Что такое геодезический компаратор

Геодезические компараторы

Поверочная установка, предназначенная для определения длины геодезической меры путем ее сличения с эталонной мерой длины, называется геодезическим компаратором. Существование подобных поверочных средств дало название методу поверки — сличению при помощи компаратора. Существование подобных поверочных средств дало название методу поверки — сличению при помощи компаратора. Известны несколько типов геодезических компараторов, в основу действия которых положены разные физические принципы, в связи с чем они могут быть подразделены на механические, оптико-механические, интерференционные.

Основными частями компаратора оптико-механического типа являются: полотно компаратора (основание); по нему перемещается по рельсам вдоль базиса компаратора тележка, несущая эталонную меру; столбы (опоры), на которых покоятся микроскопы для отсчитывания по шкалам мер, должны надежно изолироваться от пола помещения, по которому передвигаются во время работы наблюдатели. На компараторах, предназначенных для определения длины проволок и штриховых ленточных мер, предусматривается устройство для постоянного натяжения меры. Длина базиса компаратора измеряется последовательным суммированием длин отрезков между парой смежных микроскопов при перемещении тележки с мерой по рельсовому пути.

В механических компараторах рельсовый путь отсутствует, а вместо микроскопов применяются простейшие отсчетные приспособления — индексы либо лупы с индексом.

Основным элементом любого компаратора является эталонная мера длины (по Красовскому — нормальная мера).

Многолетними исследованиями и опытом применения рабочих мер в компараторах установлено, что на длину меры оказывают влияние следующие факторы: изменения длины под влиянием нестабильности молекулярного строения материала, из которого изготовлена мера; случайные изменения длины в результате резких колебаний температуры и механических воздействий (тряски, толчков); температурные изменения, связанные с ходом температуры в рабочем пространстве (в том числе и температурные последействия). Поскольку эталонные меры хранятся и применяются в особо благоприятных условиях, позволяющих ограничить вредно влияющие факторы, то наиболее вероятной причиной может быть изменение их длины под влиянием хода температуры в рабочем пространстве.

Известными примерами компараторов из геодезической практики служат оптико-механический компаратор МИИГАиК, малый компаратор ЦНИИГАиК, выпускаемый ЭОМЗ под шифром МК-1, и механический линейный компаратор Л К-1, разработанный специалистами ЦНИИГАиК и ЭОМЗ для поверки рулеток.

Приведем основные технические характеристики указанных типов геодезических компараторов.

Стационарный оптико-механический компаратор МИИГАиК был построен в 1926 г. под руководством проф. Ф.Н.Красовского. Компаратор расположен в полуподвальном помещении с массивными стенами, вдоль одной из которых установлены девять столбов, покоящихся на изолированном от пола фундаменте. На столбах укреплены микроскопы так, чтобы расстояние между ними составляло 3 м и их оптические оси находились в одном створе по линии базиса компаратора. Под микроскопами по рельсам, находящимся на столбах, в тележке передвигается 3-метровый геодезический жезл. Микроскопы снабжены винтовыми микрометрами с барабаном по 100 делений, цена одного деления равна 1 мкм. Инварные проволоки при их компарировании подвешивают на блоках, укрепленных в кронштейнах. Натяжение проволок осуществляется теми же гирями 10 кг, которые используются для работы в полевых условиях. Перед измерением длины проволок компаратор юстируют, после чего определяют цену деления барабанов микроскоп-микрометров. Процесс компарирования проволок включает до 6-ти приемов измерений, выполняемых в течение нескольких дней.

Отдельный прием состоит из следующих этапов: измерения длины компаратора эталонной мерой в прямом и обратном ходах; измерения длины компаратора проволоками в прямом ходе; измерения проволоками в обратном ходе; повторного измерения длины компаратора эталонной мерой. С помощью компаратора МИИГАиК выполнен большой объем поверочных работ для инварных проволок любой длины от 1 до 24 м инварных реек.

Для высокоточных измерений находят применение интерференционные компараторы, принцип действия которых основан на физическом явлении интерференции световых волн. При этом компарирование меры можно произвести либо путем непосредственного сличения с длиной волны излучения, используемого в интерферометре, либо сличением с эталонной мерой, длина которой определяется интерференционным методом.

Интерференционные компараторы позволяют определять длину рабочих мер и в полевых условиях, что наряду с повышением точности за счет использования когерентной структуры излучения дает преимущество, связанное с оценкой реальной длины меры непосредственно в тех условиях, при которых применяют рабочую меру. Кроме того, в конструкции интерференционного компаратора можно предусмотреть автоматизацию процедур отсчитываиия по мерам и обработки результатов.

