Лабораторна робота 6
Тема. Дослідження ексцентриситету лімба і алідади
Мета роботи: засвоєння методики дослідження ексцентриситету алідади горизонтального круга теодоліта з оптичним мікрометром.
Прилади і приладдя: теодоліти 2Т2.
Основні теоретичні положення
Ексцентриситет алідади – це неспівпадання осі обертання алідади і центру ділень лімба.
Ексцентриситет лімба – це неспівпадання осі обертання лімба і центру ділень лімба.
Ексцентриситет характеризується двома
основними елементами: лінійним і кутовим
(рис. 6.1).
Як правило, величина лінійного ексцентриситету складає одиниці або долі мікронів.
Порядок виконання роботи
Про елементи ексцентриситету алідади теодоліта судять за різницями Vі , одержаними при установках алідади на 0˚ 05΄, 30˚ 05΄, …, 330˚ 05΄, за формулою
|
(6.1) |
,
при наявності нерухомого індексу у полі зору оптичного мікроскопа (теодоліти типу ТБ-1) або за формулою
|
(6.2) |
при відсутності нерухомого індексу (теодоліти типу Т2).
У формулах (6.1) і (6.2) А – відлік по шкалі мікрометра при суміщенні зображень діаметрально протилежних штрихів лімба, А - відлік по шкалі мікрометра при суміщенні досліджуваного штриха з нерухомим індексом чи штрихом вертикального круга.
Для вибору останнього, встановивши відлік 5 на шкалі мікрометра, і сумістивши штрихи 0˚ і 180˚, поворотом перемикача кругів на 45˚ добиваються одночасної появи у полі зору відлікового мікроскопу штрихів вертикального (вгорі) і горизонтального (внизу) кругів. Нахиляючи трубу її навідним гвинтом, суміщають один зі штрихів вертикального круга зі штрихом 180˚. Далі на період досліджень труба повинна залишитись нерухомою.
Якщо при кожній установці алідади А = 5´ 00´´, а суміщення зображень штрихів горизонтального круга здійснюють навідним гвинтом, то формула (6.2) набуде вигляду
|
(6.3) |
,
Необхідно пам’ятати, що виміряні мікрометром величини неспівпадання штриха горизонтального круга з нерухомим індексом складають 0,5 Vі , так як має місце одностороннє взяття відліку. Тому у формулі (6.2) введено коефіцієнт Крім цього, при суміщенні штриха горизонтального круга зі штрихом-індексом вертикального круга вони рухаються назустріч один одному на рівну величину, тому у формулах використовують коефіцієнт 4.
Рисунок 6.1 – Елементи ексцентриситету
Відліки А і А виконують при двох суміщеннях. Порядок запису і обробки результатів вимірів записують у таблиці 6.1. Виміри проводять при двох обертаннях алідади у прямому і двох у зворотньому напрямах.
При дослідженні теодоліта 2Т2 необхідно врахувати особливості роботи з його відліковою системою, описані при визначенні рену.
Елементи ексцентриситету можуть бути одержані графічно. На рис. 6.2 Наведено графік ексцентриситету алідади за даними таблиці описаний синусоїдою. Основними параметрами при побудові графіка є: подвійний ексцентриситет алідади 2Еа = 12,4”; відлік на осі φ, вільний від впливу ексцентриситету, який відповідає проекції точки пересічення висхідної гілки синусоїди з віссю симетрії φа = 150°; максимальне відхилення графіка від вирівнювальної кривої σа = 1,3” і лінійний елемент ексцентриситету, розрахований аналітично εа = 2,6 мкм.
Величина характеризує зміщення осі симетрії. Відхилення ламаних ліній від кривої не повинно перевищувати 15”. Коливання величин повинно бути менше 40”.
Дослідження ексцентриситету горизонтального круга теодолітів з оптичним мікрометром.
Це дослідження виконується аналогічно попередньому, але при нерухомій алідаді. Суміщення штрихів виконують ручкою перестановки лімба з подальшим уточненням навідним гвинтом. Програма досліджень складається з прямого і зворотного ходів.
