Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

1. Актуальність теми

Підсумком розвитку геодезичного приладобудування стала поява принципово нових конструкцій приладів, створених для виконання різних геодезичних вимірювань. Перш за все, до цих приладів можна віднести електронний тахеометр, що володіє наступними унікальними характеристиками: автоматизований процес проведення вимірювань, висока точність, можливість отримання результатів вимірювань в зручній комп'ютерній формі. Однак на сьогоднішній день для будь-геодезиста електронний тахеометр залишається так званим «чорним ящиком», який зберігає безліч питань про особливості його пристрої, програмне забезпечення, алгоритмах роботи. Подальше вдосконалення таких угломерных приладів як тахеометр, що пов'язано зі зростаючими вимогами до їх точності та надійності. Виникає необхідність розробки нових методів і засобів контролю їх метрологічних характеристик. Похибки вимірювальних систем оптикоэлектронных углоизмерительных приладів мають складну природу і можуть бути виявлені в результаті експериментальних досліджень. Для досягнення максимальної точності вимірювання горизонтальних кутів точними оптичними теодолітами виконують вимірювання кількома прийомами з перестановкою лімба між прийомами. У сучасних електронних теодолітів і тахеометрів лімб не переставляється, хоча передбачена імітація цієї операції шляхом появи на екрані будь-якого відліку. Є єдиний спосіб застосувати еквівалентний перестановці лімба у оптичних теодолітів спосіб для електронних приладів з неповторительной системою осей - переставляти між прийомами підставку на штативі (стовпі). При виконанні досліджень з перестановкою підставки з'явилися несподівані результати і інші суміжні дослідження, які лягли в основу змісту дисертації.

Проводити всебічне дослідження приладів важливо не тільки для фірм виробників, сервісних центрів по обслуговуванню приладів, науково-дослідних інститутів, але й для пересічного користувача, який при необхідності зможе визначити, який прилад дозволяє виконувати вимірювання більш точно. Найбільш затребуваними на сьогоднішній день стають такі види робіт, які передбачають високоточні кутові вимірювання: створення державних геодезичних і опорних мереж, точне винесення та закріплення осей при будівництві, геодезичний моніторинг будівель і споруд, забезпечення безпеки експлуатації унікальних інженерних споруд і багато іншого [32, 41, 43, 83, 113]. Разом з тим, спостерігається недостатня розробленість нормативно-технічної документації, що включає в себе програми і порядок досліджень похибок вимірювань електронними тахеометрами. Це і визначає актуальність теми дисертаційної роботи. Питаннями досліджень електронних тахеометрів займалися такі видатні вчені, як Г. К. Ямбаев, Д. А. Аникст, К. М. Костянтинович, В. В. Меськин, Н.Х. Голыгин, Ю. Б. Парвулюсов, В. М. Зімін, М. М. Карсунская і багато інших.

2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

Основною метою роботи є розробка методів дослідження електронних тахеометрів в умовах виробництва для оцінки і підвищення точності вимірювання горизонтальних кутів.

Основні задачі дослідження:

  1. Розробити метод визначення систематичних похибок вимірювання горизонтальних кутів електронними тахеометрами.
  2. Розробити метод дослідження пружних деформацій підставки електронних тахеометрів в процесі виконання вимірювань.

Об'єкт дослідження: процес вимірювань електронним тахеометром.

Предмет дослідження: систематичні похибки вимірювань горизонтальних кутів електронними тахеометрами.

Наукова новизна роботи:

  1. Вперше спільно застосовані способи розвороту підставки тахеометра на штативі (стовпі) на задані кути і вимірювання незмінного горизонтального кута з метою визначення систематичних похибок вимірювання кута для різних ділянок горизонтального круга.
  2. Виведені формули перетворення похибок вимірювання горизонтального кута в похибки напрямки для повного обороту горизонтального круга з метою оцінки точності роботи приладу, виявлення кращих приладів або введення поправок до вимірювання.
  3. Разработан метод исследований возможных поворотов (упругих деформаций) подставки тахеометра как вокруг горизонтальной оси (повороты в вертикальной плоскости), так и вокруг вертикальной оси (азимутальные повороты), позволяющий оценить влияние неуравновешенности алидады тахеометра.