Полевой интерференционный компаратор (ПИК) для инварных проволок, разработанный советскими учеными И.О.Шварцем и Г.В.Варлихом и затем усовершенствованный под шифром ПИК-2 в 1948 г. Г.Г.Гордоном и В.М.Назаровым (ЦНИИГАиК), позволяет оце­нивать длину инварных 24-метровых проволок с погрешностью не более 1 мкм. Работа компаратора основана на принципе интерференции белого света, получаемой при многократном отражении от зеркал, что создает эффект оптического умножения, позволяющий по малой исходной мере получить увеличение длины. В ПИК-2 исходная мера в 1,2 м в два этапа доводилась до 24 м.

В качестве геодезического компаратора может служить полевой линейный базис, закрепленный пунктами, стабильность которых сохраняется в процессе сличения поверяемого СИ с выбранной эталонной мерой.

Источник

Компаратор геодезический

Компаратор геодезический, прибор либо устройство для измерения длин мерных лент и проволок. Длины мерных лент и проволок определяют методом сравнения их с известной длиной К. г. Оптико-механический К. г. воображает последовательность цементных столбов с установленными на них отвесно и в одной вертикальной плоскости микроскоп-микрометрами.

Расстояние между осями микроскоп-микрометров измеряются при помощи жезла известной длины, перемещаемого на протяжении К. г. на тележке по установленному под ними рельсовому пути. Сумма этих расстояний образовывает длину К. г. С данной длиной при помощи крайних микроскоп-микрометров сравниваются длины мерных устройств. К. г. для измерения длин мер низкой точности является столомс отмеченными на нем нужными расстояниями, каковые измеряются образцовой лентой и с которыми сравниваются длины мерных устройств.

Интерференционный К. г. складывается из двух зеркал, установленных на особых подставках параллельно друг другу, и двух микроскоп-микрометров, расположенных над ними. Между зеркалами устанавливается кварцевый жезл, протяженность которого (в большинстве случаев 1,2 м) измерена на метрологическом компараторе интерференционном.

Расстояние между крайними зеркалами (в большинстве случаев 24 м) определяется по известной длине жезла при помощи интерференции света, а расстояние между осями микроскоп-микрометров и крайними зеркалами — из микрометрических измерений. С расстоянием между осями микроскоп-микрометров, так же как и на оптико-механическом К. г., сравниваются длины мерных устройств. Точность определения длин самые точных мерных устройств — инварных проволок длиной 24 м — на оптико-механическом К. г. 5·10-7 и на интерференционном К. г. 2,5·10-7.

Лит.: Красовский Ф. Н., Избр. соч., т. 3, М., 1955; Кондрашков А. В., Интерференция света и её использование в геодезии, М., 1956.

Две случайные статьи:

Компараторы. Часть 1 — введение

Похожие статьи, которые вам понравятся:

Компаратор интерференционный, прибор для метрологических измерений длин мер в длинах волн света либо для сравнения длин мер на базе интерференции света….

Исходные геодезические даты, совокупность размеров, определяющих положение референц-эллипсоида, принятого для обработки геодезической сети какой-либо…

Засечка геодезическая, метод определения положения точки (опорного пункта в геодезии, орудия либо цели в артиллерии) путём измерения длин отрезков,…

Зубоизмерительные устройства, средства измерения зубчатых передач. К данной группе время от времени относят средства измерения средства и зуборезного…

Источник

Компаратор геодезический

Значение слова «Компаратор геодезический»

Компаратор геодезический, прибор или устройство для измерения длин мерных проволок и лент. Длины мерных проволок и лент определяют путем сравнения их с известной длиной К. г. Оптико-механический К. г. представляет ряд бетонных столбов с установленными на них отвесно и в одной вертикальной плоскости микроскоп-микрометрами. Расстояние между осями микроскоп-микрометров измеряются при помощи жезла известной длины, перемещаемого вдоль К. г. на тележке по установленному под ними рельсовому пути. Сумма этих расстояний составляет длину К. г. С этой длиной при помощи крайних микроскоп-микрометров сравниваются длины мерных приборов. К. г. для измерения длин мер невысокой точности представляет собой стол с отмеченными на нем необходимыми расстояниями, которые измеряются образцовой лентой и с которыми сравниваются длины мерных приборов.

Лит.: Красовский Ф. Н., Избр. соч., т. 3, М., 1955; Кондрашков А. В., Интерференция света и её применение в геодезии, М., 1956.

