Стенд для поверки и калибровки измерительных систем "цифровой нивелир+кодовая рейка"



Стенд для поверки и калибровки измерительных систем цифровой нивелир+кодовая рейка
Стенд для поверки и калибровки измерительных систем цифровой нивелир+кодовая рейка

 


Владельцы патента RU 2584725:

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 стендам для метрологической поверки и калибровки геодезических приборов, например измерительных систем «цифровой нивелир + кодовая рейка». Стенд содержит вертикально расположенные направляющие для прямолинейного перемещения по ним каретки с цифровым нивелиром, соосно с цифровым нивелиром на каретке расположен отражатель измерительного канала лазерного интерферометра, перемещение каретки осуществляется электроприводом по заранее заданным интервалам перемещения и количеству приемов измерений. Кодовая рейка измерительной системы расположена отдельно на жестком основании. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. 1 ил.

 

Изобретение относится к области геодезии и, в частности, к стендам для метрологической поверки и калибровки геодезических приборов, например измерительных систем «цифровой нивелир + кодовая рейка».

Известно устройство для поверки системы "цифровой нивелир - кодовая рейка", содержащее горизонтальные направляющие с установленной на ней кареткой, на которой уложена нивелирная рейка, нивелир, установленный на П-образной подставке и интерферометр, при этом горизонтальный визирный луч нивелира на подставке меняет направление на 90° с помощью зеркала [Карсунская М.М. Геодезические приборы. - М.: Логос, 2002, с. 142-144].

Недостатком данного устройства является недостаточная точность, кроме того, имеется возможность исследования только нивелира.

Известен стенд для поверки и калибровки цифровых нивелиров и кодовых реек, содержащий изолированные от пола фундаменты с микроскопами, под которыми на подвижной каретке помещена мера, сами микроскопы снабжены микрометрами, а для высокоточных измерений применяются интерферометры, а также стенды для поверки и калибровки нивелиров и реек, в которых введены дополнительные направляющие с перемещающимися по ним микроскопами, блок концевых мер длины и инверсная эталонная кодовая рейка [патент РФ №2419766, М., кл. G01C 5/00 от 27 мая 2011 г.].

Недостатками данного устройства являются: невозможность определения погрешности измерения поверяемой измерительной системой «цифровой нивелир - кодовая рейка» в ее рабочем вертикальном расположении рейки.

Наиболее близким по технической сущности является стенд, содержащий направляющие прямолинейного перемещения подвижной каретки в вертикальном положении, концевые меры длины и жестко закрепленную с подвижной кареткой рейку [ГОСТ Р 8.792-2012. Измерительные системы «цифровой нивелир - кодовая рейка». - 28 с., ил. (прототип)].

Недостатком данного стенда являтся невысокая точность измерений, связанная с: 1) невозможностью установки концевой меры длиной более одного метра в вертикальном положении (требуется перестановка рейки для проверки всего диапазона измерений, вследствие чего отсутствует единая метрологическая база),

2) отсутствием контроля методической погрешности при измерениях,

3) несоблюдением принципа Аббе (оси поверяемого и эталонного средства измерений должны совпадать), снижающего точность измерений из-за отклонения от прямолинейности перемещения подвижной каретки,

4) высота стенда как минимум в два раза должна превышать рабочий диапазон измерений, в результате чего рейка находится в разных температурных условиях,

5) невозможно автоматизировать процесс измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что на подвижной каретке, перемещающейся по вертикально расположенным направляющим прямолинейного перемещения, вместо кодовой рейки жестко закрепляется цифровой нивелир, соосно с его осью вращения закрепляется отражатель измерительного канала лазерного интерферометра, кодовая рейка установлена вертикально на отдельном репере с фиксированием положения пятки в специальной оправе.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема стенда и крепления пятки рейки.

Устройство содержит: фундаменты 1 и 2, опорную плиту 3, направляющую 4 для прямолинейного перемещения каретки 5, поверяемый нивелир 6, становой винт 7 с жестко соединенным с ним отражателем 8 измерительного канала лазерного интерферометра 9 с куб-призмой 10, пентапризмой 11 и отражателем опорного канала 12, ЭВМ 13, поверяемую кодовую рейку 14 с двумя пятками 15 и 16, два круглых встречно расположенных уровня 17 и 18, репере 19, оправу 20, цилиндрические уровни 21 и 22, расположенные на подвижной каретке 5 и реверсивный электропривод 23, управляемый от ЭВМ 13, подъемные винты 24 и стопорные винты 25.