3. Методи дослідження які розглядаються в роботі

3.1Метод визначення систематичних похибок вимірювання горизонтальних кутів електронними тахеометрами.

Розроблений метод полягає в наступному. При дослідженнях тахеометром вимірюють горизонтальний кут між напрямками на 2 коліматора. Кут між коліматорами становить близько 70°. Вимірювання виконують з перестановкою підставки на штативі через 30°. 13 вимірювань від 0° до 360° умовно вважають циклом вимірювань. У рефераті наведено основні формули, отримані в роботі. Нехай в одному циклі маємо 13 вимірювань одного і того ж кута на різних установках горизонтального круга

Установка - це відлік по горизонтальному кругу при наведенні на лівий коліматор (направлення). Початкове орієнтування лімба в кожному циклі вимірювань проводилося шляхом встановлення роз'єму для передачі даних з тахеометра в створі на лівий коліматор. Так як перше і останнє вимірювання кута в кожному циклі виконують на установці 0°, обидва вимірювання усереднюють і в подальшу обробку включалися 12 вимірювань. При цьому не можна обійтися без останнього 13-го вимірювання в циклі, так як воно є замиканням і контролем незмінності вимірюваного кута.

У відхиленнях містяться випадкові та систематичні похибки. Однак метою розробки методів дослідження є виявлення систематичних похибок. Зменшення випадкових похибок досягається великим числом вимірів на кожній установці, мінімальною тривалістю вимірювань в полуприеме і повним одноманітністю всіх 13 вимірювань в циклі. Припускаючи, що залежність відхилень від установки at є періодичною функцією F(a) в інтервалі 0...360°, розкладемо її в ряд Фур'є.

3.2 Дослідження пружних деформацій електронних тахеометрів

Тут наводяться результати додаткового експерименту по виявленню впливу пружних деформацій деталей тахеометра на похибку вимірювання горизонтальних кутів електронними тахеометрами. Для проведення вимірювань використовували спеціальний пристрій, подібне описаному вище, але з двома оптичними дзеркалами, розташованими вертикально під кутом 90° один до одного, закріпленими на нерухомій частині електронного тахеометра нижче алидады, але вище підставки. При обертанні алидады горизонтального круга досліджуваного тахеометра пристрій повинен бути нерухомим, якщо немає пружних деформацій. При їх наявності пристрій з дзеркалами може відчувати повороти навколо вертикальної осі (азимутальні повороти), які можна зафіксувати іншими тахеометрами (вимірювальними). Ці повороти призводять до похибок при вимірюванні горизонтальних кутів.

Зорові труби яких видно через дзеркала візирні цілі, закріплені на стіні приміщення. Роблять наведення тахеометрами на візирні цілі при різних положеннях алидады досліджуваного тахеометра, знімають відліки, обчислюють ухилення відліків від середнього, які і будуть функціями похибок, викликаних пружними деформаціями. Щоб врахувати вплив деформацій штатива на точність вимірювань горизонтальних кутів, проводилася ще одна серія вимірювань, в якій пристрій з дзеркалами закріплювалося між підставкою і головку штатива (дзеркало на штативі). Так як очікувані азимутальні деформації порівнянні або навіть менше можливих похибок роботи приладів, був розроблений метод, що підвищує точність визначення деформацій більш ніж в 2 рази. Для цього було застосовано 2 способи. У першому способі потрібно розмістити вимірювальний тахеометр і визирую мета щодо дзеркала, щоб зміна відліку по горизонтальному або вертикальному колі при невеликому повороті Da дзеркала навколо відповідно вертикальній або горизонтальній (що збігається з площиною дзеркала) осей, був максимальним. У другому способі примусово збільшують штатний момент сили в кілька разів. Для цього вимірюють момент сили, викликаний внецентренностью алидады в штатному режимі роботи приладу, і додатково закріплюють у потрібному місці алидады вантаж, що підвищує в кілька разів штатний момент сили. Обидва вектора моментів повинні збігатися за напрямком.

