Завдання 3. Вимірювання кутів

Принципово методика кутових вимірів повинна враховувати та зменшувати вплив усяких джерел помилок – приладів і зовнішнього середовища, одержання результатів належної точності, доступної у масовому виробництві з використанням відповідних типів приладів, забезпечити отримання рівнозначних вимірювань на всіх пунктах вимірювань з мінімальними витратами праці та часу.

При вимірюванні горизонтальних кутів можливі дві принципові схеми: вимірювання власне окремих кутів, вимірювання напрямків.

Вимірювання напрямків полягає в центруванні вертикальної осі кутомірного приладу над вершиною вимірювального кута, почерговому наведені труби на усі візирні цілі, які спостерігаються з даного пункту; відліку на закріпленому лімбу і обчислення кутів між обраним початковим напрямком і усіма іншими.

Вимірювання окремих кутів полягає в послідовному спостереженні кожної пари пунктів, які утворюють разом з пунктом спостереження даний кут, відрахування по лімбу і обчислення різниці, яка визначає величину вимірюваного кута.

За одиницю вимірювання при вимірюванні кутів приймають прийом. Він складається із сукупності вимірювальних операцій, які виконуються у визначеному порядку для одержання однозначного значення кута, який вимірюється чи напрямку.

Для зменшення помилок за рух лімба за алідадою, за гнуття окремих частин теодоліта додержують порядок обертання верхньої частини приладу так, щоб візування на всі напрямки, які спостерігаються виконувалось однаково.

Для цього кожний прийом вимірювання кутів і напрямок поділяють на два пів прийоми, з яких незалежно виводять величини кутів. Остаточне значення результату в прийомі знаходять як середнє з результатів обох пів прийомів.

В кожному пів прийомі порядок вимірювання і розташування частин приладу відносно вимірювальних кутів і напрямків повинні відрізнятись. Розглянемо цей порядок на прикладі вимірювання окремого кута АОВ (рис. 1). Перед першим прийомом робимо холостий оберт в бік наступного обертання приладу або відводимо на 30-40° в протилежний бік, а потім обертанням алідади наводимо на лівий напрямок вимірюваного кута (пункт А, лівий) і беремо відлік по лімбу. Потім, обертаємо алідаду за ходом годинної стрілки, наводимо на правий напрямок (пункт В, правий) і беремо відлік по лімбу. Різниця відліків (правий мінус лівий) дасть значення кута b

В цьому полягає перший пів прийом вимірювання кута АОВ. Перед другим пів прийомом переводять трубу через зеніт і, обертаючи знову за ходом годинникової стрілки, наводять на правий напрямок (пункт В), беруть відлік по лімбу і обертанням за ходом годинникової стрілки завершують другий пів прийом наведенням на лівий Рис. 1

напрямок (пункт А). Різниця відліків (правий мінус лівий) дасть значення кута b у другому пів прийомі. При цьому порядку обертання і всі наведення на напрямки, які спостерігаються виконуються цілком одноманітно при “притиснутих праворуч” лімбі, підйомних гвинтах і підставки приладу. Якщо в першому пів прийомі у вимірюваний куті b увійшла помилка прямування лімба за алідадою, люфт підйомних гвинтів, зсув підставки і пружні деформації, то і в другому пів прийомі увійде помилка у кут b, тобто, якщо ця помилка збільшує виміряні кути кожний на величину d , то в середньому для прийому вимірювання кута АОВ воно в значній степені компенсується і буде рівнятися d = (d - d)/2. Тобто, входить в нього в другому пів прийомі зі зворотним знаком.

Для ослаблення впливу помилки пружних деформацій, які пов’язані з нерівномірним тертям алідади при неоднакових її положеннях, необхідно половину прийомів вимірювати обертанням алідади за ходом годинникової стрілки, а іншу половину – навпаки.

При вимірюванні напрямків більше двох обертання алідади в пів прийомах роблять в протилежні сторони.

Якщо в цій програмі всі наведення на візирну ціль робити приблизно через рівні проміжки часу, то має бути додержана симетрія вимірювань у часі і кінцевий результат, який був отриманий з одного прийому, має бути віднесений до середнього моменту вимірювань у прийомі. Такий результат, очевидно, має бути вільним від помилок, дія яких пропорційна часу.