Il existe plusieurs façons de mesurer coins horizontaux: méthode des techniques, méthode des techniques circulaires, méthode des répétitions, méthode de toutes les combinaisons. La méthode des astuces est la plus simple et la plus courante. Technique circulaire utilisé lorsque plusieurs angles doivent être mesurés en un point. Méthode de répétitions il est recommandé de l'utiliser si la précision du théodolite est insuffisante et que vous souhaitez mesurer l'angle avec une précision plus élevée. La mesure répétitive de l'angle horizontal ne peut être effectuée qu'avec un théodolite répétitif. Méthode de combinaison est caractérisé par la pénibilité et n'est utilisé que pour des mesures de haute précision de plusieurs angles en un point, lorsque les erreurs dans les mesures d'angle doivent être inférieures à 1 ".
La mesure de l'angle par la méthode des réceptions consiste à le mesurer avec deux demi-réceptions. Chaque demi-tour consiste à effectuer les actions suivantes :
- 1) guidage du filetage vertical du réticule vers la cible de visée droite ;
- 2) faire une lecture I, le long d'un cercle horizontal ;
- 3) inscription dans le journal de comptage I,;
- 4) pointer le filetage vertical du réticule vers la cible de visée gauche ;
- 5) échantillonnage B] dans un cercle horizontal;
- 6) entrée dans le compte à rebours B (,
- 7) calculer la valeur de l'angle horizontal = un B (.
Les cibles d'observation sont
Vue d'en-haut
Riz. 5.11. Cylindre de visée
un objet ou un appareil que le télescope est visé. Lors de l'observation des points de triangulation, la cible de visée est généralement cylindre de visée à basse phase(fig. 5.11) marque géodésique. Cette figure montre l'image visible dans le champ de vision d'un tuyau de théodolite avec une image directe. Dans ce cas, le filet vertical du réticule est dirigé vers l'axe imaginaire de symétrie du cylindre de visée. Lors de l'observation des points de la traverse du théodolite, les tiges ou broches installées verticalement sur ces points de l'ensemble du dispositif de mesure des distances servent de cibles de visée.
Après avoir mesuré l'angle, la position du cadran est modifiée par la première demi-réception. Il existe deux manières de modifier la position du cadran du goniomètre horizontal :
- 1) faire 2-3 tours avec la vis mère du membre, la position du membre peut changer de 2-3°;
- 2) avec la vis de fixation alidade fixée, dévissez la vis de fixation du membre, tournez le cadran à un angle arbitraire (il est recommandé d'environ 90 °), fixez la vis de fixation du membre.
Après avoir effectué les actions décrites, le tuyau est transféré au zénith et l'angle est mesuré par la deuxième demi-réception (avec une position différente du cercle vertical). Le calcul de la valeur de l'angle horizontal à partir de la seconde demi-réception s'effectue de la même manière :
P2 = w2 - b2.
Ainsi, l'angle sera mesuré deux fois. Les résultats de la mesure de l'angle par deux semi-réceptions sont, respectivement, égaux à p | et p2. P as_
Le passage des valeurs d'angle à partir de deux semi-réceptions ne doit pas dépasser le double de l'erreur de mesure de l'angle par ce théodolite, c'est à dire. la condition doit être remplie
où t - erreur quadratique moyenne de la mesure de l'angle en une seule étape. Pour le théodolite 2T30, cette tolérance est de G.
La mesure des angles avec deux demi-méthodes est effectuée afin de :
- 1) contrôle de mesure;
- 2) amélioration de la précision des mesures : l'erreur de la moyenne de plusieurs mesures est toujours inférieure à l'erreur d'une seule mesure.
Les résultats de la mesure des angles horizontaux sont enregistrés dans le journal correspondant (tableau 5.1).
