Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Yambaev_Kh_K_Golygin_N_Kh_-_Geodezicheskoe_ins.pdf
Скачиваний:
568
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
6.85 Mб
Скачать

18. ГЛОБАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Геодезические приборы, созданные к настоящему времени, достигли высокого совершенства за счет удачных технических решений и методов выполнения измерений.

Однако точность геодезических измерений, выполняемых на земной поверхности традиционными методами с использованием оптического диапазона электромагнитных волн, ограничена постоянно меняющимися параметрами приземных слоев атмосферы.

Альтернативный подход к выполнению геодезических измерений состоит в использовании пространственных методов измерений с применением в качестве опорных точек мгновенных положений искусственных спутников Земли.

Измерительные комплексы, базирующиеся на этих принципах, получили название глобальных систем позициониро-

вания (GPS).

В настоящее время разработкой систем GPS занимаются большое количество фирм, в том числе фирмы "Leica", "Topcon", "Trimble", "Sokkia", известные как разработчики, например, электронных тахеометров. В 2003 году ФГУП "ПО "Уральский оптико-механический завод" совместно с французской фирмой "THLES Navigation" начал выпуск спутниковой геодезической системы "ProMark 2", которая совместно с электронными тахеометрами, выпускаемыми заводом, будет отвечать всем мировым требованиям, а совместно с антенной Ashtech ProAntenna и программным обеспечением Ashtech Solution вычислять координаты пунктов геодезического обоснования с погрешностью не более 5 мм + 1 ррш [64].

Несмотря на большое разнообразие аппаратуры GPS, отличительные особенности таких приемных устройств, в большинстве случаев, носят непринципиальный характер.

Особенностью GPS является уход от традиционных угловых измерений, кроме того, для геодезических измерений используются пространственные положения искусственных спутников Земли.

239

С целью учета внешних условий в тропосфере и ионосфере и обеспечения широкой диаграммы направленности измерения выполняются в ультракоротковолновом (дециметровом, например 0,2 м) диапазоне радиоволн.

В качестве геодезического метода в основном используется трилатерация - измеряют расстояния до спутников (радиодальномерные системы).

Известны два направления развития дальномерных систем [16]:

1. Методом координатных измерений с использованием одностороннего прохождения информационных сигналов от спутника до приемника на земной поверхности. При этом расстояние от спутника до приемника вычисляют по формуле:

L = vt,

(93)

где v - скорость распространения волн в вакууме (влияние атмосферы учитывается введением соответствующей поправки); t - время прохождения сигналом расстояния между спутником и земной поверхностью.

Преимущества одностороннего метода: возможность измерения от одного передающего устройства, установленного на спутнике, до неограниченного количества приемников на Земле, отсутствие радиопередатчиков на Земле.

Недостаток: необходимость строгого учета поправок, обусловленных несинхронностью работы часов на Земле и на спутнике.

2. Методом двухстороннего измерения расстояний (измерительные сигналы проходят измеряемое расстояние дважды). При этом расстояние от приемника до спутника и обратно

iг - TVt.

С*)

Преимущества метода: время излучения и приема информационного сигнала отсчитывают по одним и тем же часам, смещение показаний часов относительно эталонного времени не сказывается на точности измерений, так как при вычислении разности времени прохождения сигнала до спутника и обратно это смещение исключается.

240

По принципу действия спутниковые дальномерные средства измерений подразделяются на импульсные, фазовые (аналогично светодальномерам) и с кодированием измерительных сигналов (кодируют, как правило, длительность единичных и нулевых уровней сигнала).

Упрощенная структурная схема аппаратуры, установленной на спутнике, показана на рис. 186 [13]. Ее основным блоком является высокостабильный опорный генератор, частота которого 10,23 МГц.

Рис. 186. Структурная схема аппаратуры, установленной на спутнике

241

Упрощенная структурная схема GPS-приемника показана на рис. 187 [13].

Здесь входную часть GPS-приемника представляет антенное устройство, которое обеспечивает прием радиосигналов от находящихся в поле зрения спутников. Одновременно в поле зрения антенны должно находиться не менее четырех спутников. Тип и режим работы антенны оказывают существенное влияние на возможность приема сигналов от спутника и точность производимых спутниковых измерений. Так как радиосигнал от спутника проходит значительное расстояние (порядка 20 ООО км), то сигнал, возникающий на выходе из антенны, имеет чрезвычайно малое значение. Поэтому сигнал на выходе антенны усиливается с помощью СВЧ предусилителя, который, как правило, располагается в непосредственной близости

Рис. 187. Структурная схема GPS-приемника

242

от антенны. Иногда антенное устройство вместе с СВЧ предусилителем выполняется в виде отдельного блока, соединенного с основным блоком приемника коаксиальным кабелем. Так как многократно усилить СВЧ колебания технически сложно, то в спутниковых приемниках используют супергетеродинный принцип, при реализации которого принимаемый сигнал имеет сравнительно низкую (порядка нескольких мегагерц) частоту (частоту биений). В качестве гетеродина используют высокостабильный опорный генератор, а необходимая при этом для работы приемника сетка частот формируется с помощью синтезатора частот.

Основное усиление принимаемых сигналов осуществляется усилителем промежуточной частоты (УПЧ), подключенным к выходу преобразователя частоты. С УПЧ связаны блоки поиска и захвата и измерительный. После завершения кодо- во-корреляционными методами поиска спутника происходит захват его сигналов, позволяющий производить отслеживание соответствующих сигналов на протяжении всего сеанса наблюдений за данным спутником.

В измерительном блоке производится разделение принимаемых фазомодулированных колебаний на кодовые и гармонические сигналы, кроме того, отделяются сигналы навигационного сообщения спутника. Кодовые и гармонические сигналы используются для вычисления расстояний до спутников, по ним вычисляются предварительные значения координат, различного рода поправки и, в случае необходимости, вектор скорости перемещения объекта с приемником излучения. Кроме того, в приемном устройстве осуществляется предварительное сглаживание и группировка фазовых измерений и передача их в запоминающее устройство (ЗУ).

Пульт управления и индикации состоит из клавиатуры и индикаторного табло.

С клавиатуры можно вводить буквенно-цифровую информацию, а также различного рода команды.

В отечественной практике в настоящее время наибольшее применение нашли двухчастотные приемники фирмы "Leica" типа SR530.

Пример расположения оборудования на штативе приведен на рис. 188.

