образуют систему треугольников. В треугольниках измеряются все углы и некоторые стороны, которые наз базисными.
Метод полигонометрии заключается в построении на местности ломанных линий, наз полигонометрическими ходами. Эти ходы прокладываются обычно между пунктами триангуляции. В полигонометрических ходах измеряются все углы поворота и длины всех сторон.
При построении сети методом трилатерации на местности также строится сеть треугольников, в которых при помощи свето- и радиодальномеров измеряются все стороны.
Высотная геодезическоя сеть строится методом геометрического или тригонометрического нивелирования.
51) Съемку местности производят в зависимости от конкретных условий местности одним из следующих методов: прямоугольных координат, полярным, прямых угловых засечек, линейных засечек, обхода, створов.
При съемках методом прямоугольных координат положение каждой ситуационной точки местности устанавливают по величинам абсциссы Х(расстояние от ближайшей точки съемочного обоснования по стороне теодолитного хода или расстоянием от начала трасы) и ординатой Y(расстояние от соответствующей стороны теодолитного хода или от трассы). Определение ординат Y обычно производят с помощью зеркального эккера и рулетки.
Метод прямоугольных координат наиболее часто используют при съемке притрассовой полосы линейных сооружений в ходе разбивки пикетажа. Ширину съемку притрассовой полосы в масштабе 1:2000 принимают по 100 м в обе стороны от трассы, при этом в пределах ожидаемой полосы отвода съемку ведут инструментально, а далее глазомерно.
Теодолитную съемку методом полярных координат применяют преимущественно в открытой местности, при этом положение каждой ситуационной точки определяют горизонтальным углом b, измеряемым от соответствующей стороны теодолитного хода, и расстоянием S, измеряемым от соответствующей точки съемочного обоснования. Съемку характерных точек местности наиболее часто осуществляют оптическими теодолитами с измерением расстояний нитяным дальномером.
Съемка методом полярных координат оказывается особенно эффективной при использовании электронных тахеометров.
Метод прямых угловых засечек применяют главным образом в открытой местности, там, где не представляется возможным производить непосредственное измерение расстояний до интересуемых точек местности. Положение каждой снимаемой точки относительно соответствующей стороны теодолитного хода определяют измерением двух горизонтальных углов b1 и b2, примыкающих к базису. В качестве базиса обычно служит одна из сторон съемочного обоснования или её часть. Съемку методом прямых угловых засечек обычно ведут оптическими теодолитами и особенно часто используют при производстве гидрометрических работ на реках: измерение поверхностных скоростей течения поплавками, траекторий льдин и речных судов, при выполнении подводных съемок дна русел рек и водоемов и т. д.
Метод линейных засечек применяют, если условия местности позволяют легко и быстро производить линейные измерения до характерных ситуационных точек местности. Измерения производят лентами или рулетками от базисов, расположенных на сторонах съемочного обоснования. Положение каждой снимаемой точки местности определяют измерением двух горизонтальных расстояний s1 и s2 с разных концов базиса.
Метод обхода реализуют проложение теодолитного хода по контуру снимаемого объекта с привязкой этого хода к съемочному обоснованию. Углы b1,b…, bn снимают при одном положении круга теодолита, а измерения длин сторон осуществляют землемерной лентой или рулеткой, нитяным дальномером или светодальномером электронного тахеометра.
Метод обхода используют, как правило, в закрытой местности для обозначения недоступных объектов значительной площади.
Суть метода створов состоит в том, что на прямо между двумя известными точками, размещенными на сторонах съемочного обоснования, с помощью одного из мерных приборов определяют положение характерных ситуационных точек местности.
Метод створов находит применение, главным образом, при изыскании аэродромов, для установления ситуационных особенностей местности в ходе топографических съемок методом геометрического нивелирования по квадратам. При производстве изысканий других инженерных объектов метод створов применяют крайне редко.
50) Теодолитная съемка явл съемкой ситуационной, при которой горизонтальные углы измеряются теодолитом, а горизонтальные
проекции расстояний различными мерными приборами. Превышения между точками местности при этом не определяют, поэтому теодолитная съемка явл частным случаем тахеометрической съемки.
Тахеометрическая съемка явл самым распространенным видом наземных топографических съемок, применяемых при инженерных изысканиях объектов строительства. Высокая производительность тахеометрических съемок обеспечивается тем, что все измерения, необходимые для определения пространственных координат характерных точек местности, выполняются комплексно с использованием одного геодезического прибора – теодолита тахеометра.
Для составления топографических планов участков местности со слабовыраженным рельефом необходима повышенная точность топографической съемки. В таких случаях может быть применен метод геометрического нивелирования, который строят способами:
Способ поперечников к магистральному ходу.