Рисунок 6.2 – Графік ексцентриситету алідади горизонтального круга теодоліта
Графічне представлення, елементи ексцентриситету горизонтального круга і допуски залишаються ті самі, що і для ексцентриситету алідади.
Визначення максимального значення кутового ексцентриситету теодолітів з оптичним мікрометром.
Максимальна величина кутового ексцентриситету алідади складається з ексцентриситету круга і ексцентриситету осьової системи, які характеризують неспівпадання осей алідади і круга тобто
|
(6.4) |
де
|
(6.5) |
Елементи з індексом “к” відносяться до круга. Допустима величина не повинна перевищувати 40”.
На рис. 6.3 показано визначення графічним способом шляхом побудови трикутника ексцентриситетів за відомими елементами при допомозі транспортиру, масштабної лінійки і циркуля. Максимально допустиме значення Еmaх = 40” показано відрізком .
Рисунок 6.3 – Визначення максимального значення ексцентриситету алідади горизонтального круга теодоліта
Дослідження ексцентриситету алідади горизонтального круга оптичних теодолітів з одностороннім відліком.
Для теодолітів типу Т5 з одностороннім шкаловим мікроскопом порядок досліджень такий. Теодоліт встановлюють на рівній площадці, а навколо через 45˚ ± 2˚ на віддалі 30-50 м від приладу розміщують візирні марки.
Після ретельної установки теодоліта і марок у робоче положення вимірюють всі напрями при обертанні алідади двічі прямо (при КП) і двічі зворотньо (при КЛ). Різниці обчислюють за формулою
|
(6.6) |
Елементи ексцентриситету швидко і точно визначають раніше описаним графічним методом. Допуски ті самі. Так як у різниці ввійшла подвійна колімаційна помилка 2с, то вісь симетрії синусоїди буде віддалена від осі абсцис на її величину. Краще зразу виключити 2с, тоді
|
(6.7) |
Дослідження може бути виконано і за спостереженнями однієї віддаленої візирної цілі. Для цього після кожної установки алідади теодоліт обертають у підставці, візують на точку і беруть відліки при положеннях КП і КЛ. Інші дії залишаються без змін.
Дослідження ексцентриситету горизонтального круга оптичних теодолітів з одностороннім відліком.
Теодоліт встановлюють на штативі, а з двох сторін, під кутом, близьким до 180˚, розміщують дві марки на віддалі 30-50 м і однаковій висоті.
Після ретельного приведення приладу в робоче положення двічі вимірюють цей кут при одному положенні вертикального круга при установках лімба 0˚, 45˚, …315˚ і 315˚, 270˚ , …, 0˚. Обертання алідади треба здійснювати тільки в межах 180˚, що дозволить зберегти постійним вплив коливання вертикальних осей на величину кута. У результаті при подальшій обробці ця постійна частина виключається.
Різниці обчислюють за формулою
|
(6.8) |
де βі - середнє значення виміряного кута на одній установці; n - число таких кутів.
Елементи ексцентриситету горизонтального круга одержують графічно, так і для теодолітів з оптичними мікрометрами. Допуски ті ж. Неспівпадання осі симетрії з віссю абсцис вкаже на можливий вплив качки вертикальної осі теодоліта.
Визначення максимального значення кутового ексцентриситету алідади оптичних теодолітів з одностороннім відліком.
Методика визначення для точних оптичних теодолітів однакова. Максимально допустиме значення кутового ексцентриситету алідади для теодолітів типу Т5 Еmaх ≤ 40”.
Звітність з роботи
1 Короткі відомості про суть і дослідження ексцентриситету.
2 Результати визначення ексцентриситету оптичного мікрометра.
Контрольні запитання
1 Що таке ексцентриситет?
2 Порядок визначення ексцентриситету?
3 У чому суть аналітичного методу визначення ексцентриситету?
4 У чому суть графічного методу визначення ексцентриситету?
5 Допустимі величини ексцентриситету для високоточних теодолітів?
