Сущность измерения расстояний подвесным мерным прибором

Высокоточные и точные линейные измерения могут выполняться подвесными мерными приборами – базисными приборами БП-1, БП-2 и БП-3. базисный прибор БП-1 применяется для измерения базисов в триангуляции 2 класса и для измерения длин линий в полигонометрии 2 класса. Базисный прибор БП-2 предназначен для измерения базисов и длин линий в сетях 3 и 4 классов. Базисный прибор БП-3 предназначен для линейных измерений в сетях 1 и 2 разрядов.

Сущность измерения расстояний подвесными мерными приборами сводится к измерению хорды с помощью дуги, которую образует свободно висящая гибкая нерастяжимая металлическая проволока, удерживаемая в равновесии приложенными к ее концам равными силами F (рис. 13.1).

Рисунок 13.1 -

,

где S – длина дуги (т.е. проволоки);

Р – вес единицы длины проволоки;

Н – горизонтальная составляющая силы натяжения проволоки (H ≈ F).

В действительности проволока растяжима и под воздействием на нее силы F и собственного веса Р длина проволоки может быть найдена по формуле:

,

где S₀ – длина проволоки, уложенной на горизонтальную плоскость без всякого натяжения;

s - растяжение единицы длины проволоки под влиянием веса Р.

Следовательно, длина хорды равна:

Базисные приборы

Базисные приборы БП-1, БП-2 и БП-3 включают в себя:

· инварные проволоки длиной 24 м (8 шт., 4 шт., 3 шт.);

· инварную ленту (12 м, 6 м, 6 м);

· штативы базисные (50 шт., 20 шт., 10 шт.);

· базисные целики на штативы (50 шт., 20 шт., 10 шт.);

· по 2 блочных станка, блока и груза;

· жесткие или оптические центриры (по 2 шт.);

· барабаны для проволок и ленты;

· по 4 термометра (термометр-пращ) и др. принадлежности.

На обоих концах проволоки расположены шкалы с миллиметровыми делениями (случайная ошибка штрихов ~ 10 мкм).

Рисунок 13.2 – Инварная мерная проволока

При измерении расстояний по шкалам берут отсчеты П (по передней шкале) и З (по задней шкале). Длина интервала, измеренного проволокой, вычисляется по формуле:

l = 24 м + (П + З).

Расстояние между нулевыми делениями шкал у проволоки, подвешенной на штативах и растянутой грузами, должно быть 24 м. Допустимое уклонение от 24 м допускается не более 1 мм. Для определения фактической длины проволоки производится компарирование, т.е. сравнение ее длины с эталонной длиной. При компарировании на каждую проволоку выдается свидетельство, в котором выписывается уравнение проволоки вида:

l = l₀ + Dl + a·l₀ (t – t₀) + b·l₀ (t² – t₀²) + g·l₀ (t³ – t₀³),

где l – длина проволоки при температуре t и натяжении, равном 98 Н;

l₀ = 24 м – номинальная длина проволоки;

Dl – поправка за компарирование при температуре t₀;

a, b, g – термические коэффициенты расширения проволоки (b и g определяются только для высокоточных измерений).

Рабочие мерные приборы для измерения сторон в полигонометрии 1 и 2 разрядов эталонируются на полевом компараторе в районе работ. Длина компаратора должна быть 120 м или 240 м. Она определяется двумя инварными проволоками (по 3 измерения в прямом и в обратном направлениях).