243

 

Рис. 188. Схема расположения оборудования GPS-приемника

 

на штативе:

1 -

GPS-антенна; 2 - переходник-держатель; 3 - подставка (трегер); 4 - штатив;

5 -

устройство для измерения высоты приемника от опорной точки; 6 - антенный

кабель; 7 - две батареи питания; 8 - GPS-приемник SR530; 9 - терминал ТР500 (при необходимости); 10 - PC Card (флешкарта);

11 - транспортировочный чемодан

Порядок монтажа и включения GPS-приемника

1.Установка штатива.

2.Нивелирование и центрирование подставки.

3.Установка переходника-держателя и проверка центрирования и нивелирования подставки.

4.Соединение кабелем приемника с антенной.

5.Установка батарей в приемник.

6.Подсоединение терминала к приемнику.

7.Установка PC Card в соответствующее гнездо приемника.

8.Включение приемника кнопкой OFF/ON.

19. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ УСТАНОВКИ

И ВЫВЕРКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Установка и выверка оборудования современных технологических линий превратились в сложный прецизионный процесс, для которого необходимы новые специальные геодезические методы, приборы и механизмы [33, 101].

В настоящее время для этого разработано большое количество специальных геодезических контрольно-измерительных методов и средств, хотя их создание, исследование и разработка начались сравнительно недавно. На начальном этапе были предприняты попытки использовать традиционные геодезические методы и приборы. Однако они оказались пригодными для выверки относительно простого оборудования со средними требованиями к точности установки в проектное положение (1-^-3 мм). Затем шел процесс модернизации известных в геодезической практике методов и средств измерений. Необходимость точной установки оборудования современных промышленных предприятий и уникальных физических установок потребовала сочетания геодезических методов с методами измерительной техники, применяемыми в машиностроении, а также повышения точности тех и других методов, разработки новых специальных геодезических приборов, приспособлений и механизмов.

Методы и приборы контроля прямолинейности и соосности

Эти методы заключаются в визировании зрительными трубами на марки, последовательно устанавливаемые на промежуточных точках заданного направления (створные измерения). Искомые нестворности измеряются методом измерения малых углов ft близких к 180° (пристворных углов) или методом подвижной марки.

Под малым углом ft понимается угол, величина которого может быть измерена окулярным или оптическим микромет-

245

ром точного теодолита при совмещении одних и тех же противоположных штрихов лимба, что освобождает результат измерений от влияния погрешностей делений лимба. Для измерения линейной величины искомых нестворностей разработаны специальные высокоточные створные приборы: алиниометры, микротелескопы, приборы проверки прямолинейности, плоскостности и соосности, в которых в качестве отсчетного устройства применяются оптические микрометры с плоскопараллельной пластиной. Такие приборы иногда называют алиниометрами.

Алиниометры применяют для выполнения высокоточных створных измерений в строительстве и при определении горизонтальных деформаций крупных инженерных сооружений - плотин, мостов, подпорных стенок и т.п.

Вотличие от теодолитов алиниометры не имеют горизонтального и вертикального круга, снабжены зрительной трубой большого увеличения, поперечным накладным уровнем и могут содержать окулярный микрометр или оптический микрометр с плоскопараллельной пластиной. Некоторые типы алиниометров не имеют микрометров при трубе, а имеют марки с наводящим и отсчетным устройствами.

Вкомплект алиниометра входят марка для ориентирования зрительной трубы по заданному створу, марка с подвижной визирной целью и микрометром, а также ряд вспомогательных приспособлений, в том числе для высокоточного принудительного центрирования алиниометра и марок на пунктах створа.

Для высокоточных створных измерений методом оптического визирования создан комплект аппаратуры, включающий алиниометр (рис. 189) и визирные марки различной конструкции. В этом алиниометре используют зрительную трубу от прибора для контроля соосности, выпускаемого предприятием "Карл Цейс" (Иена). В трубу внесены следующие изменения: сетка нитей выполнена юстируемой; труба оснащена специальным упором, ограничительным кольцом и блендой - противовесом. Подставка прибора имеет полу кинематическую ось, опирающуюся на прецизионные шарики, а также закрепительный и микрометренный винты, обеспечивающие точное наведение на визирную цель и неизменное положение зрительной трубы после ее ориентирования по базовому направ-

246

лению. Прибор в рабочее положение устанавливают при помощи двух уровней. Один уровень закреплен параллельно трубе, а другой (накладной) - перпендикулярно ей. Оптический микрометр снабжен двумя плоскопараллельными пластинами, которые помещены в одном съемном блоке. Измерения способом подвижной визирной марки выполняют без блока оптических микрометров.

Рис. 189. Алиниометр:

1 - зрительная труба; 2 - накладной уровень;

3 - микрометры; 4 - подставка

Створный прибор должен удовлетворять следующему основному условию: визирная ось и ось вращения прибора должна лежать в одной отвесной плоскости, проходящей через центр посадочного шарика для принудительного центрирования. Несоблюдение этого условия связано со смещением сетки нитей и опорных колонок подставки.

В МИИГАиКе разработана марка дистанционно управляемая (МДУ) с электроприводом; информация о положении визирной цели в момент совмещения ее с сеткой нитей алиниометра относительно исходного (нулевого) положения выводится на цифровое табло, находящееся на пункте, где установлен алиниометр.

247

Лазерные методы контроля прямолинейности и соосности

Непрерывное развитие современного строительства требует разработки новых прогрессивных методов высокоточного контроля прямолинейности, сочетающих достоинства лазерных источников излучения и фотоэлектрических средств регистрации положения лазерного луча. Приборы для створных измерений с применением лазеров, визуальных и фотоэлектрических регистрирующих устройств объединены общим названием лазерные створофиксаторы. Задача создания лазерных створофиксаторов сводится к следующему: во-первых, получить с помощью лазера направление оси светового пучка в виде прямой линии в пространстве; во-вторых, разработать метод фиксации оси светового пучка в любой точке на пути его распространения; в-третьих, изучить возможные отклонения оси пучка от прямолинейного направления.

По принципиальным схемам лазерные с т в о р о ф и к с а т о р ы можно разделить на: лучевые, в которых в качестве опорной прямой используется ось коллимированного лазерного пучка; дифракционные, основанные на принципиальной схеме

опыта Юнга; интерференционные - лазерные интерферометры и устрой-

ства, созданные на основе формирования изображения источника света зонными пластинами.

Приборы вертикального проектирования

Назначение и классификация приборов вертикального проектирования.

Для решения актуальных задач прикладной геодезии все больше возрастает необходимость применения приборов вертикального проектирования ПВП.