Висновки

Основні результати виконаних досліджень полягають у наступному:

  1. Розроблено метод дослідження похибок вимірювання горизонтальних кутів електронних тахеометрів.
  2. Розроблено метод дослідження азимутальних деформацій та деформацій у вертикальній площині підставки електронного тахеометра при обертанні алидады.
  3. Виконаний аналіз отриманих даних за допомогою розкладання в ряди Фур'є, за результатами досліджень складено таблиці з результатами обробки вимірювань, графіки похибок вимірювання горизонтальних кутів і графіки залежності похибок вимірювання кута і напрямку від положення алидады і підставки тахеометра.

Розроблені методи і сформульовані загальні принципи дослідження електронних тахеометрів в умовах виробництва рекомендується використовувати для оцінки точності вимірювання горизонтальних кутів і обчислення поправок.

Подальші дослідження спрямовані на наступні аспекти:

Перспективи подальших досліджень у даному напрямку полягають у розробці методів, які дозволяють у виробничих умовах визначати характеристики точності вимірювання електронними тахеометрами вертикальних кутів та відстаней, у розробленні та впровадженні нормативів виконання метрологічної атестації електронних тахеометрів з зменшенням трудовитрат повірника на виконання повірки.

Перелік посилань

  1. Гура Д.А., Аветисян Г.Г., Желтко С.Ч. Об исследованиях угломерных ошибок электронных тахеометров // Геодезия и картография. - 2011. - № 4. – С. 16-18..
  2. Гура Д.А., Аветисян Г.Г., Желтко Ч.Н. Исследования упругих дефор-маций электронных тахеометров // Геодезия и картография. - 2011. - № 5. – С. 10-12.
  3. Гура Д.А., Желтко Ч.Н., Аветисян Г.Г. Об исследованиях угломерных ошибок горизонтального круга электронных тахеометров разложением в ряды Фурье // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2011. - № 4. – С. 3-6.
  4. Гура Д.А., Желтко Ч.Н., Шевченко Г.Г., Пастухов М.А. История про¬блемы исследования угломерных ошибок углоизмерительных приборов // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - №5. – С. 43-45.
  5. Gura D.A., Zheltko Ch.N., Shevchenko G.G., Berdzenishvili S.G. Experi¬mental investigations of the errors of measurements of horizontal angles by means of electronic tacheometers // MEASUREMENT TECHNIQUES Издательство: Springer New York Consultants Bureau, 2014, том 57 №3, P. 277-279.
  6. Желтко Ч.Н., Гура Д.А., Пастухов М.А., Шевченко Г.Г. Исследования влияния внецентренности алидады электронных тахеометров // Изв. вузов. Гео¬дезия и аэрофотосъемка. - 2015. - №6. – С. 18-23..
  7. Елкин Е.А. Принцип работы углоизмерительного устройства для хранения направления в плоской системе координат // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2009. - № 5. - С. 95-97.
  8. Жеболдов Г.В., Парвулюсов Ю.Б. Принципы построения стенда для контроля датчиков угла электронных теодолитов // Датчики электр. и неэлектр. величин (Датчик 93) / Тез. докл. к I Междунар. конф. Ч.2. - Барнаул. - 1993. - С. 73-79.
  9. Голыгин Н.Х., Салунин Н.В., Шилин В.А. Оценка точности образцовой установки для измерительных систем геодезических приборов // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2005. - № 6. - С. 125-128.
  10. Боровой В.А. Использование автоколлимационного метода при исследованиях геодезических приборов // Инженерная геодезия (Киев). - 1989. - № 32. - C. 18-21.
  11. Визиров Ю.В. Систематическая погрешность цифрового отсчета // Измерительная техника. - 1999. - № 1. - С. 22-24. .