книги из ГПНТБ / Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве учеб. пособие

ния двигателя обеспечивает более плавное его вращение. Гиромоторы выполняются по обращенной схеме, т. е. статор распола­ гается внутри массивного ротора, что позволяет получить возмож­ но больший момент инерции.

Особенностью гиромоторов является также то, что в устано­ вившемся режиме у них отсутствует полезная нагрузка, и гиромотор работает как бы на холостом ходу. Момент на валу двига­ теля расходуется лишь на преодоление трения в подшипниках и сопротивление воздуха. С осью гиромотора посредством его кор­ пуса 17 и штанги 13, жестко связано зеркало 4, которое повора­ чивается вместе с прецессирующим ЧЭ. Для наблюдения за по­ ложением зеркала 4 служит автоколлиматор (см. рис. ШЛО поз. 8 и рис. III.11 поз. 5). Визирная ось автоколлиматора перпен­ дикулярна плоскости зеркала 4 (см. рис. Ш.11), если централь­

(рис. III.12,6).

На время транспортировки и установки прибора во избежание

кольца 29. Для исключения гистерезиса .торсион постоянно нагру­ жен: при свободно висящем гиромоторе — весом двигателя; при 'арретированном гиромоторе — давлением пружин 8. Электропи­ тание гиромотора в арретированном состоянии производится че­ рез сегментные контакты арретира 26, допускающие ток до не­ скольких ампер, что необходимо для пуска двигателя. В дезарретированном состоянии гиромотор питается через безмоментные токопроводящие. пружинки 6 и торсион 12, допускающие ток до 0,3 А. Пермалоевый экран 27 защищает гиромотор от действия внешних магнитных и электростатических полей. Гироблок кре­ пится к угломерной части посредством винтов и на время транс­ портировки гиротеодолита не отделяется.

Блок питания (рис. III.13) служит для преобразования пер­ вичного напряжения (12,6 В) во вторичные, необходимые для пи­ тания всех энергетических узлов гиротеодолита. Блок питания включает: полупроводниковый преобразователь постоянного тока в переменный, измерительные приборы, распределительные уст­ ройства, средства сигнализации работы цепей, терморегулятор, ав­ томат временной задержки при торможении гиромотора и токоподводящие кабели. С помощью преобразователя постоянный ток аккумулятора преобразовывается в переменный трехфазный ток синусоидальной формы, питающий обмотки статора гиромотора.

Гиротеодолит обладает сравнительно высокой точностью оп­ ределения азимута, несмотря на малый кинетический момент гиромотора (L=4000 г-см-с), что достигается высокой стабили-

111

(

зацией напряжения (±0,3%) и частоты (1-10- 4 ) переменного тока. Высокая стабильность частоты обеспечивается применени­ ем кварцевого генератора и частичным термостатированием всего блока питания.

Кварцевый генератор собран на кварцевом резонаторе, рабо­ тающем на изгиб на частоте 8333,3 Гц. Поскольку в гиротеодолите применен асинхронный двигатель, для питания которого нужна частота напряжения 416,6 Гц, то напряжение кварцевого генера­ тора в дальнейшем два раза делится: на 4 и на 5 в результате чего получается необходимая частота. Делители частоты пред­ ставляют собой мультивибраторы (спусковые схемы), «опроки­ дывающиеся» под воздействием синхронизирующих импульсов: первый делитель — от каждого четвертого и второй — от каждого пятого импульсов. На выходе делителей включен эмиттерный повторитель, играющий роль буферного каскада, с которого по­ ступают прямоугольные импульсы с частотой 416,6 Гц.

Регулировочный усилитель является резонансным усилителем, настроенным на частоту 416 Гц; в нем восстанавливается перво­ начальная синусоидальная форма напряжения. Коэффициент усиления меняется в зависимости от амплитуды сигнала, посту­ пающего от эмитерного повторителя. Таким образом в фазорасщепитель поступают все время синусоидальные колебания посто­ янной амплитуды.