Это обусловлено увеличением этажности массовой застройки, созданием уникальных объектов машиностроения, таких, как гигантские авиалайнеры, объекты ядерной энергетики, ускорители заряженных частиц, специальное технологическое оборудование и т.п.

В настоящее время все более возрастают требования к точности инженерно-геодезических работ, усложняются условия

248

измерений, требуется автоматизация процесса измерений, а зачастую и дистанционный съем геодезической информации.

С помощью ПВП многие задачи по передаче плановых координат, контролю и наблюдениям за вертикальностью сооружений и установок могут быть решены с наибольшей эффективностью.

По принципу действия и преимущественной области применения эти приборы можно разделить на две большие группы: оптические (визуальные) приборы, используемые для исполнительной съемки сооружений и периодического контроля, и лазерные - при строительно-монтажных работах, для автоматизированного контроля за деформациями сооружений, оптические и лазерные ПВП по методу приведения визирной оси или светового луча в отвесное положение могут быть уровненными, с одноили двухкоординатным стабилизатором - компенсатором наклонов.

Уровенные П В П

Простейшими ПВП можно считать устройства для центрирования угломерных приборов над пунктами: нитяной, жесткий и оптический отвесы.

Оптические отвесы изготавливаются либо как самостоятельные приборы, либо их встраивают. Состоят они из небольшой зрительной трубы с внешней фокусировкой, увеличением 2^-Зх. В отвесное положение визирную ось устанавливают при помощи двух уровней. В соответствии с назначением отвесов их оптическую систему рассчитывают таким образом, чтобы перемещением окулярного колена получать резкое изображение центра знака и сетки только в известном диапазоне расстояний 1-2 м.

Зенит-надирный ПВП ZNL фирмы "Вильд" (Швейцария) снабжен зрительной трубой 2 (рис. 190), в которой поворотом переключающей призмы 3 переходят с визирования вниз на верх, и уровнем 1. Технические характеристики прибора: увеличение зрительной трубы 10х; диаметр объектива 12 мм; диапазон расстояний визирования 0,6-100 м; цена деления уровня 20"; относительная погрешность вертикального проектирования 1:30 000.

В прецизионном оптическом отвесе OL (рис. 191) фирмы "Керн Арау" (Швейцария) вместо переключающейся призмы предусмотрена вторая зрительная труба. Увеличение зритель-

249

Рис. 190. Зенит-надирный прибор:

1 - уровень; 2 - зрительная труба;

3 - переключающая призма

компенсатор

I г~

Рис. 191. Схема оптического отвеса OL

ных труб прибора 22,5х; диаметр объектива 30 мм; диапазон визирования 0,8^-100 м; цена деления уровня 20"; относительная погрешность вертикального проектирования 1:50 000.

250

Стабилизация визирной линии в отвесном положении

Основоположником теории стабилизации визирного луча по праву можно считать советского ученого проф. В.Н. Чуриловского [43]. С 1937 по 1940 г. им были теоретически разработаны несколько стабилизаторов, которые стали основой для дальнейших исследований в этой области.

В настоящее время в различных странах разработаны и серийно выпускаются несколько десятков типов компенсаторов углов наклона оптических приборов - нивелиров, теодолитов и т.п., отличающихся высокой точностью, компактностью и оригинальностью способов компенсации.

Рассмотрим кратко некоторые предпосылки для разработки компенсаторов как основных элементов, определяющих точность ПВП. Известно, что при разработке геодезических приборов с компенсаторами основная задача заключается в оптимальном сочетании чувствительности компенсатора и постоянства его коэффициента во всем диапазоне работы, а при использовании компенсатора в качестве фокусирующего элемента еще и во всем диапазоне перефокусировок. Во всех случаях должно обеспечиваться надежное демпфирование и приемлемое время успокоения. В настоящее время наиболее широко используются механические и оптико-механические компенсаторы. Первые характеризуются равенством /v = sco, где s - длина рычага маятника (расстояние от центра тяжести компенсатора до линии подвеса); / - фокусное расстояние объектива; v - угол наклона прибора; со - угол наклона рычага маятника.

При s и co=/v/s необходим маятниковый умножитель. Такие компенсаторы подвешиваются на нитях и выполняются в виде подвешенных сеток, объективов или отдельных оптических компонентов. Оптико-механические компенсаторы характеризуются дополнительно влиянием на компенсатор самого оптического компенсатора, т.е.

/v = ksco,

где к - коэффициент, зависящий от воздействия самого компонента на перемещение светового пучка независимо от характера подвески.

251

Естественно, возможны и гибридные компенсаторы, когда при наличии к имеет место и s. Такие компенсаторы создают самые широкие возможности для компенсации. Однако анализ их взаимодействия на световые пучки требует постановки весьма сложных расчетов, да и конструктивное оформление и тщательность исполнения достаточно высокие.

Наиболее простые компенсаторы - плоские зеркала и призмы. Они используются в виде подвешенного на соответствующих шарнирах простого физического маятника, т.е. с механической компенсацией равной единице и оптической равной двум единицам fv = 2sco, а так как v = со, то s = f/2.

ПВП с однокоординатным компенсатором

Большинство известных ПВП нивелирного происхождения, т.е. за их основу берут нивелир, к которому приставляют пентапризму, позволяющую наблюдать либо "вверх", либо "вниз", образуя соответствующую схему ПВП "Зенит" или "Надир" Или же наоборот, иногда нужно убрать выходную пентапризму (например, у нивелира Ni-007), чтобы на базе нивелира со зрительной трубой "перископического" типа создать ПВП.

Рассмотрим это на нескольких примерах. При этом примем во внимание конструктивные особенности не только серийно выпускаемых нивелиров, но и выпускавшихся ранее или разработанных в виде действующих макетов и опытных образцов.

В нивелире 5190 фирмы "Филотехника Сальмоирати" (Италия) подвешена сетка нитей 1 (рис. 192). Длина каждой из трех нитей 2 (третья нить на рис. 192 не показана) равна фокусному расстоянию объектива /о б . Поэтому при наклоне трубы на угол е сетка нитей автоматически смещается на г и дает вертикальную визирную ось, преобразуемую пентагональной системой 3 в горизонтальную. Очевидно, что, убрав пентагональную систему, получим ПВП с компенсатором механического типа.