Способ параллельных линий
Способ полигонов
Способ квадратов
Фототеодолитная съемка позволяет определять координаты точек местности и составлять топографические планы, а также готовить цифровые модели местности по фотоснимкам, получаемым при фотографировании земной поверхности.
Аэрофотосъемкой наз комплекс работ, выполняемых для получения топографических планов и цифровых моделей местности с использованием материалов фотографирования местности с летательных аппаратов или из космоса.
В порядке, определенном Правительством Российской Федерации; - организации и обеспечения воинских и специальных железнодорожных перевозок; - руководства мобилизационной подготовкой и гражданской обороной на железнодорожном транспорте; - осуществления государственного контроля (надзора) за деятельностью физических и юридических лиц на железнодорожном транспорте, в том числе в части безопасности...
Частности, в отношении услуг, которые могут повлиять на здоровье граждан или нанести ущерб окружающей среде). Технические регламенты будут двух видов: общие (например, по вопросам экологической безопасности) и специальные (учитывающие особенные виды деятельности). Стандартизация будет носить добровольный характер. Лицензирование отдельных видов деятельности в области охраны окружающей среды. В...
Помощь, предоставляемую коммерческим организациям, являющимся юридическими лицами по законодательству Российской Федерации, в форме субвенций, субсидий, бюджетных кредитов, в т.ч. в виде ресурсов, отличных от денежных средств. Таким образом, взаимоотношения предприятия с бюджетом проходят только через налогообложение. При этом предприятие имеет право использовать все предоставляемые законодатель
Культурный и этнографический музей-заповедник «Кижи»; Госфильмофонд РФ; Государственный мемориальный и природный заповедник «Музей-усадьба Л.Н. Толстого «Ясная поляна»; Московская фабрика декоративной росписи; Российский государственный архив древних актов; – объекты, необходимые для функционирования федеральных органов государственной власти и решения общероссийских задач. К их числу относится...
Отправим материал вам на e-mail
В строительстве и бытовых ремонтных работах необходима абсолютная точность измерений. Правильно выполненные замеры предотвратят неприятные ситуации, такие как нестыковка швов, зазоры между стеной и отделкой. Для каждого вида работ применяется отдельный профильный инструмент. Какими инструментами пользуются для измерения расстояний, мы расскажем в этой статье.
- металлическая рулетка;
- лазерная рулетка;
- микрометр;
- нивелир;
- штангенциркуль.
В строительных магазинах можно найти любой интересующий вас строительный инструмент. Также многие компании предлагают услугу аренды таких устройств, что сокращает затраты на строительство и ремонтные работы. К тому же, эта процедура исключает приобретение некачественных стройинструментов. Также вы можете воспользоваться несколькими моделями и выбрать лучшую, чтобы приобрести для личного пользования.
Металлическая рулетка
Выпускаются номинальными расстояниями до 20 м с цепляющим механизмом на свободном конце. Применяются для простых измерений в помещениях и на улице.
Преимущества:
- Возможность снятия показаний в любую погоду.
- Экологическая безопасность.
- Отсутствие элементов питания.
- Долгий срок эксплуатации.
- Минимальная погрешность.
Недостатки:
- Фиксированная максимальная длина.
- Невозможность использования в труднодоступных местах.
- При частом контакте с водой возможно развитие коррозии.
- Большие габариты.
Лазерная рулетка
Какими инструментами необходимо пользоваться для измерения больших расстояний в труднодоступных местах? На смену обычному оборудованию пришли лазерные рулетки, которые могут измерять большие расстояния. Это высокотехничное устройство, которое быстро и точно снимает показания любого уровня сложности.
Недостатки:
- Стоимость. Практически все модели имеют высокую цену.
- Необходимость применения штатива для снятия показаний на больших расстояниях.
- Большая погрешность при измерениях малых длин.
- На холоде возможна быстрая разрядка батареи.
Чтобы повысить точность показаний, на конечную точку устанавливается мишень. Сохраняйте результаты измерений в памяти, чтобы выбрать оптимальный вариант ремонтных работ.
Дешевые китайские аналоги дают большую погрешность на всем диапазоне измерений. Для снятия контрольных и ответственных цифр, такие рулетки применять не рекомендовано.
Статья по теме:
Приборы для измерения небольших расстояний
Какими инструментами пользуются для измерения малых расстояний, таких как диаметр проводов, болтов, соединительных деталей и др.? Ответ один – высокоточными. К ним относят штангенциркуль, нутромер и микрометр. Искомый объект помещается между планками или зажимами измерительного устройства, которые соответствуют данным шкалы. Для замера глубины полых объектов используют встроенные штыки или стрежни. Точность показаний вычисляется до десятой доли миллиметра.
