Метрология
.pdf
11
Рейка устанавливается на пристенный подвижный знак, берется отсчет а1 по рейке. Штангенциркулем измеряется расстояние от винта до пластины марки (в). Вращением винта марки, изменяют положение рейки и снова снимают отсчеты. Выполняют десять измерений превышений. Результаты заносят в табл. 6.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
№ |
Отсчеты |
1=аi – аi+1 |
Отчеты по |
|
|
|
2=вi – вi+1 |
=i - i+1 |
|
2 |
|
п/п |
по рейке а |
|
штангенциркулю в |
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
Среднюю квадратическую погрешность превышения на станции |
||||||||||
вычисляют по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
2 |
. |
|
|
|
|||
|
|
|
n |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Средняя квадратическая погрешность превышения на станции не должна превышать 5мм для технических нивелиров.
9.Оформление результатов поверки.
Результаты поверки нивелиров оформляются выдачей свидетельства
оего поверке.
Лабораторная работа 4 Метрологическая аттестация оптического теодолита 3Т5КП
1.Поверка внешнего состояния и комплектности.
Проводится визуальным осмотром. При проведении осмотра теодолита устанавливают:
-соответствие маркировки прибора и футляра;
-прибор и футляр не должны иметь механических повреждений, следов коррозии, препятствующих или затрудняющих работу с ними;
-теодолит должен иметь чистые поля зрения зрительной трубы и отсчетных устройств, а также четкие изображения визирных целей и отсчетных шкал;
-комплектность прибора должна соответствовать описи в паспорте на данный прибор.
Взаключении указывается: «При внешнем осмотре инструмента механических повреждений не было обнаружено (если были, то какие). Комплектация штатная».
12
2. Поверка работоспособности и взаимодействия подвижных узлов.
Выполняют опробованием. При опробовании необходимо обратить внимание на:
*плавность вращения зрительной трубы, алидады горизонтального круга, наводящих винтов, кремальеры, диоптрийных колец окуляров зрительной трубы, микроскопа, оптического центрира, подъемных винтов подставки. Плавность движения окулярного колена центрира;
*работу закрепительных винтов трубы, алидады горизонтального круга, удержание зеркала подсветки в любом приданном ему положении;
*подвижность маятника компенсатора и скорость его успокоения, слегка постукивая по прибору и одновременно наблюдая за изображением штриха вертикального лимба. Остановки колебания изображения штриха, являющиеся следствием «прилипания» маятника к упору-ограничителю, не допускаются;
*работоспособность замков, прижимов и винтов, фиксирующих прибор в футляре.
Взаключении указывается: «При опробовании подвижных частей инструмента закрепительные и наводящие винты, подъемные винты и кремальера вращаются плавно. Осевые пары исправны».
3.Поверка уровня при алидаде горизонтального круга. Ось
цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.
Выполняется следующим образом. Необходимо повернуть алидаду так, чтобы ось уровня расположилась параллельно прямой, соединяющей два подъемных винта подставки, и вращением этих винтов в противоположных направлениях вывести пузырек уровня на середину. Поворотом алидады на 90 и третьим подъемным винтом установить пузырек уровня снова на середину. Затем довернуть алидаду до 180 от начального положения и оценить смещение пузырька от среднего положения. Если отклонение больше одного деления, необходимо выполнить юстировку уровня.
В заключении приводят две схемы и указывают: «Поверка (не)
выполняется. Юстировка (не) требуется».
4.Поверка правильности установки сетки нитей зрительной трубы.
Поверку производят следующим образом. Наводят правым краем поля зрения трубу прибора на вертикально установленную линейку и берут отсчет N1 по средней нити. Затем наводят трубу на ту же линейку левым краем поля зрения и берут второй отсчет N2 по средней нити. Если отсчеты N1 и N2 отличаются более чем на 1 мм, установку сетки нитей исправляют.
13
В заключении отмечают: «Разность отсчетов (не) превосходит допустимую. Юстировка (не) требуется»
5.Определение коэффициента нитяного дальномера.