Большая Советская Энциклопедия М.: «Советская энциклопедия», 1969-1978

Читайте также в БСЭ :

Компаратор (измерит. прибор) Компаратор (лат. comparator, от compare — сравниваю), измерительный прибор для сравнения измеряемых линейных величин с мерами или шкалами (см. Дифференциальный метод измерений, Сравнения.

Компаратор интерференционный Компаратор интерференционный, прибор для метрологических измерений длин мер в длинах волн света или для сравнения длин мер на основе интерференции света. Длины концевых мер до 100 мм изм.

Компас (в мор. деле) Компас (в морском деле — компас) (нем. Kompass, итал. compasso, от compassare — измерять шагами), прибор для ориентирования на местности. По принципу действия К. разделяют на: магнитные.

Источник

Мерные приборы и их компарирование

Наиболее распространенным видом геодезических измерений является измерение линий на местности. Для измерения линий применяются различные линейные мерные приборы. Линии измеряют в различных плоскостях (горизонтальной, на­клонной и вертикальной) рулетками (рис. 5.1), оптическими, электрон­ными и другими дальномерами.

Перед началом работы рулетки необходимо сравнить с эталонами, т.е. прокомпарировать. В этом случае используют лабораторные или полевые компараторы, длины которых известны с высокой точностью. По результатам компарирования для каждого мерного прибора устанавливается уравнение:

, (5.1)

— поправка за компарирование;

— поправка за темпе­ратуру, при которой производились измерения.

Процесс измерения заключается в том, что мерный прибор (рулетку) последовательно откладывают между точками измеряемой линии.

При определении наклонных расстояний необходимо измерять и углы наклона v, а затем вычислять горизонтальное проложение d линии

. (5.2)

При известном превышение между началом и концом линии определяют поправку за наклон

, (5.3)

где — измеренное расстояние, м.

Поправку за наклон линии к горизонту вводят для каждого отрезка измеряемой линии отдельно, если они имеют разные уклоны.

Измерения длин линий с помощью рулеток относятся к прямым методам.

Косвенный способ измерения реализуется при использовании геодезических приборов, называемых дальномерами, которые подразделяют на оптические и электронные.

Наиболее простым оптическим дальномером, который имеется в зрительных трубах всех геодезических приборов является нитяной дальномер с постоянным параллактическим углом. В поле зрения трубы прибора на сетке нитей находятся две дальномерные нити, расположенные на равном расстоянии от средней. Такой дальномер используется в комплекте с нивелирной рейкой.

Пусть визирная ось инструмента горизонтальна (рис. 5.2). Согласно схеме из подобия треугольников AFB и a’Fb’ имеем

(5.4)

где f – фокусное расстояние объектива;

р – расстояние между дальномерными нитями.

Отношение для данного инструмента постоянно и называется коэффициентом дальномера. Тогда расстояние определится

где d – расстояние от объектива до оси вращения инструмента.

Обозначая f+d через с и, считая его постоянным, для искомого расстояния D будем иметь

В трубах современных инструментов с внутренней фокусировкой постоянное с мало и его нередко можно не учитывать, т.е. в практических целях можно использовать формулу

Рис. 5.3. Определение расстояния

по нитяному дальномеру

В приведенном примере (рис. 5.3) между крайними нитями располагаются 24 сантиметровых деления рейки, при коэффициенте дальномера равном 100 это расстояние на местности будет 24 × 100 = 24 м. Нитяным дальномером можно измерить расстояния до 300 м с относительной ошибкой 1:300.

Если расстояние, измеренное нитяным дальномером, не горизонтально, то его приводят к горизонту (рис. 5.4). Рейка установлена отвесно и не перпендикулярна визирному лучу на угол v. Следовательно,

тогда искомое горизонтальное проложение

Электронные средства измерения реализуют распространение электромагнитных колебаний. В основе лежит соотношение

, (5.10)

где – скорость распространения электромагнитных колебаний;

– время распространения электромагнитных колебаний в прямом и обратном направлениях.

Рис. 5.5. Определение расстояний светодальномером

Широкое применение при измерении расстояний в инженерно-геодезической практике получили светодальномеры, использующие распространение световых волн в пространстве: если в точке А установить светодальномер, а в точке В – отражатель (рис. 5.5).Световой поток, распространяясь от передатчика на отражатель и обратно к приемнику, проходит двойной путь между точками А и В.

Рассмотренные электромагнитные методы измерений расстояний нашли свое широкое применение в современных геодезических приборах – электронных тахеометрах.

Радиодальномеры из-за особенностей распространения радиоволн используются в основном при измерении больших расстояний.

На строительных площадках и в помещениях широко используются лазерные рулетки, измеряющие расстояния в безотражательном режиме..

Источник