Нивелиры
Какими инструментами пользуются для измерения расстояний на местности и по плоским поверхностям? Это нивелиры. Широко применяются для отделочных работ – укладке плитки и твердых настенных и напольных материалов, для снятия данных о зданиях и уровнях земли. С помощью прибора можно сделать точную разметку, сформулировать правильное направление стен и др. Стандартные устройства снабжены окуляром и шкалой, в конструкции новых применяются лазерные лучи. Нивелиры возможно использовать только совместно со штативами для повышения точности показаний и избегания тряски прибора при работе.
- Покупайте инструменты для измерений в проверенных строительных магазинах. На рынке часто можно встретить подделки, которые после нескольких использований придут в неисправное состояние.
- Если вы не планируете использовать прибор в будущем, можно сэкономить и взять технику в аренду на необходимый период.
- Делайте поверку приборов перед ответственными замерами. Даже самая дорогая техника может выйти из строя. Обычная проверка может оказать хорошую службу для вас.
- Не оставляйте приборы на аккумуляторах включенными. После глубокой разрядки элемент питания может потерять часть емкости.
- Не рекомендовано применять устройства на аккумуляторах в сильные морозы на улице, низкие температуры отрицательно сказываются на работе любых устройств.
Заключение
Выбирайте только качественные приборы для измерения расстояний. От их исправности и точности показаний зависит успешность проведения строительных и монтажных работ. Применяйте измерительные устройства на всех этапах строительства, чтобы свести к минимуму погрешности измерений.
Изобретение относится к геодезическому приборостроению и предназначено для измерения расстояний различной длины при построении геодезических сетей для возведения уникальных сооружений, например ускорителей заряженных частиц, реакторных отделений, а также монтажа оборудования атомной энергетики, ракетостроения и др. Устройство содержит мерную ленту 1 с отверстиями 2, корпус 3 с основанием 4, рамку 5 с опорной призмой 6, базовую опору 7 с целиком 8, пазом 9 для крепления основания корпуса, штифтом 10, фиксатором 11 с закрепительным винтом 12; базирующий элемент 13 с кареткой 14, балансиром 15 с грузом 16 и целиком 17, уровнем 18, натяжным микрометрическим винтом 19 и индикатором 20. Применение в качестве гибкой рабочей меры ленты 1 с отверстиями 2 позволяет одной лентой измерять линии любой длины, так как лента с отверстиями представляет собой набор большого количества концевых мер. Предложенное устройство повышает точность и производительность измерения расстояний, обеспечивает применение лент из разных материалов, требующих различного натяжения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к геодезическому приборостроению и предназначено для высокоточного измерения расстояний различной длины при построении геодезических сетей для возведения уникальных сооружений, например ускорителей заряженных частиц, реакторных отделений, а так же монтажа оборудования атомной энергетики, ракетостроения, дальней радиосвязи и др. Известна рулетка содержащая корпус и установленную в нем с возможностью перемещения ленту с закрепленными на ней экраном с непрозрачными штрихами, второй экран, жестко закрепленный на корпусе, источник света, фотоприемный и вычислительный блоки, установленные по одну или разные стороны от экранов. Конструктивно рулетка изготовлена таким образом, что измерения выполняются между двумя крюками, один из которых расположен на конце рулетки, другой на корпусе. Это облегчает измерение линейных размеров, например, конструкций, но затрудняет высокоточные измерения между геодезическими стандартными знаками и снижает точность эталонирования полотна рулетки на компараторе, что исключает ее применение для высокоточных измерений в геодезических сетях. Известно устройство для измерения расстояний содержащее гибкую рабочую меру и связанные с ней через соединительное устройство отсчетное и натяжное приспособления. В известном устройстве для измерения расстояний автоматизированы контроль натяжения и отсчитывания по гибкой рабочей мере, что обеспечивает высокую точность и производительность измерения длины линии, соответствующей размеру данной гибкой рабочей меры. Поскольку при длине гибкой рабочей меры а возможны измерения линий в диапазоне d d, где d величина перемещения каретки, то в комплекте устройства должен быть набор рабочих гибких мер, обеспечивающий измерение различных расстояний. Это затрудняет использование устройства для измерения линий произвольной длины, кроме того, замена одной гибкой меры другой увеличивает трудоемкость работ и снижает производительность труда. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения расстояний содержащее базовую опору, базирующий элемент, каретку, установленную на базирующем элементе с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном его оси, балансир с грузом, установленный на каретке с возможностью поворота в плоскости, проходящей через оси базовой опоры и базирующего элемента, мерную проволоку, закрепленную одним концом на базовой опоре, а другим на балансире, уровень для определения взаимного положения балансира и мерной проволоки и отсчетное приспособление, служащее одновременно натяжным. Известное устройство предназначено для высокоточных измерений, но имеет низкую производительность труда, так как одной проволокой можно измерить расстояние в диапазоне d d, где d длина проволоки, а d величина перемещения каретки. Для измерения линий разной длины необходимо иметь требуемое количество мерных проволок, что повышает трудоемкость измерений и их аттестацию. Кроме того, в известном устройстве перемещение каретки и отсчитывание величины перемещения осуществляется одним и тем же микрометрическим винтом, что влияет на метрологические характеристики устройства и снижает точность вследствие износа винта. Задачей изобретения является разработка устройства для измерения расстояний, обеспечивающего высокоточное измерение линий любой длины. Это достигается тем, что в устройстве для измерения расстояний, содержащем гибкую рабочую меру, закрепленную одним концом на базовой опоре, а другим на базирующем элементе с кареткой, одноплечим балансиром с грузом и уровнем для определения взаимного положения балансира и гибкой рабочей меры, отсчетное и натяжное приспособления, согласно изобретению гибкая рабочая мера выполнена в виде ленты с отверстиями по ее оси с интервалами между ними, не превышающими длины хода каретки, базовая опора в верхнем ее торце снабжена штифтом и фиксатором положения гибкой рабочей меры и отверстия, а плечо балансира выполнено с возможностью изменения его длины, при этом натяжное приспособление выполнено в виде микрометренного винта, закрепленного на торце каретки и функционально не связано с отсчетным приспособлением. Гибкая рабочая мера в виде ленты с отверстиями по ее оси с интервалами между ними, не превышающими хода каретки, представляет собой набор большого количества концевых мер. Возможность измерения лентой с отверстиями обеспечивается конструкцией базового элемента, снабженного в верхнем торце штифтом для закрепления ленты отверстием на ней, соответствующим измеряемой длине линии, и фиксатором, осуществляющим контакт края отверстия со штифтом, что повышает точность измерений. Выполнение балансира с возможностью изменения длины плеча позволяет использовать базирующий элемент для измерения лентами разной длины (10 или 24, или 48 м) путем подбора требуемого натяжения рабочей меры, что расширяет возможности применения устройства для различных видов геодезических работ. В предлагаемом устройстве для улучшения метрологических характеристик натяжения ленты осуществляется микрометренным винтом, а в качеств отсчетного приспособления применен индикатор часового типа. Функции отсчетного и натяжного приспособлений разъединены. На фиг. 1 изображено устройство для измерения расстояний, общий вид; на фиг. 2 гибкая рабочая мера, план. Устройство для измерения расстояний содержит мерную ленту 1 с отверстиями 2, корпус 3, основание 4 корпуса и рамку 5 с опорной призмой 6; базовую опору 7 с целиком 8, пазом 9 для крепления основания корпуса, штифтом 10, фиксатором 11 с закрепительным винтом 12; базирующий элемент 13 с кареткой 14, балансиром 15 с грузом 16 и целиком 17, уровнем 18, натяжным микрометренным винтом 19 и индикатором 20. Гибкая рабочая мера в виде мерной ленты 1 с отверстиями 2 расположена в корпусе 3 с основанием 4. Мерную ленту изготовляют, например, из инварной ленты шириной 8 мм, толщиной 0,2 мм. Отверстия 2 на ленте пробивают с помощью специального шаблона и пробойвика. Для крепления корпуса 3 ленты 1 в пазу 9 на целике 8 базовой опоры 7 основание 4 выполнено в форме вилки. Один конец ленты закреплен на базовой опоре 7 ближайшим отверстием 2 в штифте 10 и фиксатором 11 положения ленты и отверстия. Другой конец ленты закреплен на базирующем элементе 13 с помощью измерительной рамки 5 с опорной призмой 6 для облегчения контакта с целиком 17, установленным на балансире 15 с грузом 16. Подпружиненная каретка 14 помещена в направляющие, расположенные на базирующем элементе 13 с возможностью перемещения. Интервалы между отверстиями 2 на ленте 1 не должны превышать шага перемещения каретки 14 для обеспечения быстрого фиксирования отверстия 2, соответствующего "грубому" значению длины измеряемой линии. Если отверстия пробиты через 50 мм, то "грубое" значение длины линии равно nl o , где l o =50 мм, n число отверстий. Каретка 14 имеет, например, шарнирную связь с балансиром 15, служащим для размещения на нем груза 16 с целиком 17 для закрепления конца ленты 1. Выполнение балансира с возможностью изменения длины плеча позволяет