190 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нитяные дальномеры фото

НИТЯНОЙ ДАЛЬНОМЕР

Рис. 6.10. Параллактический треугольник

В целях повышения производительности труда при измерении расстояний были разработаны оптические дальномеры различной конструкции. Определение расстояний оптическими дальномерами основано на решении равнобедренного треугольника, называемого параллактическим (рис. 6.10).

При этом различают дальномеры с постоянным базисом Ь и с постоянным углом (3. Как следует из названия, в дальномерах с постоянным базисом противолежащая сторона Ь (базис) фиксирована и измеряется (с высокой точностью) параллактический угол (3. В дальномерах с постоянным углом фиксирован параллактический угол, а измеряется (переменный) базис Ь.

Наиболее простым по своей конструкции дальномером является нитяной дальномер, состоящий из зрительной трубы и двух горизонтальных нитей, называемых дальномерными. Зрительная труба теодолита, имеющая сетку нитей с верхней и нижней дальномерными нитями, и образует такой дальномер. На рис. 6.11 АВ — измеряемое расстояние, ось вращения прибора находится на одной отвесной линии с точкой А, визирная ось находится в горизонтальном положении, рейка установлена вертикально в точке В. Расстояние между точками А и В при его измерении нитяным дальномером равно

наклонное расстояние d] будет равно

а его горизонтальное проложение составит величину

d = kncos 2 v + ccosv.

На практике последним членом ввиду его малости иногда пренебрегают и используют приближенную формулу

Ранее отмечалось, что измеренное расстояние равно разности отсчетов по рейке по дальномерным нитям, умноженной на коэффициент дальномера. Рейка имеет сантиметровые деления, дециметровые деления подписаны и возрастают снизу вверх. Отсчеты берутся на глаз с точностью до 1 мм. На рис. 6.13 дано поле зрения

зрительной трубы с прямым изображением. Отсчет по нижней даль-номерной нити (см. рис. 6.13, а), выраженный в сантиметрах, равен 151,4 см, отсчет по верхней нити (см. рис. 6.13, б) — 163,7 см. Разность отсчетов составляет 12,3 см. Коэффициент дальномера к = 100,0. Следовательно, измеренное расстояние равно 12,3 м.

Чтобы не терять времени на арифметические расчеты при работе на станции и не совершить при этом арифметической ошибки, на практике поступают следующим образом. Если зрительная труба с прямым изображением, то нижнюю дальномерную нить наводят на какое-либо «удобное» деление, например на отсчет 100,0 или 200,0 см. Если труба с обратным изображением, то на такое деление наводят верхнюю дальномерную нить, после чего берут отсчет по второй дальномерной нити. На рис. 6.13, б приводится пример для трубы с прямым изображением. Нижняя нить наведена на отсчет 100,0 см. Отсчет по верхней нити равен 112,3 см. Измеренное расстояние составляет 12,3 м.

Эмпирически установлено, что относительная ошибка измерения расстояния нитяным дальномером составляет 1/300 от его (расстояния) величины.

Если постоянное слагаемое дальномера с неизвестно, а учитывать его необходимо, то определить его можно следующим образом. Закрепляют на местности две точки А и В, расположенные примерно на одной высоте и на удалении 20—25 м друг от друга (рис. 6.14, а).

На одной из точек, например А, устанавливают теодолит, тщательно центрируют, приводят в рабочее положение и измеряют расстояние АВ

по рейке, вертикально установленной в точке В. Затем примерно на середине отрезка намечают строго в створе (с помощью теодолита) точку С. Переносят теодолит в эту точку, выполняют подготовительные действия и измеряют отрезки АС и ВС (рис. 6.14,6).

Очевидно, что во втором случае постоянное слагаемое войдет в результат рис. 5.14. Определение измерений дважды, поэтому постоян- постоянной дальномера ное слагаемое можно вычислить как

Такое определение постоянного слагаемого может оказаться довольно грубым, и его можно рассматривать лишь как схему, общий принцип определения с. Для повышения точности нахождения с расстояние АВ может быть измерено мерной лентой, а затем из точки С измерены отрезки АС и ВС. Тогда константа с может быть найдена из выражения

Ввиду малости постоянного слагаемого нитяного дальномера его определение в любом случае необходимо выполнять очень тщательно.