Оптический центрировочный прибор PZL предприятия "Карл Цейс" (Йена, Германия) относится к приборам с самоустанавливающейся линией визирования с призменным компенсатором маятникового типа. Колебания в диапазоне углов

252

Рис. 192. Схема нивелира 5190 фирмы "Филотехника Сальмоирати":

1 - сетка нитей; 2 - три нити; 3 - пентагональная система зеркал

наклона ±10' останавливаются демпфером воздушного типа. Зрительная труба имеет увеличение 31,5х, диапазон визирования от 2,2 м до ©о.

По данным предприятия точность работы компенсатора характеризуется средней квадратической погрешностью ОДУ7. Однако по результатам исследований прибора, дополнительно оборудованного посадочным шариком для принудительного центрирования и оптическим микрометром, выявлена недокомпенсация, равная примерно 0,4" на каждые 1,7' наклона прибора в коллимационной плоскости. При этом оптический центр объектива смещается на 0,15 мм на 1,7' наклона прибора. Точность вертикального проектирования в линейной мере характеризуется следующими данными.

Расстояние, м

Средняя квадратическая

Визирная цель

 

погрешность, мм

 

6,7

0,045

Штрих 0,5 мм

16,3

0,062

Биссектор

22,6

0,070

Отверстие 0 0,7 мм

253

В МИИГАиКе разработано несколько вариантов конструкции ПВП с двухкоординатной компенсацией, точным измерительным столиком и магнитно-индукционным демпфером. При выборе принципиальной схемы разработчики руководствовались следующими ее достоинствами:

1. Размещение двухстороннего зеркала-компенсатора между двумя объективами позволяет, как бы разместить две зрительные трубы в габаритах одной.

2.Использование двухкоординатного зеркала-кломпенса- тора в качестве фокусирующего элемента для обоих объективов значительно упрощает конструкцию, снижает требования

кточности изготовления механизма фокусировки и сводит к минимуму ошибки из-за перефокусировки.

3.Подвеска зеркала на карданном подвесе обеспечивает двухплоскостную (двухкоординатную) самоустановку визирной линии, что существенно повышает производительность измерений.

На рис. 193 показана принципиальная оптическая схема прибора вертикального проектирования ПВП-3.

7

Рис. 193. Принципиальная оптическая схема прибора вертикального проектирования ПВП-3:

1 - оптико-механический компенсатор; 2 -

призма с зеркальным

покрытием;

3 - объектив; 4 - сетка; 5 - окуляр; 6 -

карданный подвес; 7 -

зеркало

254

Основные технические характеристики оптической системы ПВП-3:

Увеличение, крат

 

18±5

Диаметр выходного зрачка, мм, не менее

1,2

Наименьшее расстояние визирования, м

 

0,6

Разрешающая способность, с, не менее

 

6

Поле зрения, градус, не менее

 

1,5

Коэффициент светопропускания, %, не менее

50

Коэффициент светорассеяния, %, не менее

10

Средняя квардратическая погрешность

установки

 

визирной линии в отвесное положение, с, не более

2

Диапазон работы компенсатора, мин., не менее

± 15

Диапазон измерений по двум координатам, мм

± 20

Точность отсчетного устройства, мм

 

0,1

Цена деления установочного уровня, мин

10

Диапазон температур, °С

от -30 до +40

Специальные лазерные приборы для инженерно-геодезических работ

При строительстве и эксплуатации современных промышленных, транспортных, гидротехнических и других инженерных сооружений основными задачами прикладной геодезии являются разбивка осей, установка строительно-монтажных и технологических конструкций в проектное положение, контроль монтажа оборудования, наблюдения за осадками и деформациями и т.п. Все возрастающие размеры сооружений, неуклонное увеличение точности установки оборудования и автоматизация технологических процессов вызвали необходимость разработки прогрессивных методов и средств инже- нерно-геодезических работ, использования специальных лазерных приборов в сочетании с фотоэлектрическими регистраторами положения луча в пространстве и соответствующими формирователями пучка световых лучей с заданными параметрами.

255

Существенный недостаток визуальных приборов - невозможность контроля положения монтируемых конструкций самими монтажниками (всегда необходимо присутствие наблюдателя, дающего указания рабочим иногда с большого расстояния).

Избавиться от этого недостатка позволяют лазерные приборы, задающие опорные световые луч или плоскость, относительно которых монтажники сами устанавливают конструкции.

Существуют два направления в создании таких приборов. Первое - это введение лазерного излучения в оптическую систему визуальных приборов, второе - создание специализированных лазерных приборов. Оба эти направления имеют свои достоинства и недостатки и интенсивно развиваются.

Во многих случаях перспективно создавать специальные лазерные приборы. Это позволяет лучше учесть особенности структуры лазерного излучения, упростить оптические системы и конструкции приборов. В результате получаются компактные и недорогие приборы, зачастую обладающие уникальными свойствами. Это хорошо демонстрируется приборами типа "Ротолайт" или же лазерными интерференционными створофиксаторами (ЛИСТ).

Разработка и применение лазерных приборов для инженер- но-геодезических работ сводятся к следующему:

получить с помощью лазера референтное направление в виде ориентированной в пространстве прямой линии (горизонтальной, наклонной или вертикальной);

разработать визуальный или фотоэлектронный методы регистрации положения контролируемых точек относительно этого референтного направления;

изучить возможные отклонения реальной оси светового пучка от заданного направления для введения соответствующих коррекций;

разработать автоматизированные лазерные следящие системы с обратной связью.

Основными целями применения лазерных измерительных приборов и систем являются:

замена визирных осей оптических приборов видимым пучком световых лучей с определенными пространственно-вре- менными и энергетическими параметрами;

автоматизация процесса измерений;

256

оптимизация технологии измерений, повышение производительности и качества строительно-монтажных работ путем сведения съема геодезической информации непосредственно

кконтролируемому объекту.

Внастоящее время в практике прикладной геодезии накоплен большой арсенал разнообразных методов и средств геодезических работ с применением лазеров (лазерные визиры, указатели направлений, нивелиры, теодолиты, приборы вертикального проектирования и т.п.). Исчерпывающий анализ многочисленных технических решений конструкции таких приборов, результатов их исследований и практического применения не представляется возможным в рамках настоящего учебного пособия.

Лазерные визиры и указатели направления

Для задания референтного направления и контроля положения строительных механизмов и машин, контроля прямолинейности подкрановых путей и направляющих, установки строительно-монтажных конструкций в проектное положение

идругих видов инженерно-геодезических работ разработаны

ииспользуются большое число разных по своей конструкции лазерных визиров и указателей направления.