Для определения коэффициента дальномера и асимметрии нитей наводят зрительную трубу на рейку. При различных положениях зрительной трубы берут отсчеты по верхнему (в), среднему (с) и нижнему (н) штрихам сетки нитей не менее 10 раз. Результаты занести в табл. 7.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
№ |
Отсчеты по нитям |
= в -н |
1 = - ср |
1= в - с |
2= с - н |
2= 1 - 2 |
||
п/п |
в |
с |
н |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
средн |
|
|
|
|
Измеряют расстояние до рейки рулеткой с точностью до 0,05 м. Вычислить разности отсчетов по дальномерным нитям и подсчитать среднюю разность. Коэффициент дальномера определяют по формуле
K S ,
в н
где (в-н) - среднее значение разности отсчетов по нижней и верхней дальномерным нитям, мм;
S – расстояние от нивелира до рейки, мм. Асимметрию штрихов сетки вычисляют по формуле
а=(В –С) – (С – Н).
Выполнить оценку точности:
- средняя квадратическая погрешность определения коэффициента
дальномера |
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
m |
k |
|
1 1 |
|
|
|
n 1 |
||
|
|
|
||
- средняя квадратическая погрешность определения асимметрии нитей |
|||||
|
|
|
|
|
. |
|
m |
k |
|
2 2 |
|
|
|
|
n 1 |
||
|
|
|
|
||
6. |
Определение коллимационной погрешности. Визирная ось |
||||
|
зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения |
||||
|
трубы. |
|
|
|
|
Определение коллимационной погрешности производится следующим образом. Точно совместив ближайший штрих лимба с
14
начальным делением отсчетного устройства, взять отсчет а1 по линейке, установленной горизонтально (т.е. перпендикулярно линии визирования). После разворота теодолита точно на 180 , взять отсчет а2.
Величину коллимационной погрешности вычисляют по формуле:
2C (a2 a1) .
S
7. Определение наклона горизонтальной оси вращения зрительной трубы. Ось вращения зрительной трубы должна быть
перпендикулярна оси вращения теодолита.
При двух положениях круга КП и КЛ навести на высоко расположенную точку на стене аудитории. Затем поворотом трубы в вертикальной плоскости дважды спроецировать центр сетки нитей на линейку, установленную горизонтально у стены примерно на высоте горизонта инструмента и перпендикулярно к линии визирования. По положению центра сетки нитей взять отсчеты а1 и а2 при КП и КЛ.
Угол наклона оси вращения трубы можно вычислить по формуле:
i a2 a1 ,
2H
где Н – вертикальное расстояние от проецируемой точки до линейки:
H S tg ,
где S – расстояние от теодолита до линейки;
- угол наклона визирной оси при наведении на точку. Угол наклона не должен превышать 10 .
8.Определение цены деления цилиндрического уровня
Теодолит устанавливают на штативе таким образом, чтобы один из подъемных винтов находился по направлению на рейку.
Визируют зрительную трубу на рейку. Снимают отсчет А1 по рейке по средней нити. Вращая указанный выше подъемный винт, смещают пузырек уровня в крайнее левое положение. Берут отсчеты а1 и а2 по концам пузырька (в делениях шкалы ампулы). Вращением того же подъемного винта в противоположном направлении выводят пузырек в другое крайнее положение и берут отсчеты в1 и в2 по концам пузырька. Вновь визируют на рейку и снимают отсчет А2 по средней нити. Вычислить цену деления цилиндрического уровня по формуле:
|
|
|
|
|
2 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где arctg |
A |
; |
А=А1 – А2; |
= вср-аср, |
аср |
а1 а2 |
; вср |
в1 |
в2 |
; |
||
2S |
2 |
|
2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
S –расстояние от теодолита до рейки.