Оптические дальномеры. Нитяной дальномер

Определение расстояний оптическими дальномерами основано на решении равнобедренного треугольника MFN (рис. 8.5,а), в котором искомое расстояние D определяется по малому углу , называемому параллактическим углом, и противолежащей ему стороне , называемой базой. При определении расстояний одну из величин ( или ,) принимают постоянной величиной, а вторую измеряют. В зависимости от этого различают:

а) дальномеры с постоянным углом и переменной базой;

б ) дальномеры с переменным углом и постоянной базой.

Наиболее распространенным оптическим дальномером яв­ляется нитяный дальномер с постоянным параллактиче­ским углом. Этот дальномер имеется в зрительных трубах геодезических приборов и состоит из двух горизонтальных штрихов, называемых дальномерными нитями, расположенных симметрично относительно центрального штриха сетки нитей (рис.8.5, б). В комплект дальномера входит дальномерная рейка с делениями. Если в начальную точку А установить прибор, а в точку В дальномерную рейку, то искомое расстояние бу­дет равно

Читать еще:  Ударные отвертки фото

(8.10)

Из подобия треугольников MFN и aFb имеем

Рис.8.5. Схемы измерения расстояний нитяным дальномером:

а — параллактический треугольник; б — схема нитяного

дальномера; в — схема определения нитяным дальномером

горизонтального проложения линии

где — отсчет, соответствующий числу делений дальномерной рейки, видимых в трубу между дальномерными нитями; — фо­кусное расстояние объектива; — расстояние между дально­мерными нитями.

Отношение для данного прибора постоянно и называется коэффициентом дальномера. Кроме того, бу­дем считать, что постоянное слагаемое дальномера. Тогда, в соответствии с (8.10) получаем

(8.11)

В современных теодолитах, имеющих трубы с внутренней фокусировкой, постоянное слагаемое с

близко к нулю. Прене­брегая этой величиной, получим

(8.12)

Коэффициент дальномера обычно равен 100, что соответ­ствует углу = 34,38 / . Для определения на ровной местно­сти мерной лентой откладывают расстояния 50, 100 и 150 м и делают по дальномерной рейке отсчеты, которые при К= 100 должны быть те же, что и отмеренные лентой, но в санти­метрах. Если коэффициент дальномера оказался не равен 100, изготавливают рейку специально для данного дальномера или составляют таблицу поправок. При определении расстояния по формуле (8.12) предполага­ется, что дальномерная рейка находится перпендикулярно ли­нии визирования. Однако при определении наклонных рас­стояний линия визирования, очевидно, не будет перпендику­лярна к вертикально стоящей рейке (рис. 8.5, в). Поэтому для вычисления действительного расстояния D необходимо от от­счета по рейке перейти к отсчету ‘, соответствующему пра­вильному положению рейки. Для этого рассмотрим треуголь­ник . Угол в вершине N этого треугольника равен углу наклона линии визирования’ , а угол при точке MI близок к 90°. Поэтому можем записать

или

С учетом (8.12)получим

и горизонтальная проекция линии будет равна

. (8.13)

Точность определения расстояний нитяным дальномером характеризуется относительной ошибкой порядка 1 :400.

На точность нитяного дальномера значительное влияние ока­зывает толщина дальномерных нитей, снижающая точность отсчитывания по рейке. Этот недостаток устранен в дально­мерах двойного изображения. Перед объективом трубы такого дальномера устанавливается оптический клин К. или компенсатор, закрывающий половину светового отверстия объектива (рис. 8.6)Визирный луч, проходя через оптический клин, отклонится на некоторый параллактический угол в точку MI. В результате наблюдатель увидит два изображе­ния рейки, смещенных на величину базы .

