Розділ 9. Повірки геодезичних приладів для вимірювання довжин ліній

Лекція ()

План заняття

10.1Електромагнітні далекоміри

10.2 Проведення повірки світло-і радіодалекомірів

10.3 Повірка рулеток і землемірних стрічок

9.1Електромагнітні далекоміри

9.1.1.Характеристика деяких типів електромагнітних далекомірів

Електромагнітні далекоміри в даний час зайняли провідне місце в геодезії при вимірюванні довжин ліній. Серед них розрізняють прилади двох основних видів: світловіддалеміри і радіодалекоміри.

В даний час у виробництві використовують світловіддалеміри «Кварц» типу СБ-6 за ГОСТ 19223-73, 2см-2, СМ-5, МСД-1М, ДК-001,СТ-5,СТ-10, а також радіодалекоміри РДГ, РДГВ і«Промінь». Із зарубіжних приладів найбільшого поширення у вітчизняній практиці отримали світловіддалеміри ЄОК 2000 (ГДР), «Геодиметра» моделей 6 і 8 фірми «АГА», Швеція.

Детальний опис пристроїв названих приладів можна знайти в роботах [9, 43].

Розглянемо деякі технічні характеристики найбільш поширених електромагнітних далекомірів.

Світловіддалемір «Кварц» призначений для вимірювання довжин сторін геодезичних побудов вищих класів. В якості джерела випромінювання в приладі застосований гелій-неоновий лазер, що має довжину хвилі випромінювання 0,63 мкм. Діапазон вимірювання довжин ліній від 1 м до 30 км вдень і до 50 км вночі.

Для модуляції світла використовується конденсатор Керра. Задаючий кварцовий генератор термостатированний; утроєнням його частот можуть бути отримані модульовані коливання наступних частот: 20 МГц; 29,99625 МГц; 29,925 МГц і 28,5 МГц. Приймач випромінювання ФЕУ-38. Різниця фаз опорного і сигнального напружень вимірюють індукційним фазообертачем, що працює на частоті 15 кГц. В якості джерела електроживлення служить бензоелектричний агрегат типу АБ-0,5-115/400. Споживана потужність приладу 140 Вт Відбивач приладу являє собою набір тріппельпризм, три блоки яких встановлюють і закріплюють на спеціальній підставці. Маса прийомопередавача 25 кг.

Похибка вимірювання довжин ліній світловіддалеміром «Кварц» оцінюють формулою ms = (l + 2 - 1 0^-6 S) см (S в км).

Світловіддалемір МСД-1М, виконаний під взривоіскробезпечному варіанті, призначений для робіт на поверхні і в підземних гірничих виробках. Є вдосконаленою моделлю далекоміра МСД-1. Відміна від базової моделі

полягає в застосуванні більш досконалої схеми живлення напівпровідникового джерела випромінювання підвищеної потужності.

Дальність роботи приладу доведена до 500 м. Тривалість вимірювання однієї лінії близько 8 хв. Прилад працює на трьох фіксованих частотах: 150,1549 МГц, 142,3624 МГц і 149,8552 МГц. Споживана потужність 2,5 Вт Маса прийомопередавача з вбудованою акумуляторною батареєю 9,5 кг.

Середня квадратична похибка вимірюваної відстані для МСД-1М оцінюється формулою ms = (2-1-5-10^-6S) мм.

Світловіддалемір 2СМ-2 відноситься до малих електромагнітних

далекомірів, які призначені для вимірювання сторін полігонометрії 4 класу, 1 і 2 розрядів, а також для виконання різних завдань лінійних вишукувань.