В фазорасщепителе однофазное напряжение преобразовывает­ ся в трехфазное. Фазосдвигающими элементами являются RC- цепрчки, с помощью которых осуществляется сдвиг на 120°. Уси­ лители мощности (предварительный и окончательный) обеспечивают усиление мощности трехфазного тока до его значе­ ния, необходимого для питания гнромотора.

Трехфазный выпрямитель предназначен для получения по­ стоянного напряжения, пропорционального по величине амплиту­ де выходного напряжения усилителя мощности. Это напряжение, снимаемое с каждой фазы, поступает далее в регулятор напря­ жения, а затем регулировочный усилитель, автоматически изме­ няя его коэффициент усиления и поддерживая таким образом выходное напряжение на заданном уровне. Среднее значение на­ пряжения можно менять в небольших пределах с помощью по­ тенциометра «регулировка напряжения» (см. рис. ШЛО поз. 18).

Двухфазный выпрямитель используется для контроля выход­ ного напряжения преобразователя. Ручка его потенциометра вы­ ведена на переднюю панель блока питания и обозначена «регу­ лировка нуля» (см. рис. ШЛО поз.17).

Стабилизатор напряжения служит для создания высокоста­ бильного напряжения, необходимого для кварцевого генератора, регулятора напряжения, схемы контроля и др. Регулятор напря­ жения поддерживает заданную величину выходного напряжения усилителей мощности.

Термостат поддерживает внутри блока питания температуру

113.

в пределах + 20-=-Ч-25° при перепадах наружной температуры воздуха от —30 до +40°. В качестве чувствительного элемента используется термосопротивление. При охлаждении блока пита­ ния автоматически включается подогрев. При перегреве — обдув нагретых элементов воздухом.

Система торможения и автоматического выключения тормоз­ ного тока обеспечивают остановку гиромотора за 1,5—2 мин. Ес­ ли остановку выполнять только отключением питания гиромотора, то последний по инерции вращался бы еще около часа, что об­ условлено высоким качеством подшипников. Для торможения (после отключения питания гиромотора) нажатием кнопки «тормоз» (см. рис. ШЛО, поз.21) через обмотки статора пропу­ скается постоянный ток, создающий в гиромоторе постоянное магнитное поле. При вращении в постоянном магнитном поле в роторе индуцируется ток, поле которого направлено против магнитного поля тормозного тока. В результате взаимодействия двух магнитных полей в гиромоторе возникает тормозной ток, под действием которого мотор быстро останавливается. Для автомати­ ческого отключения тормозного тока применена специальная схема выключения, действие которой контролируется выключе­ нием сигнальной лампы «тормоз».

которых можно измерять напряжение питания, потребляемый ток, контролировать постоянство температуры и напряжения в фаз­ ных линиях.

Поверки гиротеодолита. Поверки включают поверки угло­ мерной части, -гироблока и вспомогательных приспособлений. Поверки угломерной части выполняются так же, как и поверки обычного оптического теодолита. Поверки гироблока включают: технический осмотр гиротеодолита; исправность механизмов бло­ кировки и арретирования; положение и стабильность нульпункта шкалы (выполняется в процессе наблюдения гироазимута); а так­ же контроль значения постоянной поправки (производится 2— 3 раза в год).

Методика ориентирования направлений. Определение гироско­ пического азимута производится, как правило, для основного направления на ОРП в прямом и обратном направлениях; для дополнительного направления — измерением горизонтального уг­ ла от основного направления. Двукратное определение азимута имеет целью контроль и повышение точности ориентирования. При ориентировании коротких направлений обращают внимание на тщательность определения центрировок и редукций. Это осо­ бенно относится к работе в подземных условиях, где ориентируе­ мые направления составляют нередко несколько десятков метров и ошибка в центрировке и редукции на несколько миллиметров дает погрешность в азимуте, соизмеримую с точностью самих оп­ ределений гиротеодолитом.