Все лазерные визиры и указатели направления состоят из двух основных частей: передающей и приемной. Передающая часть приборов - лазерный излучатель - служит для формирования опорного (референтного) луча или плоскости и ориентирования их в заданном направлении. Приемная часть (экран - марка ФЭРУ) - для регистрации луча и определения координат контролируемого объекта.

Заслуживает внимания разработанная в Академии строительства Германии автоматическая лазерная система Nivemat 2003К для контроля подкрановых путей, обеспечивающая значительное повышение точности измерений и производительности труда при статической и динамической нагрузках на подкрановый путь. Система (рис. 194) состоит из лазерного указателя направления 1, например LF-1, на начальной точке подкранового пути и самоходной измерительной тележки 2, устанавливаемой на контролируемом профиле подкранового пути 3. Измерительная тележка, снабженная радиоуправляющим устройством, в одном измерительном цикле прокатыва-

257

Рис. 194. Автоматическая лазерная система Nivemat 2003К:

1 - лазерный указатель направления; 2 - самоходная измерительная тележка; 3 - подкрановый путь; 4 - пульт дистанционного управления

ется от лазерного указателя до конечной точки и обратно; автоматически определяет положение контролируемого пути относительно лазерного луча по высоте и по створу, накапливает и запоминает измерительную информацию. Фотоэлектрический детектор позволяет измерять отклонения относительно оси лазерного луча с точностью до 0,1 мм. Тележка снабжена электронным уровнем, компенсирующим наклоны до 5°, которые могут возникнуть при передвижении вдоль рельса. Расположенное на измерительной тележке телеметрическое устройство позволяет передавать измеренную через определенный интервал информацию в устройство для дистанционного съема информации 4, где она регистрируется и подвергается дальнейшей обработке.

Технические характеристики системы Nivemat

Диапазон измерений, м

100

Средняя квадратическая погрешность измерений, мм/м

±0,3/100

Скорость движения тележки, м/с

0,3-0,5

Масса тележки, мг

16,2

Габаритные размеры, мм

650х 290 х 290

Система применима для различной формы сечения подкранового пути.

258

Лазерные теодолиты

Лазерным называют теодолит, в котором параллельно визирной оси зрительной трубы или вдоль этой оси направлен узкий пучок лазерного излучения. Лазерные теодолиты можно квалифицировать по конструктивным особенностям взаимосвязи излучателя с традиционными узлами серийных теодолитов на следующие типы: с излучателем, переводимым через зенит; с перекладным излучателем; с неперекладным, непереводимым через зенит излучателем.

Серийные оптические теодолиты могут оснащаться лазерными насадками с совмещенными осями лазерного пучка и визирной осью трубы или с параллельно расположенными визирной осью и осью лазерного светового пучка. При совмещении осей лазерный пучок может вводиться в зрительную трубу с помощью гибких световодов или системы призм.

Лазерными насадками, получившими широкое признание и применение, благодаря простоте, компактности и удобствам в обращении, являются насадки, в которых ось лазерного пучка совмещена с визирной осью трубы геодезического прибора, а лазерный луч гибким световодом вводится в окуляр зрительной трубы (рис. 195).

Лазерные П В П

Необходимость разработки и освоения специальных лазерных ПВП определяется высокими требованиями к точности передачи на разные горизонты координат пунктов опорных геодезических сетей и точек пересечения строительно-монтаж- ных осей при строительстве высотных сооружений, тоннелей и подземных хранилищ, при юстировке оборудования вертикальных и горизонтальных технологических линий и т.п.

Лазерные ПВП по способу приведения лазерного луча в отвесное положение разделяются на уровенные и с автоматической вертикальной стабилизацией лазерного луча. У тех и у других лазерный луч может устанавливаться отвесно либо в одной плоскости (однокоординатные), либо одновременно в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях (двухкоординатные).

При выполнении геодезических измерений в строительстве часто встают задачи одновременного вертикального проек-

259

Рис. 195. Лазерные насадки:

а: 1 - гибкий световод; 2 - микрообъектив; 3 - окуляр; 4 - пластина с зеркальным покрытием; 5 - разделительная куб-призма;

6 -

сетка нитей; б: 1 - световод; 2 - окуляр; 3 - разделительная

куб-призма;

 

4 - объектив; в: 1 - зрительная труба; 2 - котировочные винты;

3 -

лазерный излучатель; г: 1 - оптическая насадка; 2 - лазерный излучатель;

 

3 - зрительная труба нивелира Н-3; 4 - откидная

призма; д:

1 - лазер;

 

2 - призма; 3 - нивелир; е: лазерный

нивелир

 

тирования, а также контроля прямолинейности и плоскостности путем формирования горизонтальной световой плоскости. В МИИГАиК разработан такой лазерный прибор многоцелевого назначения лучевого типа для инженерно-геодезических работ - ЛАГ-4.

В одном из вариантов конструкции прибора ЛАГ (рис. 196) наряду с разверткой луча в плоскость П оптической системой возможно формирование опорного горизонтального Г и вертикального В лучей от одного и того же газового лазера мощностью излучения 2 мВт. Оптическая система развертки пред-

260

в

•> J

г

Рис. 196. Схема универсальнного лазерного прибора ЛАГ-4:

I - подставка; 2, 4 - объективы, 3 - разделительная куб-призма; 5 - осевая система; 6, 7 - котировочные оптические клинья;

8 - пентапризма; 9 - гибкий привод; 10 - электродвигатель постоянного тока; II - окуляр; 12 - лазерный источник излучения; 13 - переходник

ставляет собой пентапризму 8 с полупрозрачной верхней отражающей гранью, на которую наклеен оптический клин, дополняющий пентапризму по вертикали до плоскопараллельной пластины, и юстировочные оптические клинья 6 и 7.

Коллимирующая система состоит из двух зрительных труб, расположенных под углом 90° друг к другу, внутри которых предусмотрено светоделительное устройство 3 в виде куб-призмы или полупрозрачного зеркала. Вертикальная и горизонтальная зрительные трубы имеют объективы 4 и 2, общую сетку нитей и один общий окуляр 11, позволяющий рассматривать след лазерной плоскости и световое пятно опорного горизонтального луча. Для ослабления яркого фона, образующегося вследствие отражений от

261

поверхностей элементов, передающих лазерный луч, оптические каналы изолированы от визуальных приемных каналов трубчатыми диафрагмами. Лазер 12 однозначно устанавливается в переходнике 13 соосно с вертикальной осевой системой подставки 1; на светоделительном устройстве со стороны окуляра визуальных трактов имеется круговая "светоловушка".