Tableau 5.1
Journal de mesure d'angle horizontal
|
horizontalement |
Sens en semi-réception |
sens | ||||||
Lors de la mesure des angles horizontaux, il est important de comprendre la différence entre les vis-mères limb et alidade. Lorsque l'une de ces vis tourne, le télescope tourne dans un plan horizontal ou, comme on dit, "horizontalement". Bien que du côté de l'observateur les actions semblent être exactement les mêmes, la différence entre elles est fondamentale. Si le membre est fixe et que la visée du télescope en divers points n'est effectuée qu'à l'aide des vis d'alidade, les lectures seront différentes, car le membre reste immobile. Si vous agissez dans le sens inverse, c'est-à-dire fixez l'alidade et lorsque vous dirigez le tuyau vers différents points, utilisez uniquement les vis des membres, le compte à rebours pour tous les points sera le même, car le membre et l'alidade avec le télescope tourneront avec le membre dans son ensemble. Il s'ensuit que si, lors de la mesure de l'angle horizontal, le tuyau était pointé vers le bon point et pris une lecture, et lorsqu'il pointait vers le point gauche, la vis de réglage ou de fixation du membre était tournée au hasard, alors cela n'a aucun sens de effectuer d'autres actions, car le diamètre zéro du cercle horizontal changera sa position ... Et dans ce cas, il faut recommencer l'exécution du demi-coup. La confusion entre les vis de membre et les vis d'alidade est l'erreur la plus courante que les gens commettent lors de l'apprentissage du théodolite.
Si la précision de la mesure des angles en une seule étape à l'aide du théodolite existant est légèrement inférieure à celle requise, alors deux options sont possibles :
- utiliser un théodolite de plus grande précision ;
- mesurer l'angle non pas en un seul pas, mais P réceptions. Alors, comme valeur finale de l'angle, la moyenne de P réceptions, erreur quadratique moyenne M la mesure de l'angle dans ce cas sera égale à
où T- erreur quadratique moyenne de la mesure de l'angle en une seule étape.
Il convient de noter que l'erreur des mesures d'angles multiples diminue proportionnellement racine carrée du nombre de mesures. Par exemple, afin de réduire de 3 fois l'erreur de mesure d'angle, il est nécessaire de mesurer l'angle en neuf étapes. Par conséquent, une mesure répétée de l'angle afin d'augmenter la précision de la mesure n'est justifiée que lorsque la précision requise ne diffère pas de manière significative de la précision de l'appareil utilisé.
La norme d'État GOST 10529-86 distingue trois groupes de théodolites : de haute précision, précis et techniques.
Les théodolites de haute précision permettent de mesurer des angles avec une erreur ne dépassant pas 1 "; types T1, T05.
Les théodolites de précision fournissent des erreurs de 2 "à 7" ; types T2, T5.
Les théodolites techniques fournissent des mesures d'angles avec une erreur de 10 " à 30 " ; types T15, T30.
Une lettre supplémentaire dans le chiffre du théodolite indique sa modification ou solution constructive: A - astronomique, M - prospection minière, K - avec un compensateur à cercle vertical, P - tube image direct (terrestre).
En outre, la norme nationale pour les théodolites prévoit l'unification d'unités individuelles et de parties de théodolites; la deuxième modification a le numéro 2 dans la première position du chiffre - 2Т2, 2Т5, etc., la troisième modification a le numéro 3 - 3Т2, 3Т5КП, etc.
Avant de mesurer l'angle, il est nécessaire d'amener le théodolite en position de travail, c'est-à-dire d'effectuer trois opérations : centrage, mise à niveau et installation du télescope.
Le centrage du théodolite consiste à placer l'axe de rotation de l'alidade sur le sommet de l'angle mesuré ; l'opération est réalisée à l'aide d'un fil à plomb suspendu au crochet de la vis de fixation, ou à l'aide d'un plomb optique.
Le nivellement du théodolite, c'est la mise en position verticale de l'axe de rotation de l'alidade ; l'opération s'effectue à l'aide de vis de levage et d'un niveau à l'alidade du cercle horizontal.
L'installation d'un tuyau est l'installation d'un tuyau sur l'œil et sur le sujet ; l'opération est réalisée à l'aide d'une bague d'oculaire mobile (installation sur l'œil - focalisation du réticule) et de la vis de focalisation du tube sur l'objet (pos. 15 sur la figure 4.4).
Les mesures d'angle sont effectuées strictement selon la méthode correspondant à la méthode de mesure; Il existe plusieurs méthodes pour mesurer les angles horizontaux : il s'agit d'une méthode d'angle distincte (méthode de réceptions), d'une méthode de réceptions circulaires, d'une méthode dans toutes les combinaisons, etc.