114

Наблюдения, выполненные в объеме, необходимом для вы­ числения гироазимута, называются пуском и производятся за •один запуск гиромотора. В каждом пуске наблюдается четыре точки реверсии и направления на два (основной и дополнитель­ ный) ОРП. Измерение направления на дополнительный ОРП производится двумя приемами. Определение азимута включает выполнение следующих действий:

1)установку штатива;

2)установку трегера с помощью установочного приспособле­ ния, нивелирование и центрирование трегера;

3)определение магнитного склонения для пункта наблюдений (по карте) и определение магнитного азимута красной точки

трегера;

4)установку гиротеодолита на трегер;

5)подключение блока питания к аккумулятору;

6)измерение температуры воздуха и определение режима подогрева блока питания;

7)включение блока питания напрогрев и подключение гиро­ теодолита к блоку питания;

8)дезарретирование и наблюдение точек реверсии свободных колебаний ЧЭ (определение нульпункта шкалы); .

9)измерение направления на ОРП по горизонтальному кругу;

10). приближенное ориентирование оси вращения гироскопа в плоскости меридиана;

11)разгон гиромотора;

12)дезарретирование и алидадное слежение за прецессией ЧЭ; наблюдение точек реверсии, вынужденных колебаний;

13)арретирование и торможение гиромотора;

14)измерение направления на ОРП;

15)дезарретирование и наблюдение свободных колебаний ЧЭ {определение нульпункта шкалы);

16)выключение блока питания.

На пункте наблюдений размечают места для постановки но­ жек штатива. Если грунт недостаточно плотный, то под ножки забивают металлические костыли.

Следует иметь в виду, что жесткость основания является од­ ним из факторов, способствующих получению точных результа­ тов наблюдений.

Прикрепляют трегер к штативу и с помощью установочного приспособления центрируют и нивелируют трегер над точкой наблюдений. Совмещают подвижную точку буссоли с неподвиж­ ной и снимают отсчет Ам магнитного азимута с точностью до 1°. Определяют по карте магнитное склонение, координаты х, у и ср. Все эти данные записывают в журнал наблюдений.

Снимают установочное приспособление и на сферические под­ пятники трегера устанавливают гиротеодолит так, чтобы красная точка на выступе основания угломерной части совпала с красной точкой трегера. Нивелируют гиротеодолит.

115

I

тивление пружины арретира, и, удерживая его в таком состоянии, вставляют блокировочный штырь штепсельной вилки и.сам штеп­ сельный разъем в розетку, после чего маховичок 12 отвинчивают влево до отказа. При правильном соединении штепсельный разъ­ ем оказывается запертым, и штепсельная вилка не вынимается. При этом гиромотор удерживается в арретированном состоянии только арретиром I (см. рис. ШЛО, поз. 11). Включают тумблер освещение (см. рис. ШЛО поз. 27) и, смотря в окуляр автоколли­

ний производится для определения нульпункта. Для этого арре­ тиром I дезарретируют ЧЭ. Вследствие перекоса вилки арретира и других причин возникнут свободные колебания ЧЭ (не связан­ ные с явлением прецессии), положение равновесия которых, вы­ раженное в отсчете по автоколлимационной шкале и представля­ ет собою значение нульпункта. Так как шкала в угловой мере не­

Период свободных колебаний измеряют с помощью секундомера. Точное значение периода дается в паспорте инструмента. Допу­ стимое расхождение наблюденного и паспортного значения пе­ риодов не должно превышать 5с. Отсчеты точек реверсии записы­ ваются в журнал наблюдений.

Измерение направлений на основной и контрольный ОРП производится одним приемом без перестановки лимба. После окончания наблюдений открывают заслонку на трубе и зритель­ ную трубу устанавливают вертикально. При этом отсчеты по го­

наблюдений. Гиротеодолит приблизительно ориентирован в мери­ диане, если при КЛ отсчет М по горизонтальному кругу состав­ ляет М=АМ — б, где Ам — отсчет по магнитной буссоли устано­ вочного приспособления, снятый до установки гиротеодолита на штатив; б — склонение магнитной стрелки.

