Вопрос №23 Рабочие меры геодезических приборов.

Геодезические приборы служат для сравнения измеряемой величины с рабочей мерой прибора. Все рабочие меры должны подвергаться испытаниям, которые обеспечивают передачу измеряемой единицы величины с эталоном с достаточной точностью. Рабочая мера воспроизводящей единицы длины. В геодезических приборах единицы длины воспроизводятся штрихами. К рабочим мерам относятся мерные проволоки (инварные, стальные), шкаловые, штриховые и кольцевые ленты и рулетки, рейки – дальномерные, нивелирные; шкалы и сетки приборов. Точность рабочих мер длин характеризуется предельными погрешностями нанесения штрихов и общей длины и погрешностью определения штрихов и общей длины. Точность определения должна быть выше точности нанесения. (Примеры:1)шкалы микроскопа – точность нанесения 1-2микрона; точность определения 0,2мкм. Сетка нитей:1)1-2 мкм; 2) 0,2мкм. Контрольные линейки инварной проволоки: 1) 15 мкм; 2)0,2 – 0,4 мкм. Нивелирные рейки: 1) 0,2 мм; 2) тоже. Общая длина реек: 1) 2мм; 2) 15мкм). Государственным первичным эталоном длины является метр (№11; 28). Метр ввели в 1791г. меридиана. Рабочие меры,воспроизводящие угловые единицы измерения. К ним относятся разделённые круги-лимбы. Основные требования –соблюдение допуска нанесения штрихов: установочные 15''-3', точные 3'-8', высокоточные 0,5''-2,5''.

В основном в дальномерах применяются

Рабочие меры частоты – кварцевые генераторы. Сохраняет колебания с точностью . км – СКП измерения расстояний. Радиан-центр угол, стягивающий дугу, равную радиусу. Эталоном служит 36 гранная призма (1 грань =10°).

Вопрос №24 Методы нанесения штрихов на шкалы. Штрихи на шкалы наносят делением или копированием. Деление шкал выполняют специальными машинами, которые подразделяют на ручные, полуавтоматические и автоматиче­ские. В ручных делительных машинах подачу разделяемой шкалы и приведение в действие механизма, наносящего штрихи, выполняют вручную и раздельно. В полуавтоматических дели­тельных машинах нанесение штрихов вы­полняют хотя и вручную, но от одной рукоятки. Штрихи коротких шкал на стекле наносят на малых полу­автоматических делительных машинах алмазным резцом или травлением в парах концент­рированной плавиковой фтористоводородной кислоты после на­резания резцом по тонкому восковому слою, предварительно нанесенному на стекле, которое перед де­лением покрывают пчелиным воском. Сразу после травления деталь тщательно промывают в проточной воде. Воск смывают бензином, а штрихи запол­няют черным составом краски и лака. Дополнительно в штрихи лимба втирают мелкий порошок графита. После просушки шкалу тщательно протирают. Краска остается только в штри­хах и цифрах. На поверхность шкал, являющихся одновременно и зерка­лом, наносят слой серебра, покрываемый для защиты медью или лаком. Штрихи толщиной до 1 мкм наносят напылением хрома в вакууме после нарезания штрихов резцом по слою специального лака, предварительно нанесенного на поверхность заготовки шкалы. После удаления лака на шкале остаются штрихи, образованные хромовым покрытием. Допускаемая ошибка в нанесении штрихов таких шкал обычно 1—2 мкм, по­этому в помещениях, где производится точное деление шкал, поддерживается постоянная температура. Штрихи на лимбах нарезают на круговых делительных ма­шинах и обрабатывают аналогичным образом. Штрихи шкал металлических контрольных линеек и инварных проволок наносят при помощи высокоточных делительных машин резцом. Толщина штрихов шкал, рассматриваемых в лупу, 0,05 мм, а рассматриваемых невооруженным глазом 0,1 — 0,15 мм. Допускаемая ошибка делений 5—10 мкм. Копирование шкал производят механическим, фотомехани­ческим и фотографическим способами. Механическим способом штрихи копируют на заготовку шкалы с трафарета (шаблона). Так изготавливают нивелирные рейки. Трафарет делают из металлической ленты или из плот­ной, но тонкой бумаги, пропитанной вареным льняным маслом. Шкалы на мерных металлических лентах и рулетках нано­сят также при помощи печати с последующим травлением. При фотомеханическом способе с трафарета на заготовку, покрытую светочувствительным слоем, проектируют световую щель, заменяющую резец в механическом способе. Затем заго­товку обрабатывают химическими реактивами. Фотографическим способом изготавливают небольшие шкалы, растры, кодирующие диски и т. д. Сначала делают ори­гинал в большом масштабе. С оригинала получают негатив, с которого копируют фотографическим путем изображение на заготовку шкалы. При этом все ошибки составления оригинала уменьшаются во столько раз, во сколько оригинал больше иско­мой шкалы.