использовать один и тот же базирующий элемент для измерений лентами разной длины (например, 10 или 24, или 48 м) и сечения, а так же изготовленных из разных материалов (сталь, инвар, композиционные материалы) путем подбора требуемого натяжения рабочей меры перемещением груза на нем. Уровень 18 обеспечивает одинаковое положение балансира 15 и ленты 1, соответствующее требуемому натяжению для данного мерного тела как в момент аттестации устройства, так и в момент измерений. Натяжное приспособление 19, осуществляющее перемещение каретки 14, а следовательно, и балансира 15 в положение, соответствующее требуемому натяжению ленты 1, выполнено в виде микрометренного винта, отсчетное для измерения величины перемещения каретки 14, например, в виде индикатора 20 часового типа. Натяжное и отсчетное приспособления расположены у противоположных концов каретки 14 для разгрузки индикатора от воздействия напряжения подпружиненной каретки 14 с целью повышения метрологических характеристик отсчетного устройства. Перед началом измерений рабочая лента 1 проходит метрологическую аттестацию. Сначала на высокоточном измерителе типа УИМ-23 измеряют расстояния между отверстиями, а затем с эталоном сравнивают длины между отверстиями через, например, 1-5 м. Далее из обработки результатов компарирования составляют аттестацию на каждое отверстие. Кроме того, при компарировании определяют отсчет a 0 по индикатору 20, соответствующий заданному натяжению, достигаемому при определенном положении балансира 15, мерной ленты 1 при положении пузырька уровня 18 в нольпункте. Например, для 24-метровой ленты натяжение должно быть 10 кг. Путем решения и анализа уравнений равновесия одноплечего балансира 15 находят массу груза 16, имеющего возможность перемещения вдоль оси балансира и определяют место его закрепления (плечо приложения силы). Далее регулируют уровень 18 так, чтобы при натяжении 10 кг, его пузырек был в нольпункте. При этой юстировке допускается использование прокладок, если не хватает диапазона исправительных винтов уровня 18. С помощью уровня 18 контролируют взаимное положение балансира 15 и ленты 1 при заданном натяжении во время компарирования и полевых измерений. После юстировки базирующего элемента 13 и компарирования устройство готово к работе. Во втулки геодезических знаков, расстояния между которыми необходимо измерить, вставляют базовую опору 7, и базирующий элемент 13 с установленной на нем подпружиненной кареткой 14 с балансиром 15, грузом 16, целиком 17 и уровнем 18. Корпус 3 ленты 1 основанием 4 помещают в паз 9, на целике 8. Протягивают ленту 1 из корпуса 3 и закрепляют ее конец с рамкой 5 и опорной призмой 6 на целике 17. Отворачивают закрепительный винт 12 фиксатора 11 и отводят последний в сторону, натягивая ленту, в ближайшее отверстие 2 вводят штифт 10. После этого ленту 1 помещают в паз на верхнем торце целика 8, возвращают фиксатор 11 в рабочее положение и прижимают им ленту 1 с помощью закрепительного винта 12. Далее балансир 15 ориентируют по направлению измеряемой линии так, чтобы ось балансира совпала с плоскостью, проходящей через оси базовой опоры 7 и базирующего элемента 13. Для измерения длины линии на индикаторе 20 проверяют правильность установки отсчета a 0 , определяемого при компарировании. В случае, если отсчет сбит, действуя натяжным микрометренным винтом 19 и меняя положения индикатора 20 в обойме, добиваются его установки в соответствии с метрологическими данными. Вращением винта 19 перемещают каретку 14 с балансиром 15 до тех пор, пока пузырек уровня 18 установится в нольпункте. Отсчет положения каретки 14, соответствующий длине ленты от зафиксированного отверстия 2 до грани опорной призмы 6, определяют по индикатору 20. Длина линии L равна L=nl 0 +(a-a 0), где n номер отверстия; l o расстояние между отверстиями на ленте; а отсчет по индикатору при измерении; а 0 отсчет по индикатору при компарировании.
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ, содержащее базовую опору, базирующий элемент с кареткой, гибкую рабочую меру, закрепленную одним концом на базовой опоре, а другим на базирующем элементе, механизм отсчета, взаимодействующий с кареткой, механизм натяжения рабочей меры и балансир с грузом, отличающееся тем, что гибкая рабочая мера выполнена в виде ленты с отверстиями по ее оси, интервалы между отверстиями которой не превышают шага перемещения каретки, которая шарнирно соединена с балансиром, груз размещен на балансире с возможностью перемещения вдоль него и фиксации, устройство снабжено размещенным на базовой опоре штифтом, предназначенным для поочередного размещения в отверстиях ленты, и фиксатором положения ленты. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм натяжения выполнен в виде микрометрического винта, взаимодействующего с торцом каретки и расположенного диаметрально относительно механизма отсчета.
Когда люди проходят мимо геодезистов, работающих на улицах, стройках, на садовых участках, многие задаются вопросом- а что это за «тренога» такая, куда посмотреть в прибор, а что я там увижу? Как называется этот прибор, и зачем он здесь стоит? Часто-это праздное любопытство. Иногда просто пытаются вникнуть и понять, как это действует и что меряет. Некоторые просто работают в смежных отраслях и хотят расширить свой кругозор.
Существуют очень сложные системы и сверхточные приборы, которые редко используются, и в обычной жизни инженера Вы с ними не встретитесь. Попробуем вкратце рассказать про приборы, которые, в основном, используют геодезисты в прикладной геодезии. Про те штативы и «палочки», с которыми ходят геодезисты.
»
»
»
»
»
»
»
| Небольшой исторический очерк |
|
Известный российский профессор-геодезист, который жил и работал на рубеже XIX и XX столетий, генерал-лейтенант Василий Васильевич Витковский свою специальность называл одной из самых полезных областей знания. По его мнению, изучать форму и поверхность Земли человечеству необходимо настолько же, насколько каждому из нас - в подробностях узнать собственный дом. Неудивительно, что геодезия всё время развивается и уже давно нацелилась не только на нашу отдельную планету, а и на всю Солнечную систему и даже галактику в перспективе. Вместе с развитием цивилизации эта наука очень усложнилась, разделилась на несколько дисциплин - и, естественно, начала ставить перед собой и решать всё более сложные задачи. Причём как теоретические по причине роста количества и масштабов исследований, так и практические - из-за увеличения числа уникальных инженерных конструкций и сооружений. Это не могло не привести, с одной стороны к повышению требований к точности измерений, а с другой - к усложнению оборудования. Особенно сильно это стало заметно в последние 10-20 лет в связи со стремительным развитием электроники и началом широкого применения лазеров. Подробнее про геодезию, как науку можно узнать в , посвященной этой познавательной теме. |
Что измеряют геодезические приборы:
Измерение расстояний
Самая простая геодезическая задача - это измерение длины линии. Ленты и рулетки, длинномеры и геометрического типа дальномеры - это приборы, с помощью которых измеряют короткие линии со сравнительно невысокой точностью. А вот если речь идёт об измерениях высокоточных или базисных, а также о значительных расстояниях, понадобится уже дальномер - световой, электромагнитный, радиоволновый или лазерный. Особенно распространены такие приборы в космической и морской геодезии.
Измерение превышений
Для измерения высот и их разницы используются нивелиры и профилографы. Нивелиры используют вместе со специальными нивелирными рейками. Существуют оптические, цифровые и лазерные нивелиры. Причём последние нельзя путать с просто лазерными уровнями, которые отличаются не только конструктивно, но и по обеспечению точности.
Измерение углов
Измерение углов очень долго обеспечивалось с помощью довольно простых инструментов
- транспортиров, экеров и эклиметров. Более сложным прибором является буссоль - подвид компаса, которым можно измерить магнитный азимут, то есть угол, на который линия отклоняется от направления на север магнитного меридиана. Основной современный прибор для измерения углов - это теодолит, довольно сложный оптический прибор, позволяющий добиваться очень высокой точности измерений.Определение местоположения
В стародавние времена определение местоположения больше всего волновало моряков — спросить не у кого, да и сухопутных ориентиров практически нет. Было создано много специфических приборов для навигации и определения широты своего местоположения -астролябия, секстант, квадрант и другие раритеты. В настоящее время никого не удивишь «навигаторами» на различных электронных устройствах. Это стало возможно с появлением специальных навигационных спутников, которые дают возможность определения непосредственно местоположения объекта на местности.
Давно не секрет — прогресс не стоит на месте. Время, когда измеряли все эти величины по отдельности, да еще и «дедовскими» приборами, ушло безвозвратно в прошлое. В рамках этой статьи не будем рассматривать буссоли, кипрегели и стальные рулетки- только актуальное и наиболее распространенное геодезическое оборудование.
Каждая уважающая себя геодезическая бригада в составе 2-4 человек, чтобы справиться практически с любыми инженерно-геодезическими изысканиями, должна иметь следующие приборы:
.
Понятное дело, измерять углы, длины и высоты разными приборами - не слишком удобно и довольно долго к тому же. Поэтому для тех случаев, когда нужно проводить несколько типов измерений, существуют приборы комбинированные, такие как тахеометр. Это наиболее современный электронно-оптический прибор, который позволяет измерять любые длины, разницы высот и горизонтальные углы.
В большинстве случаев этого прибора достаточно для фиксации всех необходимых измерений на объекте, при условии, что точность прибора соответствует виду работ. Именно подобные приборы, в большинстве своем, Вы можете видеть на стройплощадках, на участках соседей и вдоль дорог нашей страны. на данном этапе развития технологий являются наиболее востребованными и универсальными приборами для проведения геодезических измерений.
Во многих случаях нет необходимости в более громоздких и намного более дорогих и сложных в использовании тахеометрах. В строительстве зданий, дорог и других сооружений после планового определения местоположения объекта нужно лишь контролировать высоту, уровень и вертикальность поверхностей. С этими функциями легко справляется нивелир. Его основная задача — измерять превышения между объектами. Бывают нивелиры электронные, оптические, лазерные, с автоустановкой и прочие. Во многих случаях нивелиры использовать удобнее и целесообразнее —например, при наблюдении за осадками зданий и сооружений используются высокоточные нивелиры с автоустановкой, нежели тахеометры- опять же из-за дороговизны последних . Подводя некую черту по использованию , можно сказать, что чаще всего они используются непосредственно в процессе строительства из- за простоты использования и относительной дешевизны.
-GPS оборудование
GPS модули или приемники сопутствуют нам в повседневной жизни в наших телефонах, навигаторах, планшетах и т.д. Они призваны помочь нам сориентироваться на местности и не потеряться в городских джунглях. Однако они имеют мало общего с геодезическим GPS оборудованием.
Геодезистам эти приборы нужны не для ориентирования на местности, а для точного определения местоположения «тарелки» (обычно такой формы придерживаются производители GPS приемников). Погрешность обычно составляет 0,5-2 сантиметра относительно ближайшего пункта Государственной Геодезической Сети (ГГС). В то время, как обычные навигаторы дают ошибку местоположения около 10-20 метров, что в работе геодезиста недопустимо. Но есть множество факторов, которые весьма часто негативно влияют на величину погрешности геодезических . Поэтому недостаточно просто приобрести дорогостоящую «тарелку», и начать определять местоположение соседних заборов, например, как обычным навигатором. Без должной калибровки и последующей обработки измерений ничего не выйдет.
В общем, если увидите геодезиста с «тарелкой» на вешке, знайте- он определяет точное местоположение точки, над которой стоит приемник.
Очень простой инструмент геодезиста. Многие сталкивались со штативами при съемках фотографий или фильмов с использованием профессионального оборудования. Геодезисты также пользуются специальным оборудованием, которое без штативов обойтись не может. От остальных геодезические отличаются в основном простотой конструкции, неприхотливостью в использовании и «неубиваемостью». Ведь работать приходится совсем не в идеальных условиях. Основная задача геодезического штатива- неподвижно зафиксировать прибор, который на него устанавливается. На штатив сначала ставится трегер- специальное устройство для центрирования над определенной точкой при необходимости и горизонтирования прибора. Потом уже ставится прибор-тахеометр, нивелир и т.д. Различают деревянные, металлические и штативы из композитных материалов. В последнее время самыми «продвинутыми» являются штативы из фибергласса. Они очень легкие, прочные..но пока что неоправданно дорогие.
-Вешка
Тоже достаточно простой геодезический инструмент. Выглядит как круглая палка высотой около 1.8м. Однако многие вешки раздвигаются и могут иметь высоту до 6 метров. Наверху может находиться как отражатель, так и GPS приемник. Отражатель может быть разной формы и конструкции. Главная его задача- отражать сигнал, посланный дальномером. Его особенностью является то, что луч/сигнал, приходящий с прибора-измерителя отражается точно обратно.
В конечном итоге-там где находится отражатель или приемник на геодезической вешке происходит определение местоположения измеряемой точки.
Появилась относительно недавно в геодезических бригадах, так как раньше была довольно дорога и сложна в использовании. И по сей день не является единственным прибором для измерения непосредственно расстояний на объекте. Удобно использовать на коротких расстояниях и в помещениях. В уличных условиях применяется не часто, так как необходимо иметь поверхность, на которую можно навести лазерный луч. Также минус многих моделей без оптического визира- плохая видимость лазерной точки на ярко освещенных поверхностях.
Ввиду этого, сейчас все еще достаточно часто приходится использовать стальные рулетки длиной до 50м. Большей длины не выпускают, поэтому расстояния более 50 метров являются источниками ошибок из-за нескольких этапов измерений. Измерения нужно проводить вдвоем, да и провис ленты доставляет некоторую ошибку в измерения.
В итоге лазерные рулетки используются повсеместно кадастровыми инженерами и геодезистами в тех случаях, когда это целесообразно и возможно. В остальных случаях выручает старая-добрая стальная рулетка.
Прибор, сопутствующий инженерно-геодезическим изысканиям для нанесения подземных коммуникаций на план. Часто в комплект входит генератор, который устанавливается на коммуникацию в ее видимой части. Он генерирует вибрации, которые фиксирует приемник. После обнаружения поворотных точек коммуникации- их наносят на геоподоснову или . Кабелеискатель также может измерить глубину залегания коммуникации с точностью до 0.05м.
Мы рассказали Вам вкратце о геодезических приборах и инструментах, необходимых в прикладной геодезии. Надеемся, что помогли разобраться в тонкостях штативов и «палочек» с которыми работают люди, именующие себя геодезистами.
Полезные статьи:
На начальном этапе развития геодезии главными задачами были измерение прямых линий, построение прямого угла, измерение площадей и ориентирование сооружений при строительстве. Для их решения были созданы соответствующие устройства и инструменты. При возведении монументальных сооружений необходимо было знание линий отвеса и горизонта . Описание некоторых устройств и методы измерений есть в трудах Витрувия и «Диоптре» Герона. В «Библии» в «Книге пророка Иезикииля» повествуется о «мерной трости длиною шесть локтей» (названной жезлом Иезикииля).
В Египте в качестве измерительных приспособлений и устройств для непосредственного измерения расстояний и геометрических построений на местности применялись мерные шнуры и шесты . В древней Греции и Риме кроме них применялись мерные цепи, наугольник, линейка, циркуль, ватерпас с отвесом, грома, диоптра, одометр, водяные нивелиры и др . По сообщениям античного историка Плиния Старшего отвес изобрел известный мифологический механик, архитектор и скульптор Дедал, циркуль создал Пердикс, сын сестры Дедала, а ватерпас с отвесом , линейку и наугольник – Федор Самосский. Они применялись вплоть до крушения римской империи, а простейшие - до 17в. в Европе и в Арабском Халифате. Некоторые инструменты применяются и в настоящее время (отвес, угольник, уровень). Древнегреческий астроном Гиппарх изобрел угломерное устройство названное позднее «армиллярная сфера» (рис.). Она широко использовалась на протяжении многих столетий в астрономических наблюдениях.
Изготовление измерительных веревок из описания Герона Александрийского происходило так: веревка намачивалась, выдерживалась натянутой между двумя колами и высушивалась несколько раз, затем натиралась воском и смолой. По словам Герона, такая веревка не отличалась по длине от цепи более чем на 1:2000 (1см на 20м). Веревка размечалась через равные отрезки. На ней также отмечались узлами части в 3,4,5 единиц для построения прямого угла на местности.
В Индии были известны также следующие тройки чисел: 5,12,13; 7,24,25; 8,15,17; 12,35,37. («Правила шнура», Фишер,1981, Париж).
В Китае в 11–10вв. до н.э. производились измерения «всей Земли» с применением мерных цепей .
Во многих странах землемеров и межевщиков называли «натягивающие веревки». Египетских землемеров называлигарпедонапты , что означает протягивающие, закрепляющие веревку, римских – агрименсорами , в России – веревщиками . Во многих древних источниках веревка специальной длины упоминается как единица длины. Мерная веревка наложила отпечаток на некоторые фундаментальные геометрические термины, например, понятие линия означает натянутая нить. .
Размеры объектов определяли путем измерения у них только прямых линий. Размеры отдельных элементов фигур на местности определялись путем измерения или откладывания заданного расстояния по вынесенному на местность направлению. В геодезических работах до 16в. угловые измерения не производились .
Древние люди умели измерять расстояния до удаленных объектов косвенными способами , основанными на пропорциональном делении, с помощью реек, шеста или жезла. Применялись не только отдельные рейки, но и комплекты скрепленных реек, составлявшие простейший измерительный инструмент – угольник , горизонтальный или вертикальный. Фалес для определения высот предметов применял метод измерения длины тени . Этим методом он (в 6в. до н.э.) измерил высоту пирамиды, заметив, что длина ее тени находится в таком же отношении к длине тени вертикального шеста, как их высоты (Плутарх «Пир семи мудрецов»). Он определил высоту пирамиды путем наблюдения ее тени, когда тень человека имеет ту же длину, что и он сам.