Разгон гиромотора до получения им необходимого количества оборотов производится при арретированном ЧЭ. Всякая попытка разгона при дезарретированном ЧЭ приведет к порче внутренней электропроводки гиромотора.

116

Перед запуском гиромотора ручка 16 измерительного прибора G\ (см. рис. ШЛО) устанавливается в положение «напряжение». Включают тумблер «мотор» (см. рис. ШЛО поз. 24). Через 2—3 с мотор начинает вращаться, что контролируется по звуковому то­ ну. Если вольтметр G2 (см. рис. ШЛО поз. 22) покажет большое падение напряжения, то это служит показателем разрядки акку­ мулятора. В момент пуска измерительный прибор G\ должен по­ казывать напряжение не менее 18 В и ток около 500 мА.

Гиромотор разгоняется в течение 4 мин, что контролируется по повышению звукового тона, увеличению напряжения до 28—

положение «контроль»; при этом стрелка должна находиться меж­ ду 5-м и 45-м делениями. В ином случае с помощью винта «регу­ лировка нуля» (см. рис. ШЛО, поз./7) стрелку переводят на де­ ление 25. Максимальное перемещение стрелки за время пуска не должно превышать трех делений, что соответствует изменению напряжения на 0,12 В (в положении «контроль» вся шкала изме­ рительного прибора соответствует изменению напряжения на 2 В).

Дезарретирование ЧЭ осуществляют плавным вращением вле­ во арретира I (см. рис. ШЛО поз. 11). Сразу же после дезарретирования начинают слежение за прецессирующим ЧЭ, осущест­ вляемое с помощью окуляра 8 (см. рис. ШЛО) и путем поворота алидады бесконечным микрометренным винтом. Вращение винта производят двумя руками, поочередно, как можно плавнее. Сле­ жение (гидирование) осуществляется правильно, если централь­ ные штрихи верхней и нижней шкал совмещены с точностью до двух малых делений.

При подходе к точке реверсии видимое движение шкалы за­ медляется: в момент достижения точки реверсии — останавлива­ ется, после чего начинается движение в обратном направлении. В момент остановки в дополнительный окуляр 6 (см. рис. ШЛО) микроскоп-микрометра производится отсчет щ по горизонтально­ му кругу и включается секундомер. Далее производится слежение за прецессирующим ЧЭ в обратном направлении. В зависимости от широты точки наблюдений ЧЭ достигает второй точки реверсии через 5—6 мин. При наблюдениях второй точки записывают от­

и начинается торможение гиромотора. Для этого переключатель «контроль» измерительного прибора Gi устанавливают в положе­ ние «ток», переключатель фаз—"в положение I I I , а тумблер «мо­ тор»— в положение «выключено». Затем нажимают кнопку «тор­ моз». При этом загорается красная сигнальная лампа, что сви­

117

это является контролем исправности автомата отключения тор­ можения. Производится второй прием наблюдения ОРП и вы­ числяется среднее значение Мер измеренного направления. Вто­ рично наблюдаются четыре точки реверсии свободных колебаний и вычисляется поправка за положение нульпункта. В обработку берется среднее значение поправки.

После выполнения контрольных вычислений выключают блок питания и упаковывают гиротеодолит.

118

Вычислял Петров Проверил Иванов

Запись результатов и обработку наблюдений ведут в специаль­ ном журнале гироскопического ориентирования (табл. 111.2) в следующем порядке: общие сведения (название пункта, дата, но­ мер пуска и т. д.); характеристика электрического режима рабо­ ты гиромотора в процессе наблюдений (LV\ и ДУг— наибольшие отклонения напряжения за время пуска влево и вправо от сред­

119