авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Разработка методов повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении строительных работ

-- [ Страница 2 ] --
Выборка приборов Причины отказов Интервалы, месяц Количество отказов
18 12 6 3 1 0.5
40 нивелиров нестабильность сетки нитей 9 7 5 4 2 2
нестабильность угла i 18 14 11 8 5 4
неисправность компенсатора 7 6 4 3 2 -
36 теодолитов нестабильность сетки нитей 7 5 3 3 2 2
нестабильность коллимационной погрешности 16 13 10 6 5 3
погрешность оптического центрира 12 9 7 4 3 -
30 тахеометров нестабильность сетки нитей 5 5 4 3 3 -
нестабильность коллимационной погрешности 12 9 6 4 3 2
нестабильность места нуля 10 8 5 5 3 3
погрешность оптического центрира 6 5 5 3 2 -

Данные таблицы позволяют определить межконтрольные интервалы (МКИ) для каждой отдельной характеристики.

Автором выполнен анализ существующих способов определения МКИ и предложен способ, где интервал для отдельных характеристик определяется методом фиксации отказов при выполнении контроля геодезических приборов в рабочих условиях. При этом делаются выборки в количестве минимум 30 приборов одного типа, для которых известны интервалы контроля и его результаты. Для более достоверного определения интервала предложено проводить его оценку путём определения статистического значения вероятности безотказной работы прибора (по результатам выборки):

, (3)

где Nt — количество приборов однородной группы,

nt — количество приборов, забракованных по скрытым отказам

в течение интервала t.

Полученная вероятность сравнивается с пределом допускаемых значений вероятности метрологической исправности прибора в момент измерений

Рми = Рдоп = 0.95 по формуле:

  , (4)

где 1.28 – значение аргумента функции Лапласа Ф(t),

при котором Ф(t) = /2 ( – заданная надёжность).

Значение аргумента выбирается из таблицы функции Лапласа. Представленным способом выполнен расчёт интервалов для каждой конкретной операции контроля.

 На основе анализа методов измерений, инструментальных погрешностей, выполненных исследований и расчётов установлен состав операций контроля и межконтрольные интервалы для нивелиров, теодолитов, тахеометров и приборов вертикального проектирования (ПВП), используемых в строительстве (табл.2).

Таблица 2

№ п/п Операции контроля Периодичность
1 Проверка внешнего состояния, опробование, проверка устойчивости штатива для всех приборов. Определение коллимационной погрешности теодолитов, тахеометров. Определение места нуля вертикального круга тахеометра Определение угла i нивелира. Проверка правильности юстировки уровней нивелира. Проверка сочленений телескопической рейки. Ежедневно перед началом измерений.
2 Определение угла наклона сетки нитей теодолита, тахеометра и нивелира. 1 неделя. После работы в условиях вибрации.
3 Проверка перпендикулярности оси вращения трубы к вертикальной оси теодолита, тахеометра. Определение погрешности оптического центрира теодолита, тахеометра. Определение систематической погрешности компенсатора нивелира. Определение СКП измерения расстояний тахеометром. Определение СКП измерения вертикальных углов тахеометром. Определение СКП погрешности проектирования ПВП. Определение погрешности совмещения начала счёта шкалы с плоскостью пятки рейки. 1 месяц. После работы в условиях вибрации.
4 Определение погрешностей длины метровых интервалов рейки. 2 месяца. После работы в условиях вибрации.
5 Определение погрешности из-за перефокусировки зрительной трубы теодолита, тахеометра. 3 месяца. 1 месяц – при выполнении работ с большой перефокусировкой. После работы в условиях вибрации.

В третьей и четвертой главах представлены результаты разработок и исследований способов контроля геодезических приборов с использованием стационарных и передвижных лабораторий в условиях строительства. Выполнена разработка методики контроля для теодолитов, используемых в строительстве. Для проверки объективности методики выполнены исследования приборов различной точности и влияния личного фактора (при участии наблюдателей с различным стажем работы). Проведены также исследования методов определения СКП измерения горизонтального угла (приёмов, Шрейбера, международного стандарта ISO) и исследования с целью установления оптимального количества приёмов измерений при определении метрологических характеристик: наклона сетки нитей, коллимационной погрешности, неперпендикулярности оси вращения зрительной трубы к вертикальной оси прибора. Особое внимание было уделено исследованию погрешности из-за перефокусировки зрительной трубы теодолита. В 70-е годы XX столетия эту погрешность исследовали многие авторы, и ее влияние оценивали в 5-18 угловых секунд. После анализа существующих способов диссертант предложил способ, где в качестве рабочего эталона используется специальный теодолит с дополнительной трубой, который позволяет выполнять измерение углов с различными сторонами без перефокусировки. В этом случае погрешность измерения угла:

= и - э, (5)

где и и э – величины, полученные соответственно при измерении угла

проверяемым прибором и рабочим эталоном.

