АВТОМАТИЗАЦІЯ СТВОРНИХВИМІРЮВАНЬ З ЗАСТОСУВАННЯМ РУХОМОЇ ВІЗИРНОЇ МАРКИ
Вимірювання відхилень від створу за допомогою рухомої візирної марки можуть виконуватись трьома способами: візуальним, напівавтоматичним і автоматичним.
Створні вимірювання візуальним способом здійснюють за допомогою оптичних зорових труб геодезичних приладів і рухомої візирної марки. При цьому вимірювання виконують в більшості методом прямого візування, або методом послідовних створів. В методі прямого візування створ задають лінією візування зорової труби теодоліта на нерухому візирну марку, які розташовують відповідно на початковому і кінцевому опорних пунктах створу. На проміжних точках створу за допомогою рухомої марки, яку механічно переміщує помічник, визначають відхилення від центру кожної контролюємо! точки до лінії створу. При вимірюваннях методом послідовних створів, для зменшення похибок візування, загальну відстань між опорними пунктами створу ділять на декілька рівних частин. Послідовно переносять теодоліт на місце установлення в створі рухомої марки і орієнтуючись на кінцеву нерухому марку, контролюють всю лінію створу.
Створні вимірювання візуальним способом здійснюють дві особи: спостерігач, який знаходиться біля інструменту, і помічник, який здійснює переміщення рухомої марки і знімає відліки. На точність створних вимірювань візуальним способом впливають похибки центрування, візування, перефокусування, зовнішні умови спостережень, а також суб’єктивні похибки помічника, викликані автоматизмом його роботи. Суб’єктивізм проявляється в бажанні „вгадати” відлік при багатократній операції введення марки в створ. Іншими словами, помічник досягає деякого стану „автоматизму”, при якому, сам того не бажаючи, здатний „вгадати” відлік. Тим більше неможливо досягти високої точності на створах великої протяжності.
Підвищення точності створних вимірювань за рахунок виключення вищеобумовленої похибки помічника може бути досягнуто шляхом застосування напівавтоматичного способу, в якому операції по переміщенню і введенню в створ рухомої марки виконує сам спостерігач. При такому способі спостерігач, що знаходиться біля інструменту, за допомогою блоків дистанційного керування по кабельній лінії зв’язку або по радіоканалу здійснює переміщення рухомої марки електродвигуном через редуктор по ходовому гвинту. Змінюючи величину і полярність напруги, яка подається на двигун, спостерігач змінює швидкість і напрям переміщення марки. Марка переміщується на каретці на направляючих конструкція яких нагадує „хвіст ластівки”. Це забезпечує стабільність положення марки і захист її від перекидання при переміщеннях. В момент сполучення марки з перехрестям сітки ниток зорової труби геодезичного інструменту спостерігач зупиняє рух марки, а помічних знімає відлік по шкалі переміщення марки яка має ноніусну лінійку з ціною поділки 0,05 мм. Конструкція марки дозволяє переміщувати марку перпендикулярно створу в межах ±100 мм з максимальною швидкістю 2см/сек.
Для забезпечення більш високої точності визначення нестворності контролюємих точок, введення марки в створ слід здійснювати зліва і справа від лінії створу, що дасть змогу виключити „мертвий хід” механізму лінійного переміщення марки. Багаторазові застосування напівавтоматичного способу показали, що схема керування забезпечує надійну роботу марки на відстанях до сотень метрів і більш високу точність вимірювань по відношенню до візуального. Аналіз відхилень точок від створу, визначених візуальним і напівавтоматичним способами, показав, що точність напівавтоматичного способу погіршу
ється при збільшенні відстані від інструмента до рухомої марки і може досягати для найбільш віддалених точок значення 5,6 мм [94].