Измерение расстояния от прибора до рейки в этом случае будет зависеть от типа применяемого дальномера. В дальномерах, с постоянным параллактическим углом, путем совмещения двух изображений рейки измеряется величина базы . В даль­номерах с постоянной базой перемещением линзового компен­сатора с помощью специальной шкалы измеряют величину параллактического угла . Дальномер ДНР-5 (дальномерная насадка редукцион­ная) относится к дальномерам двойного изображения с посто­янным параллактическим углом
Рис. 8.6. Схема оптического дальномера

и переменной базой. Этот при­бор позволяет измерять расстояния от 20 до 200 м со
средней квадратической ошибкой 5 см на 100 м расстояния, т. е. отно­сительной ошибкой порядка 1 : 2000. Прибор представляет собой насадку на зрительную трубу теодолита с наружным диамет­ром объектива 46 мм. Применяется, в основном, с теодолитами типа Т5, Т15. При работе с теодолитами типа Т30, у которых наружный диаметр оправы объектива равен 38 мм, для уста­новки дальномерной насадки используется переходное кольцо.

Постоянный параллактический угол у дальномера ДНР-5 задается дальномерным оптическим клином, закрывающим по­ловину поля зрения трубы.

В комплекте прибора имеются две дальномерные рейки разной длины с сантиметровыми делениями. Рейки при изме­рениях устанавливаются вертикально в подставке на штатив по круглому уровню.

Особенностью дальномера ДНР-5 является наличие редуци­рующего клина, который вместе с дальномерным клином закры­вает половину объектива зрительной трубы. При наклонах зри­тельной трубы редуцирующий клин изменяет отсчет по дальномерной рейке, приводя измеряемое расстояние к горизонту.

Дальномерный клин прибора подбирается с таким углом, чтобы коэффициент дальномера был равен 100. Расстояния при использовании дальномера ДНР-5 определяются по формуле (8.11), в которой значение п соответствует величине базы , вы­раженной в делениях дальномерной рейки.

Дальномер ДН-8 относится к дальномерам с перемен­ным параллактическим углом и постоянной базой. Дальномер позволяет измерять расстояния с относительной ошибкой 1/1200—1/1500. Прибор представляет собой насадку к зритель­ной трубе теодолита с наружным диаметром оправы объектива 46 мм. Измерение параллактических углов осуществляется линзовым компенсатором, состоящим из измерительных и ус­тановочных линз, перемещающихся независимо друг от друга.

Дальномерная рейка представляет собой штангу, на кото­рой укреплены две пары марок, образующих две базы

Читать еще:  Как выбрать смазку для редуктора болгарки?

разме­рами 1018 мм и 550 мм. Рейка укрепляется на штативе и ус­танавливается горизонтально по круглому уровню.

Расстояние при использовании дальномера ДН-8 определя­ется по формуле

(8.14)

где — постоянное слагаемое дальномера. По малости угла можно записать

Обозначив = К — коэффициент дальномера, получим

(8.15)

Для вычисления поправки за наклон линии измеряется угол наклона при наведении средней горизонтальной нити на сере­дину дальномерной рейки.

Дальномер Д-2 с постоянной базой и переменным парал­лактическим углом выпускается в виде самостоятельного при­бора. Позволяет определять расстояния от 40 до 400 м со сред­ней квадратической погрешностью 2 см на 100 м расстояния, т. е. с относительной ошибкой порядка 1 : 5000.

Для измерения параллактического угла прибор снабжен оптическим комбинированным компенсатором, состоящим из клинового и линзового компенсаторов. Клиновый компенсатор образует постоянную часть параллактического угла, линзовый компенсатор определяет переменную часть этого угла. Полная величина параллактического угла состоит из двух его состав­ляющих— постоянной и переменной части.

Для измерения угла наклона линии визирования прибор имеет вертикальный круг. По значению угла наклона в изме­ренную линию вводится поправка за наклон. В комплекте при­бора имеется дальномерная рейка длиной 2 м. Рейка состоит из 6 марок, образующих 5 баз по 40 см каждая, используемых в зависимости от длины измеряемой линии. Рейка при измерениях может располагаться как горизонтально, так и верти­кально. При вертикально расположенной рейке расстояния оп­ределяются с относительной ошибкой порядка 1/3000.