В формуле (5) является суммарной погрешностью, в которую наряду с другими входит погрешность перефокусировки. Чтобы её выделить, необходимо определить несколько суммарных погрешностей измерения угла при различных расстояниях до наблюдаемых целей и сравнить их величины. Разность величин будет характеризовать погрешность из-за перефокусировки ф

фi = j - j+k, (6)

где j = 1 … n – порядковый номер угла (суммарной погрешности);

При определении данной погрешности для теодолитов, используемых в строительстве, были установлены визирные марки, которые образовали три угла с неравными сторонами: 15-40м, 40-200м, 15-200м.

В исследование были включены теодолиты: 3Т5КП, 2Т5К, 2Т5 и 4Т30П. Все измерения производились в условиях строительной площадки. Из полученных данных установлено, что разности ф величин отклонений от эталонных углов (формула 6) не превышают допустимую величину погрешности для каждого типа теодолита. Следовательно, у данных рабочих средств измерений погрешность перефокусировки отсутствует или незначительна.

В ходе работы над диссертацией автором были выполнены исследования нивелира НИК-3 на испытательной базе ЦНИИГАиК в соответствии с программой государственных приёмочных испытаний. Проведён сравнительный анализ результатов исследований нивелиров НИК-3, С30, С41, 2Н3Л, Н3. Полученные результаты были учтены при разработке состава контроля для нивелиров, используемых в строительстве. Для определения способа контроля главного условия нивелира автором произведено экспериментальное исследование различных методов (коллиматорного, двойного нивелирования, метода Пискунова, Куккомяки, предприятия Карл Цейс Йена). Результаты показали, что способ Куккомяки не обеспечивает необходимую точность определения погрешности из-за недостаточной разницы плеч. Остальные способы дают достаточно объективную оценку погрешности. Для разработки контрольного стенда используется способ предприятия Карл Цейс Йена, который представляет собой нивелирование из середины в сочетании с нивелированием вперёд, как наиболее соответствующий специфике измерений в строительстве (по длинам плеч и рабочему диапазону).

В настоящее время в строительстве для передачи высотных отметок широко используется метод тригонометрического нивелирования с использованием электронных тахеометров. При этом надежность измерений в большой степени зависит от погрешности измерения вертикального угла. Анализ существующих способов контроля погрешности, разработанных для оптических теодолитов, показал, что здесь используются данные измерений, выполненных на одних и тех же установках вертикального круга.

Это связано с тем, что вертикальный круг теодолита не имеет устройства для его перестановки. Такие способы не дают достоверной оценки погрешности для электронных тахеометров, так как в этих приборах считывание информации производится одновременным сканированием разных участков лимба, и при оценке точности ряда измерений, выполненных на одной установке вертикального круга, величина СКП получается заниженной или близкой к нулю. Автором произведена разработка и исследование комбинационного способа контроля погрешности электронных приборов. Разработка выполнена на основе способа Шрейбера, используемого традиционно для измерения горизонтальных углов в триангуляции. При этом используется стенд, который состоит из четырёх коллиматоров или визирных марок, расположенных в вертикальной плоскости с одной стороны от прибора. Визирные цели задают направления, которые равномерно распределены по рабочему диапазону прибора. Наблюдения состоят в измерении во всех комбинациях углов , образованных направлениями на цели. Для каждой пары направлений определяют МО, и . При обработке результатов измерений для каждого угла вычисляется уравненное значение и СКП измерения угла и направлений. В таблице 3 даны результаты определения погрешности измерения вертикального угла электронными тахеометрами, полученные при производстве контроля.