Для повної автоматизації створних вимірювань методом рухомої марки необхідно виключити помічника із процесу зняття відліків. Тому конструкція рухомої марки в напівавтоматичному способі була модернізована. В результаті удосконалення конструкції рухомої марки стало можливим вирішити дві суттєвих проблеми: дистанційного керування маркою і дистанційного зняття відліків. Спостерігач з пункту спостережень має можливість не тільки керувати переміщенням марки, а і автоматично отримувати інформацію з електронного табло блоку відліку про лінійне переміщення марки. Блок відліку при виконанні створних вимірювань розташовують на пункті спостережень поруч з пультом (блоком) дистанційного керування переміщенням марки. Схема пристрою для дистанційного керування і автоматичного зняття інформації приведена на рис. 7.6.
Спостерігач з місця стояння інструмента за допомогою рукоятки Р блока управління 1 і електродвигуна б через редуктор 7 обертає в опорах ходовий гвинт 8 з мікрометричною різьбою, по якому переміщується гайка, що механічно скріплена з рухомою маркою 9. Блок управління керує рухом марки вліво-вправо, прискорює і сповільнює рух марки. Відлік лінійного переміщення марки здійснюється датчиком лінійних переміщень, наприклад число-імпульсним. Датчик складається з джерела випромінювання 10, модулятора 4 з рівномірно розміщеними в кутовому діапазоні 360° п-прозорими створами (щілинами) 5 і фотоприймача 11. Число щілин п в модуляторі вибирають виходячи із необхідної точності визначення переміщення марки в створі і відстані S різьби ходового гвинта. Модулятор жорстко сполучений з ходовим гвинтом. Промодульований світловий потік сприймається фотоприймачем, який виробляє імпульси пропорційні величині переміщення марки. За допомогою електронного блоку 12 імпульси передаються на лічильник імпульсів 2, який знаходиться поруч з спостерігачем. На схемі позиціями 3 і 13 показані блоки живлення.
Знаючи відстань S різьби, лінійне переміщення марки легко визначити по кількості обертів ходового гвинта шляхом підрахунку числа імпульсів число-імпульсним датчиком. За один оберт ходового гвинта (360°) з електронного блоку обробки інформації поступає на лічильник N — імпульсів з ціною поділки одного імпульсу S/ п (мм). Загальне переміщення марки в створі визначають за формулою
L = N-. (7.2)
п
Для отримання можливості визначення не тільки відліку, який відповідає місцеположенню марки в створі, а і знаку напряму переміщення марки, лічильник повинен забезпечувати реверсивний режим підрахунку числа імпульсів. Такий лічильник підсумовує імпульси від фотоприймача або їх віднімає в залежності від напряму переміщення марки в створі. Управління реверсом підрахунку імпульсів здійснюється синхронно з зміною напряму переміщення марки обертанням рукоятки блока управління. На валу рукоятки соосно з валом управляемого потенціометра закріплюють комутаційний електро-контактний пристрій. При обертанні рукоятки в ту чи іншу сторону кулачком комутаційного пристрою замикають або розмикають за допомогою мікровимикачів відповідні управляючі обмотки реле лічильника, завдяки чому і досягається реверс підрахунку імпульсів. В лічильнику імпульсів передбачена кнопка установлення лічильника в нульове положення.
Передача імпульсів від марки до пункту знаходження спостерігача здійснюється по тій же кабельній лінії зв’язку, що використовується для керування маркою. Одночасне використання дистанційного керування маркою і передачу імпульсів по кабельному зв’язку можна віднести і до недоліку, так як на протяжних створах або в польових умовах виникають складності при прокладанні кабелю. Застосовуючи для управління маркою багатоко — мандний приймально-передатний пристрій можна зменшити масу апаратури і виключити необхідність прокладання кабелю.
Методика виконання створних вимірювань з застосуванням дистанційно керованої марки і системи дистанційного відліку включає в себе операцію попереднього визначення місця нуля марки. Для цього марку спочатку центрують над точкою, нестворність якої визначають, і на лічильнику імпульсів установлюють нульовий відлік. При всіх наступних введеннях марки в створ на табло лічильника автоматично фіксують в цифровій формі кількість імпульсів А/, пропорційну нестворності. Технічні параметри блоків пристрою дозволяють надійно і дистанційно визначати положення марки в створі в діапазоні лінійних переміщень 100 мм з точністю 0,1 мм.