Дата добавления: 2016-03-15 ; просмотров: 2066 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Измерения расстояний с использованием нитяного дальномера зрительной трубы

Читайте также:

  1. III. Меры и единицы представления, измерения и хранения информации в компьютере
  2. Автоматизированное решение регламентных статистических задач с использованием АРМ экономиста-статистика
  3. Алгоритм измерения точек росы по влаге и углеводородам
  4. Алгоритм измерения точки росы
  5. Анализ состава, структуры и динамики операций банка с использованием пластиковых карточек.
  6. Анализ уровня и динамики финансовых результатов производства с использованием метода горизонтального анализа.
  7. Анализ эффективности операций банка с использованием пластиковых карточек.
  8. Аппаратура для выявления и параметризации опасных сигналов электромагнитной природы и измерения акустических сигналов
  9. Береговой цели с использованием ВТН.
  10. Благодаря хорошей воспроизводимости и простоте измерения, ОФВ1 в настоящее время является общепринятым показателем для оценки степени обструкции при ХОБЛ.
  11. Бурильные трубы
  12. Валовой внутренний продукт, его формы и методы измерения.

Измерение расстояний не является прямым назначением теодолита, а есть его вспомогательная функция.

Измерение расстояний теодолитом выполняется при помощи нитяного дальномера теодолита и нивелирной рейки [3, стр. 320-324]. Чаще всего измерение расстояний производится при выполнении теодолитом тахеометрической или горизонтальной съемки.

Нитяный дальномер представлен в теодолите в виде двух дальномерных нитей сетки нитей зрительной трубы (рис. 4, 9, 20).

Рисунок 20 – Определение расстояния по дальномерным нитям

Принята следующая методика измерения длин линий.

1. Измеряется высота прибора (теодолита) над точкой стояния.

2. На точке, до которой надо измерить расстояние, устанавливается нивелирная рейка.

3. Зрительная труба наводится на отсчет, примерно равный высоте прибора .

4. По нивелирной рейке берутся отсчеты:

— по верхней и — по нижней дальномерной нити.

5. По формуле вычисляется величина

(4.14)

где — коэффициент дальномера, ;

— разность отсчетов по рейке.

Величина называется «отсчетом по дальномеру». Именно эту величину определяют при помощи дальномера и записывают в журнал тахеометрической съемки.

Вычисление горизонтального проложения производится позже, при камеральной обработке тахеометрической съемки, по формуле

, (4.15)

где — угол наклона визирного луча.

, ,

Отсчет по дальномеру равен

Для упрощения вычисления отсчета по дальномеру часто используют такой прием (в случае использования теодолитов с обратным изображением): наводят верхнюю дальномерную нить на ближайшее целое дециметровое деление. Тогда разность отсчетов может быть вычислена значительно проще.

, ,

Отсчет по дальномеру равен

В случае использования теодолитов с прямым изображением на целое дециметровое деление наводят нижнюю дальномерную нить.

Точность измерения длин линий с помощью нитяного дальномера теодолита и нивелирной рейки составляет измеряемой длины.

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 7353 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Нитяные дальномеры: назначение, устройство, правила использования

Существует немало разновидностей измерительного (дальномерного) оборудования. Нитяной дальномер присутствует практически в любой модели теодолита. Благодаря ему реализуется такая дополнительная опция, как определение расстояния.

Основные нюансы

Необходимость мерить дистанцию теодолитом возникает, когда производится тахеометрическая либо горизонтальная съемка. Нитяной дальномер представляет собой пару дальномерных нитей. Процедура приблизительно такова:

  • сначала устанавливается высота устройства (теодолита) по отношению к точке стояния;
  • потом монтируется нивелирная рейка на том месте, до которого требуется промерить дистанцию;
  • наводят трубу на отсчет, близкий к высоте самого аппарата;
  • берут отсчеты по двум дальномерным нитям (сверху и снизу);
  • определяют величину отсчета по дальномеру по специальной формуле, учитывающей коэффициент, различие отсчетов по рейке;
  • вносят полученный результат в журнал итогов тахеометрической съемки.
Читать еще:  Лепестковые шлифовальные круги для болгарки

На следующей стадии устанавливают горизонтальное положение. Для этого в процессе камеральной обработки результатов применяют другую формулу, учитывающую угол наклона визирных лучей. Чтобы упростить работу, используя теодолит с обратным отображением, расположенную сверху дальномерную нить ориентируют на близкое значение (в дециметрах).

Это позволяет ускорить определение разности отсчетов. А вот если используется теодолит прямого типа, то наводку нужно делать на нижнюю нить.