Випромінювачем в 2СМ-2 служить напівпровідниковий світлодіод

на арсеніді галію з довжиною хвилі 0,9 мкм. Для вимірювання відстаней використовується фазовий метод. Неоднозначність визначення відстаней вирішується завдяки використанню трьох частот модуляції: частоти 149,85 кГц і 1498,5 кГц забезпечують можливість визначення відстаней від 100 до 1000 м; частота 14985 кГц виробляється термостатированним кварцовим

генератором і задає масштаб відстаней з точністю до10 м. Результати вимірювань після натискання кнопки «Пуск» висвітлюються на світловому табло. Живлення приладу здійснюється від кадмієво-нікелевих акумуляторів. Споживана потужність приладу в середньому близько 20 Вт Дальність дії приладу при використанні штатного тріппельпризменного відбивача становить 2 км. Час вимірювань одним прийомом близько 2 хв. Маса прийомопередатчика 5,5 кг, електронного блоку 7 кг, блоку живлення 6,5 кг, відбивача з підставкою 3,8 кг. За резульзультатами випробувань [1], середня квадратична похибка вимірювання відстаней не перевищує 2 см у всьому діапазоні.

Світловіддалемір ДК-001 відноситься до високоточних приладів, що застосовується як зразкові засоби вимірювань, а також для виконання особливо точних спостережень, наприклад, при вивченні деформацій споруд. Відноситься до фазових геодезичних далекомірів, які працюють на надвисоких частотах (Масштабна частота 750 МГц).

Діапазон вимірюваних відстаней від 0,5 до 300 м, середня квадратична похибка вимірювань 0,5-0,6 мм. Результати вимірювань видаються на світловому табло з дискретністю 0,01 мм.

Середня споживана потужність 25 Вт Маса прийомопередавача 9 кг, електронного блоку 8,5 кг, блоку живлення 6,5 кг. Відбивач тріппельпризменний з одного призмою.

Світловіддалемір СМ-5 призначений для вимірювання довжин ліній в теодолітних і полігонометричних ходах, при виконанні різних лінійних вишукувань. Застосовується як самостійний прилад і у вигляді насадки на теодоліт типу 2Т.

Однозначне вимірювання відстаней забезпечується поєднанням двох частот: в режимі «Грубо» - 149,85 кГц і в режимі «Точно» - 14985 кГц. Випромінювач такого ж типу, як і в далекомірі 2СМ-2. Результати вимірювань автоматично реєструються на світловому табло з дискретністю до 1 мм. Дальність дії приладу до 300 м при використанні однієї призми і до 500-700 м при трьох призмах. Споживана потужність далекоміра 7-8 Вт. Маса основних вузлів: прийомопередатчика 4,7 кг, джерела живлення 3,4 кг, відбивача з підставкою типу ЛВ-бО-1,4 кг.

За результатами випробувань [14], середня квадратична похибка вимірювання відстаней в діапазоні до 500 м становить близько 2 см.

Радіодалекомір «Промінь» відноситься до геодезичних фазових далекомірних систем і призначений для вимірювання сторін геодезичних мереж вищих класів. Три характерні особливості вигідно відрізняють радіодалекомір «Промінь» від приладів аналогічного призначення колишніх випусків:

• застосування трисантиметрового діапазону несучих

радіохвиль;

• взаємозамінність станцій;

• можливість відділення прийомопередавача від

індикаторного блоку і дистанційного керування за допомогою > 25-метрового кабелю.

Дальність дії (паспортна) 60 км, діапазон несучих частот 8600-8900 МГц. Одна станція споживає близько 80 Вт.Маса індикаторного блоку 14 кг, прийомопередатчика 9,5 кг.

Середня квадратична похибка вимірювання оцінюється формулою

= (3-1-3 - 10-6S) см.

До основних метрологічних характеристик електромагнітних далекомірів,які підлягають контролю в процесі проведення повірочних робіт, відносять: похибка вимірювання довжин ліній в заданому діапазоні, постійну поправку приладу, значення частоти кварцового генератора і її нестабільність; в деяких випадках контролюють варіації показань (у радіодалекоміріів), діапазон вимірювань і довжину хвилі випромінювання (при диференційованій повірці [24]).