Méthode à coin unique. La mesure des coins individuels comprend les éléments suivants :
pointer le tuyau vers un point qui fixe la direction du premier côté du coin (Figure 4.16), avec un cercle à gauche (CL), en prenant la lecture L1 ;
tourner l'alidade dans le sens des aiguilles d'une montre et pointer le tuyau vers un point qui fixe la direction du deuxième côté du coin ; échantillonnage L2,
calcul de l'angle à CL (Figure 4.16) :
permutation du cadran de 1o - 2o pour les théodolites à lecture unidirectionnelle et 90o - pour les théodolites à lecture bidirectionnelle,
déplacer le tuyau au zénith et le diriger vers un point qui fixe la direction du premier côté du coin, avec un cercle à droite (KP); échantillonnage R1,
tourner l'alidade dans le sens des aiguilles d'une montre et pointer le tuyau vers un point qui fixe la direction du deuxième côté du coin ; échantillonnage R2,
calcul de l'angle à KP :
quand la condition |vl - vp |< 1.5 * t, где t - точность теодолита, вычисление среднего значения угла:
csr = 0,5 * (vl + vp).
La mesure d'angle à une position du cercle (KL ou KP) est une demi-réception ; un cycle complet de mesure d'angle à deux positions du cercle est une étape.
L'enregistrement des lectures sur le membre et le calcul de l'angle sont effectués dans des journaux de la forme établie.
La méthode des techniques circulaires. Si plus de deux directions sont observées à partir d'un même point, la méthode des techniques circulaires est souvent utilisée. Pour mesurer des angles de cette manière, vous devez effectuer les opérations suivantes (Figure 4.17) :
à CL, régler le compte à rebours sur le cadran proche de zéro et pointer le tuyau vers le premier point ; faire un compte à rebours sur le membre.
en tournant l'alidade dans le sens des aiguilles d'une montre, déplacez le tuyau séquentiellement vers le deuxième, le troisième, etc. points puis retour au premier point ; prendre des lectures sur le cadran à chaque fois.
transférez le tuyau au zénith et, au point de contrôle, pointez-le vers le premier point; faire un compte à rebours sur le membre.
en tournant l'alidade dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, pointez le tuyau de manière séquentielle en (n-1), ..., troisième, deuxième points et de nouveau au premier point ; prendre des lectures sur le cadran à chaque fois.
Ensuite, pour chaque direction, les moyennes des lectures à CL et CP sont calculées, puis - les valeurs des angles par rapport à la première direction (initiale).
L'approche circulaire nous permet d'atténuer l'influence des erreurs agissant proportionnellement au temps, puisque les lectures moyennes pour toutes les directions se réfèrent à un moment physique dans le temps.
Influence de l'excentricité du théodolite sur les lectures le long du limbe. Supposons que sur la figure 4.18 l'axe de rotation de l'alidade coupe le plan horizontal au point B ", et le point B est la projection du sommet de l'angle mesuré sur le même plan. La distance entre les points B et B" est notée par l, la distance entre les points B et A est S.
Si le théodolite se tenait au point B, alors lorsque le tuyau était dirigé vers le point A, le compte à rebours le long du limbe serait égal à b. Transférons le théodolite au point B ", en gardant l'orientation du limbe ; dans ce cas, le compte à rebours le long du limbe, en pointant le tuyau au point A, changera et deviendra égal à b" ; la différence entre ces lectures est appelée erreur de centrage du théodolite et est indiquée par la lettre c.
Du triangle BB "A on a :
ou par la petitesse de l'angle c
La valeur l est appelée élément de centrage linéaire et l'angle Q est appelé élément de centrage de coin ; l'angle Q est construit lorsque l'axe de rotation du théodolite est projeté et est mesuré à partir de l'élément linéaire dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'au point observé A.
Le compte à rebours correct sur le cadran sera :
b = b "+ c. (4.19)
Influence de la réduction de la cible de visée sur les lectures le long du membre.
Si la projection de la cible de visée A "sur le plan horizontal ne coïncide pas avec la projection du centre du point observé A, alors une erreur se produit dans la réduction de la cible de visée (Fig.4.19). Le segment AA" est appelé élément de réduction linéaire et est noté l1; l'angle Q1 est appelé l'élément angulaire de la réduction ; il est construit lors de la projection de la cible de visée et se compte de l'élément linéaire dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'au point d'installation du théodolite. Notons le comptage correct le long du cadran - b, réel - b ", l'erreur dans la direction BA est égale à r. A partir du triangle BAA" on peut écrire :
ou par la petitesse de l'angle r
Le compte à rebours correct sur le cadran sera
b = b "+ r. (4.21)
Les plus grandes valeurs de la correction c et r sont atteintes à I = I1 = 90o (270o), quand.
Dans ce cas
Dans la pratique de la mesure des angles, deux méthodes sont utilisées pour prendre en compte l'excentricité du théodolite et de la cible de visée.
La première façon est que le centrage est effectué avec une précision telle que l'erreur d'excentricité n'est pas prise en compte. Par exemple, lorsque l'on travaille avec des théodolites techniques, l'effet admissible des erreurs de centrage du théodolite et de la cible de visée peut être pris c = r = 10 " ; avec une distance moyenne entre les points S = 150 m, il s'avère que l = l1 = 0,9 cm, c'est-à-dire théodolite ou visée Il suffit de placer la cible sur le centre du point avec une erreur d'environ 1 cm. Pour un centrage avec une telle précision, vous pouvez utiliser un fil à plomb classique. Centrage du théodolite ou de la visée cible avec une précision de 1-2 mm ne peut être réalisée qu'à l'aide d'un plomb optique. La deuxième méthode consiste à mesurer directement les éléments l et I, l1 et I1, en calculant les corrections c et r selon les formules (4.18) et (4.20) et corriger les résultats de mesure avec ces corrections selon les formules (4.19) et (4.21).
Le paramètre principal contrôlé lors du traitement des angles et des conicités est l'angle du plan, dont l'unité est le degré. Un degré s'appelle 1/360 de cercle, il se compose de 60 minutes d'arc et les minutes - de 60 secondes d'arc.
Les méthodes de mesure d'angle peuvent être divisées en 3 types principaux :
1. Méthode de comparaison avec des mesures angulaires rigides ou des modèles.
2. Méthode basée sur l'application absolue instruments de mesure avec échelle angulaire.
3. Une méthode indirecte, qui consiste à mesurer des dimensions linéaires associées à l'angle du cône par des dépendances trigonométriques.
Les outils les plus simples pour contrôler les angles sont des carrés avec un angle de 90 0, conçus pour marquer et vérifier la perpendicularité mutuelle des surfaces individuelles des pièces lors de l'installation de l'équipement et pour vérifier les outils, les appareils et les machines-outils. Conformément à la norme, on distingue 6 types de carrés (Fig. 2.12) :
Des outils plus polyvalents pour contrôler et marquer les angles sont les rapporteurs d'angles (simples, optiques, universels). En génie mécanique, les goniomètres à vernier de type UN sont largement utilisés pour la mesure extérieure et coins intérieurs et tapez UM pour mesurer uniquement les coins extérieurs (Fig. 2.13.).
Techniques de mesure d'angle, voir fig. 2.14.
Calibres utilisé pour contrôler les dimensions des trous et des surfaces externes des pièces. Dans la fabrication, il n'est pas toujours nécessaire de connaître la taille réelle. Parfois, il suffit de s'assurer que la taille réelle de la pièce est dans la tolérance spécifiée, c'est-à-dire entre la plus grande et la plus petite dimension limite. Conformément à ces dimensions, des jauges limites sont utilisées, qui ont deux (ou deux paires) surfaces de mesure des parties traversantes et non traversantes. Distinguer les jauges lisses, filetées, coniques, etc. Les jauges-bouchons, jauges-agrafes, selon la taille des pièces contrôlées, le type de production et d'autres facteurs ont des formes de conception différentes (Fig. 2.15, Fig. 2.16).
Le côté traversant (PR) du bouchon ou du support a une taille égale à la plus petite taille limite du trou ou de l'arbre, et le côté non traversant (NON) est égal à la plus grande taille limite de l'arbre et, par conséquent, le trou. Les techniques de mesure avec des jauges à bouchons et des jauges à agrafes sont illustrées à la Fig. 2.16.
Jauges coniques les outils sont des jauges à bouchon et des jauges à manchon. L'inspection des cônes d'outils est effectuée à l'aide d'une méthode intégrée, c'est-à-dire vérifier simultanément l'angle du cône, les diamètres et la longueur (Fig. 2.17).
Modèles utilisé pour vérifier les profils complexes des pièces et les dimensions linéaires. Les gabarits sont en tôle d'acier. Le contrôle s'effectue par appariement du gabarit avec la surface testée. Par la taille et l'uniformité de la lumière, la qualité du traitement est jugée (Fig. 2.18., Fig. 2.19.).
Contrôle du filetage selon le type (profil) et la précision, il est produit par divers moyens de contrôle et de mesure.
Modèles filetés pour déterminer le pas et le profil du filetage sont fixés dans la cage plaques d'acier avec des profils précis (dents) de filetages métriques et en pouces. Chaque plaquette a des valeurs de pas, des diamètres de filetage ou des filetages par pouce.
Modèles de rayon servent à mesurer l'écart des dimensions des surfaces convexes et concaves des pièces (Fig. 2.18). Pour mesurer la profondeur des rainures, la hauteur et la longueur des rebords, on utilise des gabarits limiteurs fonctionnant à la lumière. Ils ont également deux côtés et sont désignés par B (pour plus grande taille) et M (pour une taille plus petite). En figue. 2.19. des modèles pour contrôler la longueur, la largeur et la hauteur des saillies et des rainures sont affichés différentes méthodes: "à la lumière", "poussant" et "par la méthode des risques".
Jauges de filetage(bouchons et bagues) sont utilisés pour contrôler les filetages internes et externes (Fig. 2.20.).
Micromètres filetés avec inserts utilisés pour mesurer le diamètre moyen d'un filetage extérieur triangulaire.
Les inserts sont choisis en fonction du pas du filetage à mesurer à partir du jeu disponible dans le boîtier micrométrique (Fig. 2.21.). La lecture des lectures micrométriques s'effectue de la même manière que lors de la mesure de surfaces cylindriques lisses.
Le contrôle du fil peut également être effectué avec un micromètre à l'aide de trois fils de mesure (Fig. 2.22.). Avec cette méthode, la distance M est mesurée entre les points saillants de trois fils placés à la racine du fil, puis le diamètre moyen d 2 du fil est déterminé par des transformations mathématiques.
Le diamètre des fils d pr est choisi selon le tableau en fonction du pas de filetage. Deux fils sont installés dans les goulottes d'un côté et le troisième dans la goulotte opposée (Fig. 2.22.)
Le diamètre moyen d'un filetage métrique d 2 = M - 3 d pr + 0,866 R
Diamètre moyen fil de pouce d 2 = M - 3,165 d pr + 0,9605 R
Blocs de jauge d'avion servent à reporter la taille d'une unité de longueur sur un produit (lors du marquage), vérifier et ajuster les instruments de mesure (micromètres, calibre des agrafes et autres instruments de mesure), mesurer directement les dimensions des produits, appareils, lors de la mise en place des machines, etc.
L'une des principales propriétés des cales étalons est l'adhérence, la capacité de se lier fermement les unes aux autres lorsqu'une jauge est appliquée et poussée sur une autre avec une certaine pression, obtenue grâce à la très faible rugosité des surfaces de mesure. Les blocs d'extrémité sont complétés dans un ensemble avec le nombre de 7 ... 12 tuiles (Fig. 2.23).
Les plus largement utilisés sont les ensembles constitués de cales de calibre 87 et 42. Chaque tuile reproduit une seule taille, qui est marquée sur l'un de ses côtés. Pour faciliter l'utilisation des cales étalons, des ensembles d'accessoires sont produits pour eux (Fig.2.24), qui comprennent: bases - 5, plan-parallèle, rayon - 2, dessin - 3, côtés centraux - 4, supports - 1 pour blocs de fixation des cales étalons avec côtés. Le bloc de cales étalon est composé selon la classe ou la catégorie de tuiles et les dimensions des tuiles disponibles dans cet ensemble.
Initialement, une tuile plus petite est sélectionnée, dont la taille inclut la dernière décimale, etc. Supposons que vous vouliez assembler un bloc de cales étalon de 37,875 mm à partir d'un ensemble de 87 tuiles :
1 carreau 1,005 mm, reste 36,87
2 tuiles 1,37 mm, reste 35,5
3 carreaux 5,5 mm, reste 30,00
4 tuiles 30 mm, reste 0.
La somme du bloc est de 1,005 + 1,37 + 5,5 + 30 = 37,875.
De la même manière, un bloc est assemblé à partir d'un ensemble de 42 tuiles.
1,005+1,07+4,00+30 = 37,875.
Les méthodes de mesure avec des cales étalons planes et parallèles et le marquage à l'aide d'accessoires sont illustrés à la Fig. 2.25.
Les mesures prismatiques d'angle (carreaux) sont conçues pour vérifier et ajuster les appareils et instruments de mesure goniométriques, ainsi que pour la mesure directe des coins extérieurs et intérieurs de pièces à haute densité. Les mesures d'angle jouent le même rôle lors de la mesure d'angles,
comme cales de jauge lors de la mesure de la longueur. Les mêmes exigences sont imposées aux côtés de travail des mesures d'angle que pour les mesures d'extrémité, c'est-à-dire assurer l'adhérence (proximité).
