8.2 Типи приладів для вимірювання довжини ліній

Залежно від потрібної точності вимірювань довжини ліній на місце-

вості використовують різні типи механічних і фізико-оптичних мірних

приладів (табл. 8.1).

Таблиця 8.1 - Метрологічні характеристики та призначення

приладів для вимірювання довжини ліній

Тип приладів

Точність вимірювань

Призначення

Механічні:

жезли 1:1000000

Компарування

мірних

приладів

інварні дроти

1:1000000 – 1:500000 Високоточне перенесен-

ня на натуру проектних

ліній, компарування мір-

них приладів, вимірю-

вання базисів у триангу-

ляції і полігонометрії

мірні стрічки, рулетки, 1:700 – 1:5000

Знімання, розвідувальні

троси

роботи і розмічання

Фізико – оптичні:

оптичні віддалеміри

1:300 – 1:5000

Знімання і розвідувальні

роботи

Радіофізичні віддале- 1:10000 – 1:1000000

Побудова

знімальних

міри

геодезичних мереж у

триангуляції і полігоно-

метрії

Механічні мірні прилади призначені для безпосереднього вимірю-

вання довжини ліній. При вимірюванні довжини ліній використовують

штрихові стрічки ЛЗ-20, ЛЗ-24, ЛЗ-50 довжиною, відповідно, 20, 24 і 50 м

з ціною поділки 0,1 м, шкалові стрічки ЛЗШ-20, ЛЗШ-24 та ЛЗШ-50 дов-

жиною, відповідно, 20, 24 і 50 м і рулетки довжиною від 2 до 100 м.

Штрихова стрічка ЛЗ виконана із сталевої штаби завширшки

10...15 і завтовшки 0,4...0,5 мм з ручками на кінцях. По краях стрічки зроб-

лено прорізи, проти центрів яких нанесено штрихи. Відстань між штриха-

ми відповідає номінальній довжині стрічки. Оцифровка виконана з обох

боків стрічки: від 0 до 20 м з одного боку та від 20 до 0 - з другого. Метри

на стрічці позначено металевими пластинками. Півметрові поділки позна-

чено металевими заклепками, а дециметрові - круглими отворами. Відлік

по стрічці виконують з точністю 0,01 м.

80

Шкалова стрічка від штрихової відрізняється тим, що на її початку

і в кінці є шкали з міліметровими поділками. Довжина кожної шкали

10 см. До комплекту стрічок входить 6 або 11 шпильок.

Рулетки роблять із сталевої штаби шириною 10 - 12 і товщиною

0,15...0,3 мм. На рулетці нанесено міліметрові поділки по всій довжині або

тільки на першому дециметрові. Сантиметрові поділки наносяться по всій

довжині. Сталеву штабу намотують на кільце, що утримується хрестови-

ною або вилкою. До комплекту рулетки та стрічки можуть входити дина-

мометри, які забезпечують її натягання з силою 98,07 Н.

Для вимірювання відстаней непрямим способом використовують

віддалеміри, які дозволяють швидко одержувати результати вимірювань з

підвищеною точністю і без попередньої підготовки лінії на місцевості. Але

віддалеміри не пристосовані для відкладання проектної відстані.

В основі принципу вимірювання відстаней за допомогою оптичних

віддалемірів лежить залежність між сторонами паралактичного трикутни-

ка, в якому відомі базис b паралактичний кут β (рис. 8.1). Згідно з цією за-

лежністю відстань, м,

D = b ctg β ,

(8.1)

де β – паралактичний кут, кут при вершині трикутника, значення якого ме-

нше одного градуса.

Залежно від елемента паралактичного трикутника, що вимірюється,

оптичні віддалеміри бувають з постійним кутом і змінним базисом, з по-

стійним базисом і змінним кутом, із змінними кутом і базисом.

b

β

D

Рисунок 8.1 – Паралактичний трикутник

Найпоширеніший нитковий віддалемір з постійним паралактичним

кутом і змінним базисом, який дозволяє вимірювати відстані непрямим спо-

собом. Цей прилад, розміщений в зоровій трубі теодоліта або нівеліра, ви-

конано у вигляді двох рівновіддалених від центра горизонтальних рисок сі-

81

тки ниток, що утворюють паралактичний кут променями візування, що про-

ходять через ці риски. Як базис використовують дерев'яні рейки з сантимет-

ровими поділками, які встановлюють у вертикальне положення на місцевос-

ті. Точність вимірювання відстаней нитковим віддалеміром в сприятливих

умовах 1 : 300. Відстань, яку вимірюють нитковим віддалеміром, м,

D = K n + c, (8.2)

де К = 100 - коефіцієнт ниткового віддалеміра;

n - різниця відліків на рейці між крайніми штрихами сітки зорової труби;

с - стала віддалеміра (в сучасних приладах, с = 0.).