 

Вопрос № 25 Отсчётные устройства, шкаловый микроскоп, оптическиемикрометры. Отсчетные устройства геодезических приборов основаны на способности глаза с высокой точностью:

1) определять совпадения штрихов;

2) отличать симметричность расположения штрихов одной шкалы относительно штрихов другой;

3) отсчитывать десятые доли малого промежутка между штрихами.

Отсчетные устройства в геодезических приборах делятся на:

1) механические — верньер (нониус);

2) оптические — штриховой микроскоп, шкаловой микрос­коп, микроскоп-микрометр (винтовой), оптический микрометр;

3) не требующие участия глаза наблюдателя в момент отсчитывания, электронные — фотографические, фотоэлектрические, телевизи­онные, радиотехнические.

Штриховой и шкаловой микроскопы. В качестве измеритель­ной части в микроскопах могут быть использованы штрих (индекс) или шкала. В первом случае микроскоп назы­вают штриховым или микроскоп-оценщик, во втором — шкаловым. Опытом установлено что увеличение микроскопа должно быть таким, чтобы видимая величина интервала была 1,5—2,0 мм, а видимая толщина индекса должна соответствовать 0,1 интер­вала.

Увеличение шкалового или штрихового микроскопа рассчи­тывают по формуле

где Г—увеличение окуляра микроскопа, —увеличение объектива микроскопа, - интервал шкалы (лимба) измерительного прибора; —линейная величина изо­бражения того же интервала.

Рен шкалового микроскопа — несоответствие видимой длины шкалы измерительной части микроскопа с видимой величиной интервала шкалы (лимба) измерительного прибора.

Шкаловые микроскопы применяют в тео­долитах Т5, Т15, 2Т5К, Theo-020. Для отсчитывания по шкалам инварных проволок и жезлов при высокоточных геодезических измерениях и в лабораторных компараторах применяют отсчетный микроскоп МИР-2, имею­щий окулярную шкалу.

Микроскоп состоит из выдвижного тубуса, вставленного в корпус. На тубусе нанесены деления от 130 до 190 мм. В верх­нюю часть тубуса вставлен окуляр с отсчетной шкалой. В ниж­нюю часть корпуса ввинчен ахроматический объектив. Корпус снабжен хомутом для крепления на стойках штативов. Хомут можно передвигать вдоль корпуса и закреплять в любом его ме­сте. Выдвижной тубус позволяет изменять расстояния между объективом и окуляром и тем самым изменять увеличение мик­роскопа от 19^х при длине тубуса 130 мм до 33^х при длине ту­буса 190 мм, а следовательно, и цену деления окулярной шкалы.

Микроскоп предназначен для измерений расстояний между штрихами шкал приборов.

 

Вопрос №26 Оптические микрометры являются точными отсчетными при­способлениями, имеющими по меньшей мере одну подвижную оптическую деталь и связанную с ней шкалу для отсчитывания.

В геодезических приборах находят применение одинарные и двойные оптические микрометры, которые подразделяются на клиновые, с плоскопараллельной пластинкой и линзовые. По своей конструкции оптические микрометры могут быть:

а) с одной или двумя плоскопараллельными пластинками, вращаемыми относительно неподвижной оси;

б)с оптическими клиньями, перемещаемыми поступательно;

в) с оптическими клиньями, вращаемыми вокруг оси;

г) с линзами, перемещаемыми перпендикулярно к своей оп­тической оси.

Простейший оптический микрометр с одной плоскопарал­лельной пластинкой, оптический микрометр с двумя наклоняющимися плоскопа­раллельными пластинками (служит для совмещения изображе­ний штрихов противоположных частей лимба), оптический микрометр с поступательно пе­ремещающимися клиньями, микрометр с вращающимися клиньями, микрометр с подвижными п о л у л и н з а м и. Линзовые микрометры применя­ются в дальномерах двойного изображения с переменным па­раллактическим углом.