АВТОМАТИЗАЦІЯ СТВОРНИХ ВИМІРЮВАНЬ
7.1. АНАЛІЗ МЕТОДІВ І ЗАСОБІВ ВИСОКОТОЧНИХ СТВОРНИХ ВИМІРЮВАНЬ
Установлення сучасного улаштування в проектне положення в цехах промислових підприємств і спеціальних лабораторіях вимагає застосування різних геодезичних методів вимірювання в сполученні з методами вимірювальної техніки, розробки нових нестандартних геодезичних приладів і допоміжних пристроїв. Так, при контролі прямолінійності і соос — ності вимірюють два параметри [189]: нестворність 8: — довжину перпендикуляра, опущеного із контролюємо’!’ точки на вертикальну площину, і вертикальний відрізок /7, від основи перпендикуляра до референтної прямої. Звідси випливає, що геодезичні вимірювання необхідно виконувати відносно двох взаємно перпендикулярних площин — створів, тому такі вимірювання прийнято називати створними. При цьому одночасно вимірюють або два параметри 8, і /7,, або тільки один із них.
Один із початкових пунктів / називають початковим, другий II — кінцевим пунктом створу. Нестворність S, прийнято рахувати додатною, якщо контролюєма точка розташована вправо від заданого створу і від’ємною, якщо вліво. Нестворності 8-,, визначені відносно створу II — І (в зворотньому напрямі), мають протилежні знаки.
В випадку, коли створ ділять на окремі частини, тобто на так звані часткові створи, вимірюють часткові нестворності 4 ‘ довжину перпендикуляра, опущеного із проміжної (контролюємо!’) точки на вертикальну площину часткового створу. При цьому нестворність 8, відносно заданого загального створу є функцією виміряних часткових нестворностей,
4=/Y4,4,…,4J.
Відомими геодезичними методами і засобами на початковому етапі створних вимірювань досягали установлення простого улаштування в проектне положення з середньою квадратичною похибкою 2-3 мм. Традиційні методи і засоби створних вимірювань не дозволяли підвищити точність і автоматизувати процес геодезичного контролю. В таблиці 7.1. приведені деякі технічні і точностні характеристики відомих методів створних вимірювань [189].
Таблиця 7.1. Види і методи створних вимірювань
|
Продовження табл. 7.1
* Вимірювання в закритих приміщеннях ** Вимірювання в термостатному проміневоді |
Вимоги по точності (до 0,05 -0,20 мм) високоточних створних вимірювань при установлені і контролі технологічного устаткування підприємств, при розплануванні центрів опор канатно-підвісних доріг, при контролі планового положення направляючих колій великої протяжності, прокатних станів і конвейєрів для шліфування скла, підкранових рейок і інше заставляють не тільки вести розробку нових методів і засобів, а і максимально автоматизувати процес створних вимірювань.
Така необхідність є особливо актуальною з урахуванням аналізу візуальних методів створних вимірювань. В оптичних методах створних вимірювань використовують зорову трубу і рухому візирну марку. При цьому вимірювання виконуються або методом прямого візування або методом послідовних створів. В способі прямого візування опорна лінія задається візирною віссю теодоліта. Теодоліт установлюється в точці / створу, нерухома марка установлюється в точці II створу або навпаки. Теодолітом візують на нерухому марку. В створі на елементах технологічного устаткування або частинах конструкцій, відхилення від створу яких визначають, установлюють рухому візирну марку, переміщення якої упоперек створу здійснюється одним із операторів вручну. При вимірюваннях методом послідовних створів теодоліт послідовно переносять і установлюють замість рухомої візирної марки в точки, якими зафіксовано частини загального створу, із кожної точки виконуються вимірювання орієнтуючись на кінцеву нерухому марку. При виконанні створних вимірювань цим способом в процесі спостережень приймають участь два оператори: один знаходиться біля інструмента (теодоліта), а другий працює з рухомою маркою, переміщуючи її і знімаючи відліки.
Таким чином, на точність створних вимірювань впливає значна кількість факторів: якість виготовлення засобів вимірювання (зорових труб, мікроскопів, коліматорів, тощо); похибки центрування, візування та перефокусування; вплив зовнішніх факторів, а також суб’єктивні похибки операторів. Останні дають найбільший внесок в загальну похибку вимірювання [94]. Тому радикальним шляхом підвищення точності створних вимірювань є застосування в процесі вимірювань засобів автоматизації. Для цього, по-перше, в оптичних методах створних вимірювань необхідно вилучити із процесу вимірювань помічника оператора, що досягається впровадженням рухомої від електроприводу марки з дистанційним керуванням. По-друге, необхідно застосовувати фотоелектричні пристрої реєстрації, що дозволяє взагалі вилучити оператора із процесу вимірювань і реалізувати високу точність вимірювань. Крім того, при високоточних створних вимірюваннях необхідно враховувати вплив зовнішніх умов на стабільність просторового положення опорної лінії.
Поряд з теоретичними і експериментальними удосконаленнями струнного, оптичного і інтерференційного методів створних вимірювань виникає необхідність розробки стаціонарних слідкуючих систем, які дозволяють безперервно і дистанційно отримувати інформацію про положення контролюємого улаштування, а також автоматизувати окремі процеси всього комплексу геодезичних робіт.
Незалежно від способів формування опорної лінії, розглянутих в попередньому розділі, автоматичні оптико-електронні вузли в пристроях для створних вимірювань повинні мати передатну систему і фотодатчики з можливістю самоцентрування над точками створу, або можливість визначати їх положення відносно площини створу. По виду вихідного сигналу автоматичні системи вимірювання нестворності можна поділити на системи з аналоговим виходом і системи з цифровим виходом, а, таким чином, індикацію результатів вимірювання можна виконувати шкаповими приладами, самозаписувачами, осцилографом або за допомогою різноманітних цифрових індикаторів. Разом з стаціонарними слідкуючими системами такі пристрої є найбільш точними і економічними по відношенню до існуючих схем вимірювання.