6.3. Визначення відстаней нитковим віддалеміром

Якщо розглянути (рис. 43), то відстань між двома точками, тобто від приладу до рейки, дорівнює

D = D'+ f + S,

де f - фокусна відстань об'єктива, м; S- відстань від оптичного центра об'єктива до осі обертання приладу, м.

За допомогою сітки ниток відстань на рейці AB можна виразити в поділках рейки, тобто кількість таких поділок дорівнює різниці відліків по верхній (в) і нижній (н) нитках.

n = в - н.

Відношення f/ab називають коефіцієнтом ниткового віддалеміра і позначають буквою К, тоді

D'= K х n.       (62)

Теодоліт конструюють так щоб K= 100. Це дає змогу полегшити підрахунки при визначенні відстані.

Величини Sif - постійні, а їх суму позначають через С, і, як правило, цією величиною нехтують. Якщо врахувати її, то

D = K х n + С.            (63)

Слід пам'ятати, що точність при вимірюванні відстаней нитковим віддалеміром невелика, а відносна похибка складає:

а)         при сприятливих умовах 1:300.. .1:400;

б)         при несприятливих умовах 1:100...1:200.

Рис. 43. Хід променів у зоровій трубі

Цей спосіб вимірювання відстаней застосовують тоді, коли необхідно знати її з точністю 0,5...2 м. Чим більша відстань тим більша похибка.

Якщо потрібно визначити горизонтальне прокладення, то використовують формулу

d = K x n x cos2 v.

6.4. Вимірювання віддалей світловіддалеміром

Вимірювання віддалей світловіддалеміром полягає в тому, що в дійсності вимірюють час за який проходить світло від джерела до відбивача та в зворотньому напрямі. На цій основі побудували прилад, який назвали світловіддалеміром (рис. 44). Світловіддалемір є джерелом світла і в ньому вмонтований пристрій, який приймає світло від відбивача. В цьому випадку віддаль визначають за формулою

де t - час поширення світлової хвилі; v - швидкість поширення світла в атмосфері, яка обчислюється за формулою

де с - швидкість поширення світла у вакуумі, с = 299792458±1,2 м/с; n = коефіцієнт заломлення оптичного середовища - атмосфери.

Рис.44. Світловіддалемір

Вимірювання довжин ліній сучасними світловіддалемірами на напівпровідникових лазерах забезпечують високу точність вимірювання 5 мм), ними можна вимірювати великі віддалі (5 - 15 км) і вони мають малу вагу (2 - 3 кг) та високий рівень автоматизації.

Комплект, який складається із віддалеміра і відбивача, працює на місцевості, а тому атмосферні умови впливають на точність вимірювання ліній. Основними атмосферними факторами, які впливають на точність і довжину виміряної лінії є: прозорість атмосфери, ступінь її забруднення, запорошеності, задимлення, турбулентності повітряного шару і т. ін. Туман, опади, димка (коли частинки перевищують 1 мкм) також знижують границі виміру відстаней.

Оскільки світловіддалеміри є в основному переносними польовими приладами, а часто модулями, які встановлюють на теодоліти то зниження ваги, споживання потужності, розширення діапазону робочих температур набуває важливого значення.

Пучок променів, який сформований об'єктивом передаючої системи, направляється до відбивача. Для оптимального використання випромінювання лазера необхідно, щоб відбивач захватив максимальну частину світлового потоку і відбив його назад з найменшими витратами. Відбивачами можуть бути плоскі дзеркала, дзеркально-лінзові системи різних конструкцій і кутові відбивачі, тріпель-призми. Найбільшого розповсюдження набули відбивачі з тріпель - призмами завдяки зручності роботи з ними: малої чутливості до перекосів відносно вимірювання, надійності і т. ін.

Одною з основних експлуатаційних вимог до світловіддалемірів є зменшення ваги і споживання потужності. Мініатюризація електронних блоків, створення малоспоживаючих елементів, мікросхем високого ступеню інтеграції, впровадження мікропроцесорів в схему приладу, дозволили значно скоротити габаритні розміри.

Будова і перевірки теодолітів