15
9.Определение рена отсчетной системы горизонтального и вертикального кругов
Совместить нулевой штрих шкалы со штрихом лимба, взять отсчет по правому концу шкалы. Такие измерения выполнить на установках лимба горизонтального круга через 60 , вертикального – через 2 . Результаты представить в табл.8.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
Горизонтальный круг |
Вертикальный круг |
||||||
Уст. лимба |
Отсчет |
|
ri = 60 - вi |
Уст. лимба |
|
Отсчет |
ri = 60 - вi |
0 |
|
|
|
-6 |
|
|
|
60 |
|
|
|
-4 |
|
|
|
120 |
|
|
|
-2 |
|
|
|
180 |
|
|
|
0 |
|
|
|
240 |
|
|
|
+2 |
|
|
|
300 |
|
|
|
+4 |
|
|
|
360 |
|
|
|
+6 |
|
|
|
|
|
|
rср |
|
|
|
rср |
10. Определение средней |
квадратической |
погрешности |
измерения |
||||
горизонтального угла. |
|
|
|
|
|
||
Определяют многократным (4 полных приема) измерением горизонтального угла.
Во время измерений следует соблюдать следующие правила:
*окончательное наведение трубы по азимуту выполняют движением наводящего винта на ввинчивание;
*не рекомендуется излишне туго затягивать закрепительные винты;
*каждый последующий прием начинают при том же положении вертикального круга, при котором закончен предыдущий;
*приемы, в которых допущены грубые погрешности или просчеты повторяют на тех же установках горизонтального круга;
*производить перефокусировку зрительной трубы или окуляра отсчетного микроскопа во время измерений не допускается.
Расхождения между результатами наблюдений горизонтальных направлений в начале и конце каждого полуприема не должны превышать
для теодолитов типа Т5 и равноточных ему 12 ( 0,2 ). Результаты оформляют в табл. 9.
|
|
|
|
|
|
Таблица 9 |
|
№ |
№ |
Отсчеты по гориз. кр. |
Л - П |
|
=- сред. |
|
|
приема |
точки |
Л |
П |
|
|
|
|
I |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
II |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сред. |
|
|
16
Среднюю квадратическую погрешность измерения горизонтального угла определить по формуле:
|
|
|
|
|
||
m |
|
|
|
. |
||
n 1 |
||||||
|
|
|
|
|||
11.Оформление результатов поверки.
Результаты поверки теодолита оформляются выдачей свидетельства о его поверке.
Лабораторная работа 5
Метрологическая аттестация нивелира Н3 с лазерной насадкой Лимка-ЛВН3
1. Поверка внешнего состояния и комплектности.
Производят осмотром. При внешнем осмотре необходимо проверить чистоту оптики зрительной трубы, правильность и четкость изображения сетки нитей, концов пузырька уровня и делений на ампуле (обе половинки пузырька уровня должны быть симметричны относительно их разделительной линии, а последняя должна быть тонкой и четкой). Визуально проверяют контрастность и четкость одновременного изображения нитей сетки, концов пузырька контактного уровня и отсчетной шкалы оптического микрометра. Комплектность нивелира должна соответствовать указанной в паспорте нивелира.
В заключении указать: «При внешнем осмотре инструмента механических повреждений не было обнаружено (если были, то какие). Комплектация штатная»
2. Поверка работоспособности и взаимодействия подвижных узлов.
Производят опробованием. При опробовании обращают внимание на плавность вращения окуляра и головки трубки, перемещающей фокусирующую линзу, возможность точной фокусировки зрительной трубы, одновременность и точность фокусировки нитей сетки и изображений концов пузырька уровня при вращении окуляра.
Проверяют исправность зеркала, освещающего уровень, элевационного винта, трубы нивелира, крепление винтов, исправность штатива.
Все подвижные узлы нивелира должны вращаться плавно, без скачков и заеданий. Подъемные винты нивелира должны вращаться при плотно завинченном становом винте легко и плавно. Юстировочные винты должны занимать среднее положение.