Таблиця 6.1 - Дослідження ексцентриситету алідади (лімба) горизонтального круга теодоліта 2Т2 № 16383
Установка алідади |
Відлік М при суміщенні штрихів лімба |
Відлік М0 при суміщенні штриха лімба з індексом |
М0 - М |
||||
І |
ІІ |
середнє |
І |
ІІ |
середнє |
||
Прямий хід |
|||||||
00 |
3' 09,6'' |
10,0'' |
3' 09,8'' |
2' 50,5'' |
51,7'' |
2' 51,1'' |
-18,7'' |
30 |
2 41,9 |
42,0 |
2 42,0 |
2 12,6 |
12,0 |
2 12,3 |
-29,7 |
60 |
2 38,0 |
38,2 |
2 38,1 |
2 08,1 |
07,0 |
2 07,5 |
-30,6 |
90 |
1 40,0 |
39,0 |
1 39,5 |
1 04,5 |
02,7 |
1 03,6 |
-35,9 |
120 |
1 23,2 |
21,4 |
1 22,3 |
0 53,0 |
49,2 |
0 51,1 |
-31,2 |
150 |
0 52,0 |
53,0 |
0 52,5 |
0 22,5 |
23,2 |
0 22,8 |
-29,7 |
180 |
0 38,0 |
39,1 |
0 38,5 |
0 21,0 |
22,0 |
0 21,5 |
-17,0 |
210 |
0 28,0 |
27,0 |
0 27,5 |
0 13,7 |
14,9 |
0 14,3 |
-13,2 |
240 |
0 14,9 |
15,5 |
0 15,0 |
0 07,8 |
07,0 |
0 07,4 |
-7,6 |
270 |
0 07,8 |
08,6 |
0 08,2 |
0 10,0 |
10,5 |
0 10,2 |
+2,0 |
300 |
1 41,9 |
42,0 |
1 42,0 |
1 40,0 |
41,0 |
1 40,5 |
-1,5 |
330 |
2 18,0 |
17,5 |
2 17,8 |
2 16,2 |
16,6 |
2 16,4 |
-1,4 |
Продовження таблиці 6.1
Установка алідади |
Відлік М при суміщенні штрихів лімба |
Відлік М0 при суміщенні штриха лімба з індексом |
М0 - М |
||||
І |
ІІ |
середнє |
І |
ІІ |
середнє |
||
Зворотній хід |
|||||||
330 |
4 42,5 |
43,0 |
4 42,7 |
4 44,9 |
45,1 |
4 45,0 |
+2,3 |
300 |
6 19,0 |
18,5 |
6 18,7 |
6 24,0 |
24,8 |
6 24,6 |
+5,7 |
270 |
6 39,9 |
40,0 |
6 40,0 |
6 47,5 |
48,0 |
6 47,7 |
+7,7 |
240 |
7 16,0 |
16,6 |
7 16,3 |
7 18,6 |
19,0 |
7 18,8 |
+2,5 |
210 |
7 46,3 |
46,9 |
7 46,6 |
7 42,9 |
43,3 |
7 43,1 |
-3,5 |
180 |
8 50,0 |
52,0 |
8 51,0 |
8 37,0 |
36,5 |
8 36,7 |
-14,3 |
150 |
8 52,2 |
52,4 |
8 52,3 |
8 33,6 |
33,0 |
8 33,3 |
-19,0 |
120 |
8 22,2 |
20,4 |
8 21,3 |
7 53,0 |
49,0 |
7 51,1 |
-30,2 |
90 |
8 45,0 |
46,1 |
8 45,5 |
8 19,1 |
19,8 |
8 19,4 |
-26,1 |
60 |
8 14,0 |
15,1 |
8 14,5 |
7 45,6 |
45,2 |
7 45,4 |
-29,1 |
30 |
7 33,0 |
32,8 |
7 32,9 |
7 15,5 |
16,5 |
7 16,0 |
-16,9 |
0 |
7 35,0 |
36,5 |
7 35,8 |
7 23,0 |
23,5 |
7 23,2 |
-12,6 |