Таблица 3

Комбинационный способ Традиционный способ
Тип прибора m Тип прибора m
Geodimeter 510 № 51102419 2.1 Geodimeter 506 № 50610521 0
Elta R45 № 601329F 1.3 Geodimeter 500 № 101185 0.3
Geodimeter 605M № 60940232 2.0 SET 6Е № 16964 0.5
Geodimeter 608M № 60930124 1.5 Geodimeter 608М № 60930232 0.5
SDJ 05 SELT 2.8 Geodimeter 608M № 60930355 0.6

Анализ различных способов контроля показал, что комбинационный способ имеет преимущества перед остальными. Во-первых, оценка получается более достоверной, поскольку производится сравнением величин, измеренных на разных установках вертикального круга. При этом измеряемые вертикальные углы в достаточной степени охватывают рабочий диапазон прибора (пределы измерений от 45° до 120°). Во-вторых, в отличие от способа взаимообратных направлений здесь используются только четыре визирные цели, и нет необходимости в выполнении технически сложной установки элементов стенда.

На основе выполненных исследований, а также личного опыта работы в строительстве автором, для повышения качества и оперативности технологического контроля приборов непосредственно на строительных объектах, разработаны способы контроля с использованием передвижной и стационарной лабораторий.

Состав оборудования и контрольные стенды для стационарной лаборатории (Рис. 2) разработаны на основе установленной специфики, состава операций, средств и методов контроля приборов, используемых в строительстве. Для контроля теодолитов и тахеометров устраивается стенд, включающий инструментальный столб 1 и марку 2. На вертикальном стенде устанавливается марка 3 и горизонтальная шкала 4 для определения неперпендикулярности осей теодолита. Для контроля нивелиров используется высотный стенд, включающий две миллиметровые шкалы (5-6), закреплённые на стойках. Для контроля ПВП создан вертикальный стенд, он состоит из стойки с консолью и двух палеток (7-8), установленных на одной вертикали с прибором.

Состав оборудования передвижной лаборатории соответствует полевым методам проведения контроля. В таблице 4 представлен полный комплект оборудования для контроля теодолитов, тахеометров, нивелиров, нивелирных реек и ПВП.

Кроме того, разработан эталонный линейный базис для контроля тахеометров методом прямых измерений. Базис включает три бетонных столба с металлическими марками, которые задают эталонные линии. Определение погрешности производится измерением трёх линий 53, 147 и 200 метров. Длины линий соответствуют диапазону измерений в строительстве и позволяют учитывать циклическую погрешность прибора. Если величина полученной СКП не соответствует нормам, то измеряются дополнительные расстояния: 52, 54, 145, 146, 198, 199 метров. Таким образом, мы получаем ряд измерений, который через шаг, равный одному метру, охватывает фазовый цикл погрешности.

С целью большего соответствия специфике производства выполнено усовершенствование операций контроля: определение наклона сетки нитей, систематической погрешности компенсатора нивелира, погрешности измерения линий тахеометром и погрешности вертикального проектирования.

Для проведения контроля предложен полевой стенд, который состоит из обычных средств измерений. При определении погрешности компенсатора, угла i и наклона сетки нитей нивелира используются две нивелирных рейки в рейкодержателях. Для определения коллимационной погрешности, наклона сетки нитей и неперпендикулярности горизонтальной и вертикальной осей теодолита и тахеометра используются визирные марки, шкала и нитяной отвес, закреплённые на рейках.

Параметры стендов установлены на основе расчета точности определения отдельных характеристик приборов.

 Схема стенда стационарной лаборатории. Таблица 4 № п/п -6

Рис. 2. Схема стенда стационарной лаборатории.

Таблица 4

№ п/п Средства измерений Средства контроля
Вид контроля Наименование, тип Метрологические характеристики Наименование, тип Метрологические характеристики
Диапазон измерений Погрешность Цена деления Диапазон измерений Погрешность Цена деления
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Технологический Теодолиты (0-360)° СКП (5-60) 1.Стенд 2.Линейка измерительная металлическая 200мм 0.1мм ц.д. 1мм
2 Технологический Нивелиры ± (3-4)м на станции СКП станции 2мм 1.Высотный стенд 2.Рейки нивелирные РН3 3. Рулетка Р50У2К (2-42)м (0-3000)мм (0-50)м 0.7мм 0.2мм ц.д. 10мм [±0.30+0.15(L-1) мм
3 Технологический Рейки нивелирные (0-3000)мм 0.2мм ц.д. 10мм 1.Штриховая мера длины 4 типа класса точности 5 (0-1000)мм 15мкм
4 Технологический Тахеометры (0-360)° (0-800)м (5-60) (5 – 10)мм + (3 – 5) · 10-6D 1.Стенд 2.Эталонный базис 3.Термометр (0-200)м (-30+50)°С 1.5 · 10-6D ц.д. 0.5°С
5 Технологический Приборы вертикального проектирования (0-100)м (1-10)мм Вертикальный стенд - -


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.