При проверке штатива убеждаются, подходит ли становой винт к нивелиру. Подтягивают все винты и гайки на штативе и проверяют его
17
устойчивость. Для этого нивелир устанавливают на штатив и приводят его в рабочее положение; наводят трубу на рейку и записывают по ней отсчет. Затем слегка нажимают на головку штатива, после чего опять отсчитывают по рейке. При устойчивом штативе отсчеты по рейке и положение пузырька незначительно отличаются от первоначального. Если отсчеты различаются значительно, то следует установить и устранить причины неустойчивости штатива.
В заключении указать: «При опробовании подвижных частей инструмента закрепительные и наводящие винты, подъемные винты вращаются плавно».
3.Поверка установочного круглого уровня. Ось уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Подъемными винтами приводят пузырек уровня на середину и, поворачивая верхнюю часть нивелира на 180 , контролируют отклонение пузырька уровня от средины.
В заключении приводятся две схемы и вывод о выполнении поверки или необходимости юстировки.
4.Поверка правильности установки сетки нитей. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента.
Поверку производят следующим образом. Наводят правым краем поля зрения трубу прибора на неподвижную рейку, установленную по отвесу, и берут отсчет N1 по средней нити. Затем наводят трубу на рейку левым краем поля зрения и берут второй отсчет N2 по средней нити. Если отсчеты N1 и N2 отличаются более чем на 1 мм, установку сетки нитей исправляют.
В заключении: «Разность отсчетов (не) превосходит допустимую. Юстировка (не) требуется».
5.Поверка и исправление цилиндрического уровня при трубе (поверка главного условия). Ось цилиндрического уровня, расположенного при
трубе нивелира, должна быть параллельна визирной оси.
Угол i нивелира (вертикальный угол, образованный визирной осью зрительной трубы и горизонтальной линией (осью уровня)) не должен быть более 10 .
Предварительно формируют вертикальный базис, т.е. определяют превышение между двумя точками. Затем нивелир устанавливают над одной из выше названных точек, приводят в рабочее положение, измеряют высоту инструмента с погрешностью не более 1мм и берут отсчет а по рейке, установленной на второй точке, превышение на которую известно.
Значение угла i вычисляют по формуле:
18
i (a I h) ,
S
где S – расстояние от нивелира до рейки, мм; h – превышение между точками, мм;
I – высота инструмента, мм;
=206265.
Измерения, указанные выше, повторяют не менее трех раз. Расхождения между отдельными значениями угла i не должны превышать 5 . За окончательный результат определения угла i принимают среднее арифметическое значение из всех измерений, признанных годными.
6. Поверка параллельности оси лазерного луча визирной оси нивелира
Поверка выполняется следующим образом. Производится измерение диаметра d объектива нивелира и расстояния а от объектива до центра выходного отверстия лазерного луча. Вычисляется значение:
С0 = d/2 + a.
Затем визируют на рейку и снимают отсчет в1 по средней нити нивелира и отсчет в2 по оси симметрии лазерного пятна. Вычисляют
разность С1 = в1 – в2.
Величина не параллельности оси лазерного луча визирной оси вычисляется по формуле: = С0 – С1.
7. Определение цены деления цилиндрического уровня
Нивелир устанавливают на штативе таким образом, чтобы один из подъемных винтов находился по направлению на рейку.
Визируют зрительную трубу на рейку. Вращением указанного подъемного винта смещают пузырек уровня в крайнее левое положение. Снимают отсчет А1 по рейке по средней нити и а1 и а2 по концам пузырька (в делениях шкалы ампулы). Вращением того же подъемного винта в противоположном направлении выводят пузырек в другое крайнее положение. Снимают отсчет А2 по рейке по средней нити и в1 и в2 по концам пузырька. Вычислить цену деления цилиндрического уровня по формуле:
|
|
|
|
2 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где arctg |
A |
; А=А1 |
– А2; = вср-аср, аср |
а1 |
а2 |
; вср |
в1 |
в2 |
. |
||
2S |
|
2 |
|
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8.Исследование точности регистрации лазерного луча и определение средней квадратической погрешности превышения на станции.