Теория и принцип

Нитяной дальномер, позволяющий проводить измерение длин линий, присутствует в подавляющем большинстве моделей геодезического оборудования. Сеть включает пару главных дальномерных нитей. Их проекция через зрительную трубу формирует угол параллакса. При этом большое практическое значение имеют дистанция, разделяющая дальномерные нити, и фокус объектива. Чтобы измерить расстояние, применяют рейки с сантиметровой шкалой.

Сначала берут отсчет, показывающий количество видимых через зрительную трубу сантиметров, разделяющих проекции нитей. Коэффициент дальномера принимается равным 100. Судя по имеющейся информации, точность оптических нитяных дальномеров составляет порядка 1: 400 (0,25%) измеряемого расстояния. Для более точного промера длинных линий советуют разбивать их на отрезки по 50—100 м. При таком подходе погрешность сокращается в 1,5—2,5 раза.

Чаще всего параллактический угол постоянен. В этом случае, чтобы определить при помощи дальномерной рейки расстояние между двумя точками, нужно складывать:

  • промежуток от края фокуса до рейки;
  • фокусное расстояние;
  • расстояние между объективом и осью кручения теодолита.

Что еще нужно знать?

Так называемое постоянное слагаемое дальномера жестко и однозначно задано в любой конструкции. Его величина — несколько сантиметров; точный показатель приводится в техническом паспорте дальномера. При измерениях крупных расстояний или невысоких требованиях точности постоянное слагаемое можно проигнорировать. Следствием теории нитяного дальномера является то, что во время измерения рейка должна оказываться по нормали к лучу визира. При замере наклонного расстояния видимый отрезок рейки подменяется другим отрезком.

Когда из-за препятствий (водоемов, котлованов, построек) расстояние нельзя промерить лентой, его определяют по косвенной методике. Обязательно проводят контрольный замер, строя дополнительный треугольник по базису, а затем, если нет чрезмерно больших расхождений, нужно вычислить среднее арифметическое. Нитяной, как и любой другой дальномер, работает за счет «решения» особого длинного равнобедренного треугольника AMN.

Сторону MN принято называть базой, а расположенный против нее угол — параллактическим углом. Чаще всего угол параллакса невелик.

Замер расстояния в приборах с неизменной базой и меняющимся углом проводят с учетом радиана, расписанного в угловых секундах. Но чаще применяют дальномеры со стабильным углом и сменяющейся базой. Если предусмотрена внутренняя фокусировка, фокусное расстояние изменяют, двигая фокусирующий компонент. В этом случае применяют формулу определения расстояния, включающую коэффициент, результат дальномерного отсчета по рейке и поправку. Уровень поправки подбирается опытным путем, используя горизонтальный базис длиной до 150 м.

Это расстояние разбивают на отрезки по 10 м. Чтобы компенсировать хотя бы частично воздействие вертикальной рефракции, используют горизонтальные рейки. Тогда придется размещать дальномерные нити по горизонтали (по отношению к сетке трубы). Поправка для приведения линии к горизонту определяется с учетом наклона линии горизонта. Нитяной дальномер позволяет замерять линии длиной максимум 300 м, при этом погрешность может достигать 0,3%.

Может показаться, что это значение слишком велико. Но на деле для топографической и геодезической съемок такая погрешность вполне приемлема. Можно использовать нитяной дальномер и для решения ряда других задач, возникающих в инженерной геодезии. Важно: иногда общепринятый коэффициент 100 для такого прибора оказывается неверен и не дает хороших результатов. В этом случае реальный точный коэффициент вычисляют, деля фокусное расстояние на промежуток от одной до другой дальномерной нити.

Комплект некоторых нитяных дальномеров включает шашечные рейки с сантиметровыми делениями. Когда световые лучи, уйдя от дальномерных нитей, проходят сквозь объектив в передний фокус, они попадают на рейку в двух точках. Коэффициент 100 удобен, если параллактический угол составляет 34,38 градуса.

При отличии от этого показателя, конечно, приходится проводить дополнительные расчеты. Но тогда вычислить точное расстояние в метрах и получить целые числа вряд ли получится.

В следующем видео вас ждет измерение горизонтального угла теодолитом.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector