Выполнение работы
Предлагаемый порядок выполнения работы основывается на некоторых конструктивных особенностях макета нивелира.
1. Установить основание макета нивелира в горизонтальное положение (в продольном направлении), пользуясь передним установочным винтом 8 и контролируя по уровню.
2. Установить отсчёт «5» по основной шкале, добившись совмещения с этим штрихом нулевого штриха нониуса.
3. Убедиться в том, что при настройке окуляра по своему глазу ( по резкости штрихов шкалы и сетки окулярного микрометра) одновременно резко наблюдается изображение штрихов и окружностей сетки коллиматора. Фокусировку производить продольным перемещением окулярного микрометра при отпущенном стопорящем винте с накаткой. Кроме того, следует убедиться в параллельности одного из штрихов сетки коллиматора биссектору сетки окуляр-микрометра. Исправление лучше производить разворотом последнего, но можно и разворотом трубки коллиматора при отпущенном (с помощью отвёртки) винте.
4. Совмещением биссектораокуляр-микрометра с ближайшим горизонтальным штрихом сетки коллиматора – снять начальный отсчёт .
5. Наклонить основание макета нивелира в продольном направлении с помощью переднего установочного винта 8 на 24' (угловые минуты), для чего винт повернуть на два оборота (по часовой или против часовой стрелки).
6. Совмещением биссектора с тем же штрихом снять следующий отсчёт по барабанчику окуляр-микрометра.
7. Изменить длину рычага компенсатора путём его увеличения на одно деление основной шкалы, установив по ней отсчёт «6».
8. Совмещением биссектора с прежним штрихом снять отсчёт .
Внимание! Наблюдаемую расфокусировку устранять не разрешается, а при необходимости перемещением окуляра получить более или менее приемлемую картину, позволяющую ввести штрих в биссектор.
9. Изменить длину рычага компенсатора путём её уменьшения на одно деление по сравнению с исходной длиной, установив по ней отсчёт «4».
10. Снять отсчёт по барабанчику окуляр-микрометра, руководствуясь теми же правилами.
11. Вычислить величину корректирующего изменения отсчёта по основной шкале по формуле (11). Для предложенных величин изменения длины рычага второй сомножитель в числителе будет равен 2.
.
12. По формуле (4) рассчитывают . Если >0, то необходимо уменьшить.
13. Установить по шкале длины рычага вычисленное значение .
Вопросы для подготовки к защите лабораторной работы
1. Что понимается под визирной линией нивелира, и какими способами можно компенсировать наклон корпуса нивелира в процессе измерения?
2. Какой физический принцип положен в основу работы большинства компенсаторов нивелиров с самоустанавливающейся линией визирования?
3. Каким дополнительным устройством должен быть снабжён нивелир с компенсатором, чтобы в короткое время погасить колебания маятника? Что собой оно представляет и на каком физическом принципе работает?
4. Что произойдёт в работе нивелира с компенсатором, если прибор наклонить в боковом направлении, т.е. в плоскости, перпендикулярной оси визирования?
5. Что произойдёт в работе нивелира, если призму типа БР-180° компенсатора заменить призмой ВР-180°?
6. С помощью формулы (1) найдите численное выражение для коэффициента компенсации k, если в качестве компенсатора используется зеркальный ромб, у которого расстояние между зеркалами составляет величину b, а угол падения осевого луча на зеркало составляет в исходном положении 45°?
7. Подсчитайте, с какой точностью следует регулировать длину маятниковой подвески призмы БР-180°, чтобы погрешность визирования не превысила 1"?
8. Какие типы шарниров маятниковых подвесок оптических элементов применяются в компенсаторах нивелиров?
9. Что понимают под гистерезисом нитей компенсатора?
10. Как называется устройство, с помощью которого можно достаточно точно (например, с точностью 30") задать угол наклона нивелира в процессе исследования точности самоустановки линии визирования?
11. Как проконтролировать, что визирная линия нивелира строго горизонтальна?
12. Предложите способ (способы) приведения визирной линии нивелира в горизонт.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кочетов Ф.Г. Нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования. М.: «Недра», 1969.
2. Елисеев С.В. Геодезические инструменты и приборы. Основы расчёта, конструкции и особенности изготовления. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: «Недра», 1973, 392 с.
3. Черемисин М.С., Ардасенов В.Д., Кольцов В.П. Нивелиры с компенсаторами (Устройство, исследование, применение). М.: «Недра», 1978, 142 с.
4. Плотников В.С. Геодезические приборы: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1987. – 396 с.
5. Геодезическое инструментоведение. Д-р-инж. Деймлих Ф. Перевод с 4-го перераб. и доп. немецкого издания. М.: Недра, 1970, 584 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11
ИССЛЕДОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И МАКЕТИРОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ ОПТИМЕТРОВ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение изменений структуры измерительных цепей приборов для линейных измерений и исследование путей их развития с 1925 года и по настоящий день. Приобретение умений и навыков в составлении и описании их оптических, структурных и функциональныхсхем при разработке новых приборов такого типа.
ЗАДАНИЕ ПО РАБОТЕ
Работа состоит из следующих разделов:
Общие положения.
Оптиметр окулярного типа.
Оптиметр проекционного типа ИКВ-3.
Цифровой оптиметр ИТМО.
Общие вопросы для подготовки работы к защите.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Оптиметр (от греч. optos - видимый и метр) - прибор для особо точных линейных измерений.Эти измерения выполняются контактным относительным методом. Измеряемый линейный размер преобразуется в линейное перемещение измерительного стержня, которое при помощи рычажного механизма преобразуется в угловое перемещение рычага, с которым неподвижно соединено плоское зеркало. Измерение угла поворота этого зеркала осуществляется автоколлимационным устройством оптиметра. Всеэти устройства, образующие измерительную цепь оптиметра, конструктивно расположены в одном едином корпусе называемом трубкой оптиметра.
Трубка оптиметра неподвижно закрепляется в корпусе оптиметра. С корпусом оптиметра так же соединен столик, на котором закрепляется измеряемая деталей. В зависимости от ориентации трубки в пространстве различают вертикальные и горизонтальные оптиметры, которые различаются между собой только конструкцией корпуса.
Первые оптиметры имели трубки,на выходе которых стояли окуляры.Наблюдатель смотрел в окуляр и отсчитывал значения размера по его шкале. Оптиметры с такими трубками стали называть оптиметра окулярного типа(рис. 1а).Оптиметры следующего поколения имели трубки, на выходе которых находились проекционные экраны, на которых визуализировалось шкалы, по которым снимался отсчёт. Оптиметры с такими трубками стали называть оптиметра проекционного типа (рис. 1б).
На современном этапе создания оптиметров трубки имеют цифровой выход, и отсчёт индицируется на цифровом табло или экране монитора – такие приборы можно называть оптиметрами цифрового типа (рис. 1г).
Прибор, в котором использовалось качающееся зеркало с автоколлимационной зрительной трубкой, впервые был изготовлен в 1925 году (фирма Цейс, Германия).
а) б) г)
Рис. 1.Вертикальный оптиметр окулярного типа (а), проекционного типа (б) и макет цифрового оптиметра ИТМО