Рейка устанавливается на пристенную подвижную марку, берутся отсчеты по верхнему (в) и нижнему (н) краям лазерного пятна. Штангенциркулем измеряется расстояние (Ашт.) от винта до пластины
19
марки. Вращением винта марки, изменяют положение рейки и снова снимают отсчеты. Выполняют одиннадцать измерений. Результаты заносят в табл.10.
Среднюю квадратическую погрешность регистрации лазерного луча вычисляют по формуле:
|
|
|
|
|
m рег |
|
|
2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
||
|
Среднюю квадратическую погрешность превышения на станции |
|||||||||||||
вычисляют по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
mh |
2 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
|
№ |
Отсчеты |
=В - Н |
= - ср |
=(В+Н)/2 |
|
л= i+1- i |
Ашт |
шт=Аi+1-Аi |
=л- шт |
|||||
п/п |
В |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
среднее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12.Оформление результатов поверки. Результаты поверки прибора оформляются выдачей свидетельства о поверке.
Лабораторная работа 6 Метрологическая аттестация высокоточного нивелира
1. Поверка внешнего состояния и комплектности.
Производят осмотром. Визуально проверить чистоту оптических деталей зрительной трубы, контрастность и четкость одновременного изображения нитей сетки, концов пузырька контактного уровня и отсчетной шкалы микрометра. Комплектность нивелира должна соответствовать указанной в паспорте нивелира.
В заключении указать: «При внешнем осмотре инструмента механических повреждений не было обнаружено (если были, то какие). Комплектация штатная»
2. Поверка работоспособности и взаимодействия подвижных узлов.
Производят опробованием. При опробовании обращают внимание на плавность вращения окуляра и головки трубки, перемещающей фокусирующую линзу, возможность точной фокусировки зрительной трубы.
20
Проверяют исправность трубы нивелира, крепление винтов, исправность штатива.
Все подвижные узлы нивелира должны вращаться плавно, без скачков и заеданий. Подъемные винты нивелира должны вращаться при плотно завинченном становом винте легко и плавно.
Юстировочные винты должны занимать среднее положение.
При проверке штатива убеждаются, подходит ли становой винт к нивелиру. Проверяют устойчивость штатива. Для этого нивелир устанавливают на штатив и приводят его в рабочее положение; наводят трубу на рейку и записывают по ней отсчет. Затем слегка нажимают на головку штатива, после чего опять отсчитывают по рейке. При легком постукивании по штативу отсчет по рейке не должен изменяться. Если отсчеты различаются значительно, то следует установить и устранить причины неустойчивости штатива.
В заключении указать: «При опробовании подвижных частей инструмента закрепительные и наводящие винты, подъемные винты и кремальера вращаются плавно. Осевые пары исправны».
3.Поверка и юстировка установочного круглого уровня. Ось уровня
должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Подъемными винтами приводят пузырек уровня на середину и
поворачивают верхнюю часть нивелира на 180 . Контролируют положение пузырька уровня.
В отчете приводятся две схемы и дается заключение о выполнении поверки или необходимости юстировки.
4.Поверка правильности установки сетки нитей. Горизонтальная
нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента.
Поверку производят следующим образом. Навести точкой а горизонтальной нити сетки (рис.2) на четко видимую цель, точно совмещают изображения концов пузырька контактного уровня и отсчитывают по шкале оптического микрометра с точностью до 0,1
деления (отсчет по шкале микрометра должен быть на |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
||||||||||
участке шкалы близком к отсчету 50). Наводят на ту |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
||||||||||
же цель точки б, в, г горизонтальной нити и бисектора |
|
|
|
г |
|||||||||
и аналогично предыдущему отсчитывают по шкале |
|
|
|
а |
б |
||||||||
|
|
|
|
||||||||||
микрометра. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|||
|
|
Если |
разность |
между |
полусуммами |
|
|
|
|
||||
|
а б |
|
в г |
более двух делений шкалы микрометра, |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Рис. 2. |
|||||||
то нивелир нуждается в замене сетки нитей. |
|||||||||||||
В заключении: «Разность отсчетов (не) превосходит допустимую. Юстировка (не) требуется».