CC BY
34
ЭТАЛОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ УГЛОМЕРНЫХ ПРИБОРОВ
Александр Викторович Куликов
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, заведующий метрологической лаборатории, тел. (383) 344-44-71, е-mail: [email protected]
Сергей Алексеевич Загарских
Сибирский научно-исследовательский институт метрологии, 630004, г. Новосибирск, пр. Димитрова, 4, зам. начальника отдела, тел.(383) 210-14-13, E-mail: [email protected]
Виктор Тимофеевич Новоевский
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, заведующий лабораториями кафедры наносистем и оптотехники, тел. (383) 344-44-71, е-mail: [email protected]
Александр Николаевич Носов
Сибирский научно-исследовательский институт метрологии, 630004, г. Новосибирск, пр. Димитрова, 4, старший научный сотрудник, тел.(383) 210-14-13, E-mail: [email protected]
Данная эталонная установка относится к области метрологии в геодезической отрасли и решает задачу определения погрешностей измерений как вертикальных, так и горизонтальных углов всех типов геодезических угломерных приборов.
Ключевые слова: поверочная схема, эталонная установка, погрешность, многогранная призма, автоколлиматор.
STANDART INSTALATION FOR DETERMINING THE HORIZONTAL AND VERTICAL ANGLES MEASUREMENT ERRORS WITH SURVEYING GONIOMETERS
Alexander V. Kulikov
Siberian State Academy of Geodesy, 10, Plakhotnogo, st, Novosibirsk, 630108, Head of metrological laboratory, tel. (383) 344 - 44 71, е-mail: [email protected]
Sergey A. Zagarskikh
Siberian research institute of metrology, 4, Dimitrova, st, Novosibirsk, 630004, Assistant chief of department, tel. (383) 210-14-13, е-mail: [email protected]
Victor T. Novoevsky
Siberian State Academy of Geodesy, 10, Plakhotnogo, st, Novosibirsk, 630108, Head of laboratorys, department of nanosystems and optoengineering, tel. (383) 344-44-71, е-mail: [email protected], assistant professor, tel. (383) 3 44-44-71, е-mail: l.g.kulikova @ ssga.ru
Alexander N. Nosov
Siberian research institute of metrology, 4, Dimitrova, st, Novosibirsk, 630004, Senior researcher associate, tel. (383) 210-14-13, е-mail: [email protected]
This standart installation concerns metrological field and is used in geodesy sphere for determining measurement errors of both horizontal and vertical angles with practically all types of surveying goniometres.
Key words: calibration scheme, standard instalation, error, polyhedral prism, autocolimator.
За последние два десятилетия геодезические инструменты стали в основном электронно-цифровыми, и, как следствие, меньших размеров и более эффективными. Однако их прекрасные точностные характеристики иногда могут обернуться неприятностями для конечного пользователя. Изготовитель калибрует оборудование и сохраняет специальные параметры в инструменте, чтобы соответствующим образом исправлять измеренные величины. В общем, пользователь ничего не знает о допустимых несовершенствах механики и связанных с ними внутренних поправках. Как следствие этого развития растет потребность в высокоточных и производительных эталонах для поверки этого геодезического оборудования, обеспечивающих привязку к поверочной схеме.
Авторами разработана установка для метрологической поверки и калибровки геодезических угломерных приборов, таких как тахеометров, теодолитов, астрономических универсалов и др. На данную Установку подана заявка на изобретение как на устройство.
В разработанной эталонной установке поставленная задача достигается тем, что установка для определения погрешности измерений горизонтальных и вертикальных углов геодезических угломерных приборов, содержит средство измерений, выполненное в виде автоколлиматора (эталон единицы плоского угла 1-го разряда) (АК) с диагональным зеркалом и многогранной призмой (эталон единицы плоского угла 1-го разряда), жестко закрепленной на оси вращения узла наклона. Причем узел наклона имеет возможность поворота в вертикальной плоскости на ± 135°. На малом основании помещён поворотный стол, снабженный двумя площадками, на верхней площадке которого устанавливается поверяемый ГУП, а на нижней - вторая многогранная призма (эталон единицы плоского угла 1 -го разряда). Она оптически связана со вторым АК (эталон единицы плоского угла 1 -го разряда).
Общий вид эталонной установки для определения погрешности измерений вертикальных и горизонтальных углов геодезических угломерных приборов приведён на рисунках 1 и 2: 1- малое основание; 2 - массивное основание; 3 -поворотный стол; 4 - нижняя площадка поворотного стола 3, 6 - верхняя площадка поворотного стола 3, 5 - многогранная призма; 7 - коллиматор; 8 -стойка; 9 - узел наклона; 10 - зажимной винт; 11 - ось узла наклона; 12 -микровинт; 13 - подставка; 14 - АК; 15 - второй АК; 16 - диагональное зеркало; 17 - вторая многогранная призма; 18 - гайка; 19 - подставка.
Определение погрешности измерений горизонтальных углов ГУП (рис. 1) выполняют следующим образом.
Коллиматор 7 выставляют на бесконечность. Поверяемый ГУП устанавливают на верхней площадке 6 поворотного стола 3 и закрепляют с помощью винта, изменяя высоту площадки 6 с помощью подставок (не показаны), добиваются совпадения горизонтальной оси ГУП с осью 11 узла наклона 9.
Рис. 1. Установка для определения погрешности измерений горизонтальных
углов геодезических приборов
С помощью собственных уровней ГУП его вертикальную ось приводят в рабочее положение «Круг Л» и трубу ГУП устанавливают в положение «Круг Л».
Устанавливают первую грань призмы 5 против АК 14 и винтом точной наводки (не показан) поворотного стола 3 совмещают автоколлимационное изображение от первой грани призмы 5 с любым штрихом шкалы АК 14.
Трубу ГУП устанавливают в горизонтальное положение.
Коллиматор 7 с узлом наклона 9 устанавливают в горизонтальное положение. Совмещают поворотом зрительной трубы ГУП центр «креста» коллиматора 7 с центром сетки нитей ГУП. Устанавливают лимб ГУП на отметку «0о». Снимают отсчёт по шкале АК 14. Далее поворачивают ГУП на угловой шаг призмы 5, например 30о - для 12-гранной призмы, причём, первоначальные показания компенсатора ГУП остаются неизменными до окончания полного приёма измерений (для двух оборотов). Поворотом ГУП совмещают центр «креста» коллиматора 7 с центром перекрестия ГУП и аналогично вышеизложенным операциям снимают отсчёты по АК 14.
Указанную операцию проводят для всех углов второй призмы 5.
Отсчёты, полученные от каждой грани второй призмы 5, приводят к отсчёту от первой грани. Полученные результаты сравнивают с действительными значениями на вторую призму 5 и по полученным расхождениям результатов судят о погрешности измерений любого угла в горизонтальной плоскости ГУП (круг Л).
Для измерений при «Круге П» переводят через зенит зрительную трубу ГУП. При этом отсчёт по горизонтальному кругу ГУП должен быть около 180 о. Проводят все описанные выше операции и определяют погрешность ГУП (круг П). Для определения погрешности ГУП при измерениях горизонтальных углов усредняют соответствующие значения, полученные при круге Л и круге П.
Определение погрешности измерений вертикальных углов ГУП (рисунок 2) выполняют следующим образом.
При «Круге Л» измерения проводят следующим образом. Поверяемый ГУП (не показан) устанавливают на верхней площадке 6. Перемещением узла наклона 9 вводят автоколлимационное изображение от первой грани призмы 17 в поле зрения АК 15 и зажимают винт 10. Наклоном зрительной трубы ГУП вводят центр «креста» коллиматора 7 примерно в центр поля зрения ГУП.
Предварительно устанавливают секундную шкалу АК 15 в среднее положение. Микровинтом 12 устанавливают на АК 15 отсчёт по минутной шкале.
Микровинтом ГУП совмещают центр «креста» коллиматора 7 с центром сетки нитей ГУП.
9 17 10 18 7
Рис. 2. Установка для определения погрешности измерений вертикальных углов
геодезических приборов
Фиксируют показание по отсчётному устройству ГУП и снимают отсчёт по АК 15. Значение принимают за первый отсчёт. Последовательно наклоняют трубу ГУП на угловой шаг призмы 17 поочередно: +15°; +30°; +45°; -15°; -30°; -45° (для 24-гранной призмы) и снимают отсчёты по АК 15.
Отсчёты, полученные от каждой грани призмы 17, приводят к отсчёту от первой грани. Полученные результаты сравнивают с действительными значениями призмы 17 и по полученным расхождениям результатов судят о погрешности измерений любого угла в вертикальной плоскости ГУП (круг Л).
При «Круге П» проводят операции аналогично «Кругу Л».
Для определения погрешности ГУП при измерениях вертикальных углов усредняют соответствующие значения, полученные при круге Л и круге П.
Определение суммарной погрешности ГУП
(1)
где дм,дак - погрешности аттестации многогранных призм и АК на государственном вторичном эталоне единицы плоского угла (ВЭТ);
двиз - погрешность наведения АК
(2)
где ? * - предел допускаемой погрешности ВЭТ.
t - коэффициент Стьюдента при доверительно вероятности Р = 0,99.
Суммарная погрешность Асумм не должна превышать:
- Для 1 р-да 0,3";
- Для 2 р-да 1".
© А.В. Куликов, С.А. Загарских, В.Т. Новоевский, А.Н. Носов, 2012