Юстировка достигается перемещением светоделительного устройства юстировочными винтами (на рис. 196 не показаны) и всей коллимирующей системы элевационным винтом.

На рис. 197 изображена схема лазерного прибора, заложенная в основу контрольно-измерительной системы КИС-3 для контроля геометрических параметров крупногабаритных изделий в цеховых условиях.

В МИИГАиКе разработан ПВП с оптической системой для формирования кольцевой структуры в поперечном сечении

Рис. 197. Схема лазерного прибора с жидкостным однокюветным компенсатором:

а: 1 - лазерный источник излучения; 2 - коллимирующая система; 3 - компенсатор; 4 - призма БР-1800; 5 - призма АР-900; 6 - пентапризма;

7 - редуктор; б: 1 - лазерный источник излучения; 2 - коллимирующая система; 5 - оборачивающая система

262

луча с оригинальным жидкостным компенсатором, позволяющим избавиться от всех ограничений, связанных с показателем преломления жидкости.

Конструкция компенсатора (рис. 198) состоит из ампулы с жидкостью и двухкомпонентной оптической системы с регулируемым увеличением. При вертикальном положении поверхность жидкости горизонтальна и проходящий пучок лучей не изменяет своего направления.

При наклоне компенсатора (рис. 198,а) вертикальный пучок лучей входит в оптическую систему под углом е и выходит из нее под углом е'=еГ, где Г - увеличение оптической системы.

Далее пучок лучей попадает на клин, образованный горизонтальной поверхностью жидкости и днищем ампулы компенсатора.

1

\1

t

-Ъ *

*

а

1

i_

1

1

Рис. 198. Схема лазерного ПВП конструкции МИИГАиКа:

1 - лазерный источник излучения; 2 - оптическая система, формирующая кольцевую структуру лазерного пучка; 3 - ампула жидкостного компенсатора; 4 - оптическая система с регулируемым увеличением (линзы 5, 6, 7)

263

Значение углового отклонения пучка лучей клином выражается формулой:

8 = 0(п - 1), (95)

где 8 - угол отклонения луча клином; 0 - угол при вершине клина; п - коэффициент преломления клина.

Поскольку угол при вершине клина 6 равен углу е отклонения оптической оси от вертикали, для получения условия компенсации (т.е. угол е" должен равняться нулю) необходимо выполнить соотношение е' = е(п - 1) или еГ = е(п - 1), откуда Г = п - 1.

Таким образом, условие компенсации (рис. 198,6) может быть достигнуто изменением увеличения оптической системы в соответствии с коэффициентом преломления жидкости в ампуле компенсатора.

Необходимо отметить, что для стабилизации направлений луча в зенит и надир увеличение оптической системы должно иметь разные знаки: для зенита - минус (система Кеплера), для надира - плюс (система Галилея).

Лазерные нивелиры

Все многообразие разработанных и используемых в инже- нерно-геодезических работах лазерных нивелиров можно разделить на два вида: с горизонтально ориентированным световым лучом и с горизонтально ориентированной световой плоскостью (как правило, путем вращения лазерного луча - так называемые нивелиры ротационного типа). Те и другие могут быть с уровнем или с компенсатором наклона (стабилизатором в горизонтальном положении).

Лазерные нивелиры разработаны в виде самостоятельных приборов (особенно ротационные) и в виде насадок к оптическим нивелирам. В последних лазерный луч совмещается призмами или гибкими световодами с оптической осью нивелира (см. рис. 195,а,б,г,д), либо устанавливается параллельно оптической визирной оси (см. рис. 195,в). Нивелирные рейки могут быть с визуальным или фотоэлектрическим наведением на ось лазерного пучка.

Широко распространены насадки с креплением излучателя на зрительную трубу, в окуляр которой направляется лазерный

264

луч при помощи призм, добиваясь таким образом совмещения оси лазерного пучка с визирной осью зрительной трубы.

Внекоторых конструкциях лазерных нивелиров и насадок лазер

изрительная труба располагаются в общем корпусе, при этом визирная ось трубы параллельна оси лазерного луча, но не совмещена с ней. Параллельное смещение визирной оси и оси светового пучка - один из недостатков таких систем, так как необходимо учитывать и контролировать поправочные величины смещения, что приводит к появлению дополнительных погрешностей.

Автоматизированный поиск рейки при геометрическом нивелировании упрощается при использовании вместо обычного нивелира так называемых лазерных ротационных приборов, формирующих круговым сканированием лазерного луча горизонтальную световую поверхность, практически соответствующую световой плоскости.

Система контроля планировки СКП-1 (рис. 199) предназначена для геодезического контроля планировки земельных участков под горизонтальную плоскость. Система состоит из трех основных блоков (см. рис. 199,а): формирователя лазерной горизонтальной плоскости 1, неподвижно установленного в точке с известной отметкой; фотоприемного устройства 4, закрепленного вертикально на строительной машине, и индикатора положения фотоприемного устройства относительно лазерной плоскости, установленного в кабине оператора машины. Формирователь лазерной горизонтальной плоскости (рис. 199,6) состоит из вертикального цилиндрического корпуса, в котором размещены излучатель 1 и коллиматор 3, закрепленные в карданном подвесе 2, и вращающейся с помощью электромотора 4 пентапризмы 5, расположенной в верхней части корпуса. Карданный подвес обеспечивает автоматическую вертикальную установку лазерного луча, а пентапризма - развертку вертикального луча в горизонтальную плоскость.

Принципиальные схемы применения лазерных приборов для выполнения инженерно-геодезических работ

Лазерные геодезические приборы находят все большее применение при монтаже строительных конструкций, выверке и эксплуатации технологического оборудования, разметке объемных металлоконструкций.

265

а: 1 - система обеспечения контроля планировки; 2 - строительная машина; 3 - штанга; 4 - приемник излучения; 5 - нож бульдозера; б: 1 - лазер;

2 - карданный подвес; 3 - коллиматор; 4 - электромотор; 5 - пентапризма; в: 1 - световодные диски; 2 - фильтры; 3 - приемник излучения

Обобщим некоторые принципиальные схемы и технологии

сприменением лазерных измерительных систем (табл. 18).

Впоследние годы разработаны активные лазерные измерительные системы, включающие устройства обратной связи для дистанционного управления механизмами, домкратами или роботами. Важное значение приобретают лазерные геодезические приборы при сборке, стыковке крупных узлов и нивелировании в судо- и самолетостроении.