Устройство работает следующим образом:

кодовая рейка 14 устанавливается вертикально с помощью уровня 17 на репере 19 пяткой 15 в оправе 20, поверяемый нивелир 6 закрепляется на подвижной каретке 5 с помощью станового винта 7 с закрепленным на нем отражателем 8, каретка 5 горизонтируется по уровням 21 и 22 с помощью винтов 24 и застопоривается винтами 25, затем выполняется по команде с ЭВМ 13 проход каретки 5 по направляющей 4 во всем диапазоне измерений и контролируется постоянство максимального сигнала на лазерном интерферометре 9, что говорит о параллельности измерительного канала лазерного интерферометра направлению перемещения каретки 5, далее на ЭВМ 13 задаются количество приемов (один прием составляет ход каретки 5 прямо и обратно) перемещения каретки 5, дискретность отсчетов по рейке и значение начального отсчета от пятки (для рейки с одной пяткой, например, 500 мм, для рейки с двумя пятками дополнительно указываются нижняя или верхняя пятки), при положении поверяемого нивелира на пятке 15 в начале диапазона измерений берут отсчет Х1, установив рейку на пятку 16, берут отсчет Х2 от пятки 15, расположенной вверху, сумма отсчетов L=(X1+X2), равная длине рейки между пятками L, служит в дальнейшем контролем измерений при калибровке измерительной системы в диапазоне измерений по рейке, рейка снова устанавливается на пятку 15, перемещая каретку 5 по команде от лазерного интерферометра 9 с заданной дискретностью отсчитывания, одновременно отсчитываются показания с цифрового нивелира Хнив и лазерного интерферометра Хинт, погрешность измерительной системы в приеме вычисляется как полусумма результатов измерений из прямого и обратного хода каретки 5 в i-м приеме по формуле

после выполнения всех приемов измерений рейка переворачивается, измерительная система переводится в инверсный режим считывания (от пятки 16, расположенной вверху) и измерения повторяются, в каждой точке отсчитывания вычисляются суммы из прямого и обратного положений рейки и сравниваются с суммой отсчетов L в начальном положении рейки, разность показаний должна быть равна Δсист, вычисленной по формуле (1), что и служит контролем методической погрешности измерений, а значения (-Δсистпрямо) и (-Δсистинверс) служат поправками при полевых измерениях от пяток 15 и 16 соответственно.

Стенд для поверки и калибровки измерительных систем «цифровой нивелир + кодовая рейка», содержащий вертикально расположенную направляющую прямолинейного перемещения, расположенную на ней подвижную каретку, жестко с которой скреплена кодовая рейка, цифровой нивелир, установленный отдельно от стенда на жестком основании, и эталонный лазерный интерферометр, отличающийся тем, что цифровой нивелир и уровни установлены на подвижной каретке, при этом соосно с осью вращения нивелира расположен измерительный канал лазерного интерферометра, кодовая рейка установлена отдельно на жестком основании, при этом для автоматизации процессом измерений стенд снабжен реверсивным электроприводом с управлением от ЭВМ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении высоты облачности. Технический результат - повышение оперативности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в метеорологии для определения физических параметров атмосферы. Технический результат - повышение оперативности.

Способ измерения высоты и вертикальной скорости летательного аппарата (ЛА) заключается в многократном зондировании объекта импульсами лазерного излучения, приеме и регистрации отраженного объектом сигнала с его привязкой к импульсам стабильной тактовой частоты.

Изобретение относится к области определения высоты парашютной системы над поверхностью земли. Способ определения высоты парашютной системы заключается в определении высоты полета самолета и высоты снижения до раскрытия парашюта.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к экологическому мониторингу. Способ включает выделение на малой реке или ее притоке визуально по карте или натурно участка пойменного луга.

Изобретение относится к области геофизических исследований и касается устройства для определения вертикали места. Устройство содержит чувствительный элемент, в качестве которого используется баллистический гравиметр, который измеряет ускорения свободного падения с помощью пучка непараллельных лазерных лучей.
Изобретение относится к области геодезии, в частности к высокоточному геометрическому нивелированию. Техническим результатом является повышение точности геометрического нивелирования.

Изобретение относится к измерительному кабелю для гидростатического определения высот при подземной разработке. Измерительный кабель включает в себя охваченную оболочкой кабеля стренгу кабеля, наполненный текучей средой шланг, по меньшей мере один датчик давления для определения давления текучей среды, а также штекерные соединительные элементы, которые расположены каждый на одном конце стренги кабеля.

Изобретение относится к измерительной технике и самолетной авионике. Видеовысотомер содержит передатчик излучения, выполненный в виде двух параллельных линейных источников света, приемник излучения, выполненный в виде телекамеры с объективом и позиционно-чувствительной матрицей приемников света, а также видеовысотомер содержит индикатор, выполненный в виде видеомонитора.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах определения уровня водоемов. Техническим результатом заявленного устройства является повышение точности определения дальности до водной поверхности при наличии волнения.
Наверх