Нивелирная рейка для геометрического нивелирования
Владельцы патента RU 2569940:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет геодезии и картографии" (МИИГАиК) (RU)
Изобретение относится к области геодезии и, в частности, к высокоточному геометрическому нивелированию. Нивелирная рейка содержит две пятки, которые жестко соединены с инварной шкалой. Относительно корпуса рейки пятки подпружинены пружинами сжатия, суммарное усилие которых должно превышать вес корпуса рейки. Относительно оси рейки пятки вместе со шкалой перемещаются по направляющим скольжения. Техническим результатом изобретения является обеспечение отсутствия влияния температурных и других деформаций корпуса на погрешность измерения. 3 ил.
Изобретение относится к области геодезии и, в частности, к геометрическому нивелированию I и II классов.
Известна нивелирная рейка для геометрического нивелирования, содержащая инварную полосу с нанесенными на ней двумя сдвинутыми относительно друг друга шкалами, обеспечивающими контроль при нивелировании, пятку, жестко соединенную с корпусом и нижним концом инварной полосы, при этом второй верхний конец инварной полосы подпружинен относительно корпуса рейки, чем обеспечивается постоянное натяжение инварной полосы [1].
Недостатком известной нивелирной рейки является невозможность учета систематического температурного влияния на погрешность измерений, так как при измерениях определяется только температура воздуха, не учитывается изменение размеров шкалы и корпуса рейки. При использовании на инварной полосе вместо штриховых шкал штрих-кода основным недостатком является отсутствие полевого контроля измерений.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ высокоточного геометрического нивелирования и нивелирная рейка для его осуществления содержащая две пятки [2] (прототип)].
Недостатком нивелирной рейки является невозможность учета деформаций корпуса рейки на погрешность измерений, так как они случайным образом влияют на точность измерений.
Целью изобретения является повышение точности измерений при высокоточном геометрическом нивелировании.
Указанная цель достигается тем, что нивелирная рейка выполнена с двумя пятками, расположенными на противоположных концах рейки. Обе пятки жестко соединены с инварной полосой, при этом они подпружинены относительно корпуса рейки и с корпусом жестко не связаны. Нивелирная рейка содержит на противоположных концах пятки, которые жестко соединены со шкалой, а относительно корпуса рейки пятки подпружинены пружинами сжатия, суммарное усилие которых должно превышать вес корпуса рейки, относительно оси рейки пятки вместе со шкалой перемещаются по направляющим скольжения, обеспечивая отсутствие влияния температурных и других деформаций корпуса на погрешность измерения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана принципиальная схема исполнения рейки, на фиг. 2 приведено поперечное сечение рейки по А-А, на фиг. 3 приведено сечение рейки по Б-Б.
Нивелирная рейка состоит из корпуса 1 рейки, в котором размещена инварная шкала 2, на противоположных концах корпуса 1 расположены оправы 3 (покрашенные в разные цвета). Оправы 3 жестко связаны с корпусом 1, а пятки 4 с помощью осей 5, расположенных по посадке скольжения во втулках 6, жестко соединены со шкалой 2. Относительно корпуса 1 и оправ 3 пятки подпружинены пружинами сжатия 7, при этом прямолинейность перемещения пяток 4 со шкалой 2 обеспечивается направляющими скольжения 8, расположенными по скользящей посадке во втулках 9.
Работа устройства реализуется следующим образом.
При калибровке нивелирной рейки определяют расстояние между пятками 4. При нивелировании рейку устанавливают поочередно пятками 4 на один и тот же репер. Производят отсчеты в первом случае от репера, во втором случае от верхнего конца рейки. При вычислениях определяют расстояние между пятками 4 рейки в полевых условиях как сумму двух отсчетов и сравнивают сумму отсчетов с расстоянием, полученным при калибровке в нормальных условиях. Полученные разности расстояний учитывают в виде поправок при вычислении превышений на станции пропорционально значению расстояния до репера. Исходя из класса нивелирования, разность расстояний между пятками 4, полученных в полевых и нормальных условиях, служит контролем точности измерений на станции. При этом деформации корпуса рейки, связанные с внешними условиями, сказываются только на сжатие-растяжение пружин.
Таким образом, каждая из пяток жестко соединена с инварной шкалой 2, а относительно корпуса обе пятки 4 по направлению оси рейки подпружинены пружинами сжатия 7, при этом суммарное усилие пружин 7 должно превышать вес корпуса рейки, а относительно оси корпуса 1 рейки обе пятки 4 вместе со шкалой 2 перемещаются по направляющим скольжения 8, исключая влияние температурных и других деформаций корпуса 1 на погрешность измерения.
Источники информации
1. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов ГКИНП (ГНТА) -03-010-02. - М.: ЦНИИГАиК, 2003. - 134 с.
2. Авторское свидетельство СССР №983459 М.Кл. G01C 15/06, 1982 г. (прототип).
Нивелирная рейка для геометрического нивелирования, содержащая две пятки, отличающаяся тем, что каждая из пяток жестко соединена с инварной шкалой, относительно корпуса обе пятки по направлению оси рейки подпружинены пружинами сжатия, при этом суммарное усилие пружин должно быть больше веса корпуса рейки, а относительно оси корпуса рейки обе пятки вместе со шкалой выполнены с возможностью перемещения по направляющим скольжения.