Лазерные контурные системы применяют для воспроизведения, контроля и записи контуров объемных или плоских объектов.

266

 

 

Т а б л и ц а 18

Основные условные обозначения

Вид инженерно-геодезических

Принципиальная схема

работ

применения лазерных приборов

1

 

 

Лазерный нивелир (ЛН)

 

 

Лазерный теодолит (ЛТ)

Ж

 

 

Лазерный прибор

 

 

вертикального проектиро-

 

 

вания (ЛПВП)

 

 

Фотоэлектрическое регистри-

-

i

рующее устройство (ФРУ)

Фотоэлектрическая рейка

-

i

 

Геометрическое нивелирование. Установка оборудования по высоте

Измерение превышений с контролем ориентирования лазерного луча

Задание горизонтальных направлений

267

Разбивка и закрепление строительно-монтажных и технологических осей

Контроль точности фиксации промежуточных точек технологических осей

Построение осей, перпендикулярных основной оси

Формирование горизонтальной световой плоскости и ее стабилизация с помощью оптического компенсатора наклонов

Одновременное построение двух параллельных осей, перпендикулярных основной оси

Продолжение табл. 18

н Б -

• Ф

4

— у*

^

 

h

и — 4

268

 

 

Продолжение табл. 18

Контроль сносности отверс-

 

 

тий технологического обору-

 

 

дования

 

 

Створные измерения лазер-

 

 

ным дифракционным створо-

 

 

фиксатором

 

 

Створные измерения комп-

 

 

лектом лазерного интерферен-

 

 

ционного створофиксатора

тг

 

 

i

Створные измерения лазер-

СЗМ

 

ным створофиксатором с сос-

 

1

тавной зонной маркой (СЗМ)

 

в начальной точке

 

Створные измерения на

 

 

высоте с помощью лазерного

 

 

указателя направления (ЛУН)

 

 

и пентапризм

 

 

Контроль плоскости

иустановка элементов

водной плоскости

269

Контроль плоскостности и взаимной перпендикулярности плоскостей

Контроль вертикальности конструкций лазерным указателем направления (нивелиром, теодолитом, визиром)

Контроль вертикальности конструкции путем формирования вертикальной световой плоскости лазерным прибороми вращающейся пентапризмой

Контроль вертикальности технологической конструкции с помощью J1T

Продолжение табл. 18

П)П)))П)>>>)1

JS

I

270

Продолжение табл. 18

111

Продолжение табл. 18

Створные измерения на высоте с помощью ЛПВП и пентапризменного устройства (ПУ)

Контроль вертикальности с помощью ЛП

Контроль вертикальности высотного сооружения

инивелирования по ярусам

спомощью ЛПВП и ПУ

тттшмштмттштттт

Передача направления на другой горизонт; ориентирование горных выработок

272

Формирование световой плоскости и контроль плоскости с опорой на три базовые точки А, В, С

Установка и контроль положения точек в плоскости, перпендикулярной основной оси

Установка и контроль поверхности сложной геометрической формы тремя световыми плоскостями

Автоматическая установка и слежение по двум координатам: 1 - лазер; 2, 3 - фотоэлектрические

регистрирующие устройства; 4, 5, 6 - управляющие устройства обратной связи

Окончание табл. 18

* \ \ ! / / Л

\2/ i

273

Автоколлимационные приборы

Среди специальных геодезических средств и методов очень часто используется автоколлимационный принцип измерения.

Оптические автоколлиматоры

Рассмотрим три схемы автоколлимации (рис. 200) [4, 33]. Лучи после объектива 2 идут параллельно и, отразившись от зеркала 3, собираются в фокусе 1 объектива, т.е. изобра-

жение накладывается на сам предмет.

а

б

Е

Рис. 200. Принципиальные схемы автоколлимации:

а - источник излучения в фокусе объектива; б - источник излучения в фокальной плоскости на расстоянии у от фокуса; в - источник излучения в фокусе объектива, но зеркало наклонено на угол a; h - ход измерительного винта 4

274

На рис. 200,6 параллельный пучок лучей падает на зеркало под углом у, после отражения от зеркала пучок лучей собирается в точке О', симметричной точке О, на расстоянии: У = f ' t g у.

На рис. 200,в пучок лучей собирается в точке О', при этом: у = f ' tg 2а.

Наибольшее распространение получили автоколлимационные схемы окуляров Аббе, Гаусса, с куб-призмой и окуляр Монченко.

В автоколлимационном окуляре Аббе (рис. 201,а) световой поток от ИИ 3 через призму 2 освещает прозрачный крестик, выгравированный по серебру на призме в плоскости склейки с сеткой 1, параллельным пучком выходит из объектива (на схеме не показан). На сетке 1 нанесена шкала в минутах или секундах и непрозрачный крестик, расположенный симметрично относительно оптической оси прозрачному крестику. При перпендикулярно расположенном зеркале изображение прозрачного крестика накладывается на непрозрачный крестик. Если этого не происходит, то по шкале отсчитывают значение расхождения крестиков.

Окуляр Аббе (см. рис. 201,а) имеет сравнительно небольшую потерю яркости (порядка 10 -s- 15%).

Вокуляре Гаусса (см. рис. 201,6) световой поток от ИИ 4, отражаясь от полупроводниковой пластинки 2, освещает сетку 1 с нанесенными на ней шкалой и перекрестием. Отраженный от зеркала световой поток дает автоколлимационное изображение перекрестия в плоскости сетки 1, которое наблюдается в окуляр 3.

Вокуляре Гаусса потери света достигают порядка 90%.

Вавтоколлимационном окуляре (см. рис. 201,в), световой поток от ИИ 5 через конденсор 4 подсвечивает сетку 3, расположенную в фокусе объектива 1. Изображение сетки 3 при перпендикулярном расположении зеркала 8 проецируется на перекрестие сетки 6 и рассматривается окуляром 7. Сетки 3 и 6, как правило, отличаются по форме.

Вавтоколлимационном окуляре Монченко (см. рис. 201,г) световой поток от ИИ 1 через конденсор 2 освещает сетку, расположенную на поверхности 7, часть светового потока направляется через объектив (на рис. 201,г не показан) на зеркало 8, а часть светового потока попадает на зеркальную поверхность 5. Наблюдатель видит через окуляр 4 два изображения одной и той же сетки (от зеркала 8 и от отражающей поверхности 5).