Принцип вимірювання довжини ліній радіофізичними віддалемірами

оснований на визначенні часу, за який електромагнітні хвилі проходять

вимірюваний відрізок в прямому та зворотному напрямах. Комплект від-

далеміра включає приймально-передавальний пристрій, встановлений в

одній із кінцевих точок, і відбивач хвиль, розміщений на другій кінцевій

точці. Відстань, що вимірюється, м,

D = τ v/2, (8.3)

де v - швидкість розповсюдження хвиль, м/с;

τ - час, за який хвилі проходять відстань передавач-відбивач-приймач, с.

Залежно від методу визначення часу, за який хвилі проходять від-

стань передавач-відбивач-приймач, віддалеміри ділять на фазові та імпуль-

сні. Фазовий світловіддалемір 2СМ-2 з фіксованими частотами модуляції

призначений для вимірювання відстані до 2000 м з середньою квадратич-

ною похибкою 1 : 100 000. Світловіддалемір СМ-5 дозволяє вимірювати

відстані до 500 м з середньою квадратичною похибкою 1 : 25 000. Світловід-

далеміром МСД-ІМ вимірюють відстані до 500 м з середньою квадратичною

похибкою 1 : 10 000.

Світловіддалемір С-1М, що виробляється на Україні ЦКБ “Арсе-

нал”, призначений для вимірювання відстаней в гірничих виробках та

польових умовах. Принцип його дії ґрунтується на вимірюванні фази

сигналу світла, що відбивається в місці, яке контролюється. Обладна-

ний лімбами для вимірювання кутів з невисокою точністю: горизонта-

льних 10 мінут й вертикальних один градус. Діапазон вимірювання

відстаней: при одному відбивачеві – 5...5000 м, а при декількох відби-

вачах – 5...5000 м з точністю ± (5 + 5·10-6 D) мм.

Світловіддалемір Блеск – 2 (2СТ – 10), що виробляється Уральським

заводом (Росія), призначений для вимірювання довжин ліній до 10 км.

Управління процесом вимірювання забезпечує вмонтована мікро-ЕОМ. Ре-

зультати вимірювань, з врахуванням поправок на атмосферний тиск й темпе-

ратуру, видаються на табло та можуть бути введені в накопичувач. Відбивач

є однопризмовий або шестипризмовий. Діапазон вимірювання відстаней

2..10 000 м з похибкою ± (5 + 3 · 10-6 D) мм.

82

Швидко й точно без сторонньої допомоги дозволяють вимірювати від-

стані ручні без відбивачів лазерні віддалеміри. Для автоматичного вимірю-

вання відстані вони використовують лазерний промінь, що відбивається від

поверхні й повертається назад до приладу. Прилад випромінює сигнал в чер-

воному спектрі видимого діапазону, що дозволяє бачити точку, до якої вимі-

рюється відстань. Круглий рівень дозволяє контролювати горизонтальне по-

ложення приладу.

Для вимірювань використовують ручні лазерні віддалеміри компанії

Sokkia: Mini Meter MM 30, MM 30 R та MM 100T; SONIN – 45,

SONIN – 60 PRO та SONIN 75; DISTO, DISTO classic та DISTO meno. Технічні

характеристики: ММ 30 та ММ 30 R – діапазон вимірювання 0,2...30 м, з від-

биваючого маркою 20...100 м, точність вимірювань ± (3 + 50 · 10-6 D) мм; а

ММ 100 – діапазон вимірювання 0,2...100 м, з відбивачем 20...3000 м, точ-

ність ± (20 + 3 · 10-6 D) мм. Технічні характеристики віддалемірів серії SONIN:

відстань вимірювання SONIN – 45 до 14 м, SONIN – 60 PRO до 18 м й

SONIN – 75 до 22 м з точністю ± (10 + 0,01 D) мм, а серії DISTO – 0,2...30 м,

DISTO classic – 0,3...40 м й DISTOmeno – 0,3...30 м та відповідно з відбиваю-

чого маркою 20...100 м, 40...100м, 20...100 м з точністю ± 3 мм.