文档介绍：第4章精密距离测量
1、钢尺丈量的精度
钢尺丈量时的尺长方程为:
式中:α、β为钢尺的线胀系数。β以下个系数和α比甚少,可以忽略不计
在丈量地面距离时,应进行温度、倾斜、读数及拉力等项的改正。在悬空丈量时还应考虑垂曲改正。若只考虑前四项误差,且等影响的情况下,设每项误差均为m0,则可容易求得温度测定误差mt、倾斜测定误差mh、读数误差mR、拉力误差mp 所对应的量值:
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第4章精密距离测量
式中:h为两点间高差;
A为钢尺横截面积;
E为钢尺弹性模量,
E=(2E-11)pa=200GPa
α为线胀系数, α=×10-5
若丈量20m距离,,即m0=±,两点间的高差h=2m,则可以算得,
mt=±℃, mh=±5mm, mR=±, mP=±300Pa
指应力与应变的比值
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(2)提高丈量精度的措施
系统性刻划误差可通过检定后加以改正;偶然性刻划误差很难全部消除,可对尺子用Ⅰ级线纹米尺逐段进行检查,分析刻划的偶然误差。
若尺长方程对 t 求导且不计β项,则
,且钢尺使用时温度测定误差与鉴定时误差相同,对于20m钢尺,mt=±℃
由此,实际测量时,精确测定钢尺温度是提高精度的关键之一。
一次读数误差约 m=±,两端读数差m△=±
为达到±,则必须测定四次。
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二、专门精密量距设备
对于较长的距离一般用高精度的测距仪测距(±+·D),而精密工程中对于较短的距离(几米~几十米,甚至更短)的测量主要用铟瓦尺。在精密工程的距离测量中,往往是根据精度、距离大小的不同,制作专门的量具仪器和工具,以满足精密工程测距的精度要求,这些仪器和工具有如下特点:
1、适用于预先设置好的固定点距离的丈量,采用因瓦线尺悬空测定的方法。(距离一般较短、一端固定、另一端施加拉力)
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2、为减小以重锤和滑轮施加拉力时滑轮摩擦力引起的拉力变化而产生的量距误差,可采用灵敏度很高的刀口平衡器或高灵敏度的拉力传感器。
3、设置专门的读数装置、采取专门的读数方法,~。
4、丈量时,采用强制对中装置,一端固定、另一端施加拉力和读数,以精密测得两个固定点中心间的距离。
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三、读数显微镜
用因瓦尺量距的误差源主要有:
读数误差;
尺长鉴定误差;
温度改正数误差;
高差改正数误差;
拉力误差等项。
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对于24米的因瓦线尺:
尺长鉴定误差约为5微米;
温度改正数误差,在土1℃时,约为1微米。
在工程测量条件下,高差改正数误差一般可以设法避免,设拉力误差为10克,它引起长度误差约10微米,而目估读数的误差约为100微米,显得相当大。在丈量长距离时读数误差是偶然误差,积累慢,而那些系统误差积累快。但在丈量短距离时读数误差显得比其它误差都大。
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测量距离时,利用J2型经纬仪代替显微镜读数也可以提高
读数精度。如图,在标志处垂直于测线的方向上,距标志
,利用这经纬仪测量尺上刻划(设
为a)及标志中心点O 在经纬仪中心J 的水平角(设为β)则
ao两点间的水平距离为:
也就是说角值β为100″时,
ao的水平距离为1毫米,
如果测量该水平角的精
度为3″,则由此引起的
,
这种方法在大多数场合都
可采用。
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在环形控制网中需要测量狭长三角形的高。图3-6就是丈量这种高的工具。它的主体是一根因瓦杆,其一端与一接插件联着,通过它把因瓦杆一端精确地与对中孔连接。固瓦杆的另一端上镶嵌着一段分划尺。通过另两个控制点引张一根弦线,此弦线在分划尺上方通过,弦线相对于分划尺的位置由读数显微镜测量,这种杆尺的长度不超过2米,量距精度可达15-20微米。
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