275

Рис. 201. Принципиальные оптические схемы автоколлимационных окуляров:

а - окуляр Аббе: 1 - источник излучения; 2 - призма; 3 - сетка; 4 - окуляр;

б - окуляр

Гаусса: 1 - источник излучения; 2 - полупрозрачная

пластинка;

3 -

сетка;

4 - окуляр; в - окуляр с куб-призмой:

1 - источник

излучения;

2 -

конденсор; 3, 7 - сетки; 4 - куб-призма; 5 -

объектив; 6 -

зеркало;

8 - окуляр; г - окуляр Монченко: 1 - источник излучения; 2

- конденсор;

3, 7 - призмы; 4 - отражающая полупрозрачная поверхность;

5 -

объектив;

6 - зеркало; 8 - отражающая поверхность; 9 - окуляр

 

276

В приборах известно использование и других оптических автоколлимационных окуляров, например, Линника и Захарьевского [33].

Основной недостаток оптических автоколлиматоров состоит в малом угловом диапазоне работы, и, как следствие, затрудненном поиске автоколлимационного изображения.

Фотоэлектрические автоколлиматоры

Фотоэлектрические автоколлиматоры имеют угловой диапазон работы более 10° и разрешающую способность менее десятой доли угловой секунды [12].

Рассмотрим функциональные схемы фотоэлектрических автоколлиматоров (ФАК) (рис. 202). Передающий и приемный каналы, как правило, расположены на одном объекте, а преобразовательный элемент 5 - на контролируемом.

Передающий канал служит для формирования посылаемого на дистанцию светового потока необходимой мощности, геометрической формы, спектрального состава, состояния поляризации и т.д. Приемный канал служит для формирования автоколлимационного изображения марки 3 и выявления ее геометрических параметров (формы, размеров, положения относительно оптической оси) и физических параметров (фазы модуляции, степени поляризации, спектрального состава и т.д.).

Световой поток от источника излучения 1 через конденсор 2 освещает марку 3, расположенную строго в фокальной плоскости передающего объектива 4, в результате на его выходе лучи представляют собой параллельный (коллимированный) пучок; преобразовательный элемент 5 воспринимает оптическое излучение, изменяет его параметры в соответствии с угловым положением контролируемого объекта и возвращает преобразованное оптическое излучение в приемный канал. Анализатор 7 и фотоприемное устройство 8 и 9 преобразуют геометрические или физические параметры автоколлимационного изображения марки 3, несущие информацию об угловом положении преобразовательного элемента 5, в пропорциональные электрические сигналы. Анализатор, установленный в плоскости формирования изображения марки, может выполнять функции модулятора светового потока или координатора изображения (роль позиционно-чувствительного фотопри-

277

Рис. 202. Функциональные схемы ФАК:

а - с разделенными приемным и передающим каналами: 1 - ИИ;

2 - конденсор; 3 - марка; 4 -

передающий объектив;

5 - преобразовательный элемент, устанавливаемый на объекте;

6 - приемный объектив; 7 -

анализатор; 8 - ПИ;

- усилительный блок;

10 - оптико-механический или электрооптический

 

компенсатор; 11 - цепь обратной связи;

б -

с совмещенными передающим и приемным каналами: 1 - ИИ;

2

- конденсор; 3 -

марка; 4 - куб-призма; 5 - трипель-призма,

установленная на объекте; 6 - общий для приемного и передающего каналов объектив; 7 - анализатор; 8 - ПИ; 9 - усилительный блок

емного устройства). Компенсатор 10 используют в случае, когда прибор работает в качестве нуль-индикатора (когда параметры автоколлимационного изображения марки компенсируются до известных значений).

По характеру изменения параметров световой волны ФАК подразделяются на амплитудные, амплитудно-фазовые, фазовые, частотные, частотно-фазовые, импульсно-частотные и импульсно-фазовые фотоэлектрические автоколлиматоры.

Известны ФАК [11], с помощью которых одновременно можно контролировать до шести степеней свободы объекта.

Окулярные винтовые микрометры

Окулярные винтовые микрометры используют в отсчетных микроскопах.

Принципиальная схема отсчетного микроскопа с окулярным микрометром, имеющим спиральный нониус, приведена на рис. 203,а, на рис. 203,6 - его поле зрения. Ось вращения сетки 3 сдвинута относительно оптической оси микроскопа. Неподвижная 4 и подвижная 3 сетки расположены в фокусе окуляра 5. На неподвижной сетке расположены два штриха с индексом и шкала. На подвижной сетке нанесены одиннад-

а -

устройство: 1 - миллиметровая шкала; 2 - объектив; 3 - вращающаяся сетка;

4 -

неподвижная сетка; 5 - окуляр; 6 - рукоятка; 7 - зубчатая коническая пара;

б - поле зрения: 1 - миллиметровая шкала; 2 -

шкала с ценой деления 0,1 мм;

3 - два красных параллельных штриха; 4 -

одиннадцать двойных витков

спирали Архимеда; 5 -

круговая шкала с ценой деления 1 мкм;

6 -

отсчетный индекс

279

цать двойных (бифилярных) витков спирали Архимеда и круговая равномерная шкала, имеющая 100 делений. При одном обороте сетки точка спирали сместится по радиусу на 0,1 мм. По круговой шкале отсчитывают сотые и тысячные доли шага спирали напротив индекса. Увеличение отсчетного микроскопа со спиральным нониусом 60х. При отсчитывании рукояткой 6 микрометра вводят миллиметровый штрих 1 в середину бифилярных штрихов. Отсчет на рис. 203,а равен 53,275 мм.

На рис. 204 приведены устройство и поле зрения микроскопа с окулярным винтовым микрометром (MOB или МОВУ). Увеличение сменного окуляра 1 может быть 7х, 10х или 15х. Изображение предмета, расположенного на стекле 3, с помощью объектива 4 получают в плоскости между неподвижной шкалой 6 длиной 8 мм с ценой деления 1 мм и подвижной сеткой 5. Цена деления микрометрической головки 8 равна 0,01 мм, цена деления лимба 9-1°, дискретность отсчитывания по нониусу 10-6', поле зрения микроскопа 10,5 мм.

Рис. 204. Микроскоп с окулярным винтовым микрометром:

а - устройство: 1 - источник излучения; 2 - зеркало подсветки; 3 - стекло на предметном столике; 4 - объектив; 5 - подвижная сетка; 6 - неподвижная шкала; 7 - окуляр; 8 - микрометрическая головка; 9 - лимб; 10 - нониус; б, в - поле зрения

280

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]