Mesures d'angle produits en ensembles avec le nombre de 7 ... 93 tuiles dans chacun (Fig. 2.26). Le contrôle des coins avec des carreaux s'effectue "à la lumière".
Pour augmenter la résistance du bloc assemblé à partir de carreaux d'angle, un ensemble d'accessoires est produit pour eux, qui comprend des attaches, des vis, des cales et autres (Fig. 2.27). Renforcez le bloc à travers des trous spéciaux dans les tuiles.
Les règles de calcul des mesures angulaires pour la formation des blocs, ainsi que les règles de préparation de l'assemblage et de leur assemblage en un bloc, sont similaires aux règles utilisées pour l'élaboration des blocs de jauge.
Les techniques de mesure avec mesures angulaires sont illustrées à la Fig. 2.28.
Pour mesures angulaires en génie mécanique et en fabrication d'instruments, différentes méthodes sont utilisées, mises en œuvre par une variété d'instruments de mesure qui diffèrent par leur conception, leur précision, leurs limites de mesure et leur productivité.
Les mesures d'angle peuvent être divisées en directes (réalisées par des instruments de mesure calibrés en unités angulaires) et indirectes, effectuées à l'aide de mesures linéaires et nécessitant le calcul ultérieur des angles souhaités à l'aide de fonctions trigonométriques. Dans certaines sources littéraires les mesures directes d'angles sont appelées "mesures par la méthode goniométrique", et les mesures indirectes sont appelées "mesures méthode trigonométrique". Le terme "goniométrique" peut être traduit du grec par "goniométrique", le nom correspondant a l'un des appareils de mesure des angles (goniomètre).
Les moyens les plus simples de mesurer les angles comprennent les mesures d'extrémité angulaires. Les mesures d'angle (« mesures d'angle dur ») peuvent être à valeur unique ou à valeurs multiples. Ceux-ci incluent des carrés (90 ° nominaux), des cales de mesure d'angle prismatiques avec un ou plusieurs (trois, quatre ou plus) angles de travail et des jauges coniques. Les cales étalons angulaires, comme les cales étalons, sont utilisées pour le contrôle de mesure, ainsi que pour la mise en place d'instruments lors de la mesure par la méthode de comparaison avec un étalon.
Les mesures angulaires multivaluées en pointillés (rapporteurs) ont une échelle et toutes les caractéristiques métrologiques qui lui appartiennent (division d'échelle, limites d'échelle supérieure et inférieure, plage d'échelle).
Le deuxième groupe d'instruments de mesure d'angle est constitué d'instruments goniométriques, à l'aide desquels l'angle mesuré est comparé aux valeurs correspondantes de l'échelle goniométrique circulaire ou sectorielle intégrée à l'appareil. De tels dispositifs comprennent des goniomètres rapporteurs avec vernier, des goniomètres optiques, des têtes diviseuses, des goniomètres. Les têtes diviseuses (optiques et mécaniques) sont utilisées pour les mesures angulaires et pour diviser le travail lors du marquage et du traitement des pièces.
En outre, un certain nombre d'instruments de mesure universels sont dotés de dispositifs goniométriques spéciaux, par exemple les têtes de mesure OGU, qui sont équipées de microscopes de mesure, goniométriques tables rotatives sur les grands microscopes de mesure et les grands projecteurs, etc.
Pour mesurer l'écart des angles par rapport à l'horizontale et/ou à la verticale, différents niveaux (barre, cadre, avec ampoules "cylindriques" et sphériques), des quadrants optiques et d'autres dispositifs sont utilisés.
Lors de la mesure avec un goniomètre, des bords plats ou "couteaux" des règles du goniomètre sont imposés "sans espace" sur les côtés du coin mesuré de la pièce. L'une des règles est associée à une échelle goniométrique circulaire ou sectorielle, l'autre (rotative) - à une aiguille ou un vernier. Lors de la mesure avec une tête diviseuse, un goniomètre ou microscope de mesure les bords du coin sont fixés à l'aide de dispositifs optiques ou autres auxiliaires.
L'essence des mesures indirectes ("trigonométriques") des angles est que l'angle est obtenu en mesurant les dimensions linéaires de la pièce contrôlée, en calculant sa valeur à l'aide de fonctions trigonométriques. Parallèlement, tout moyen universel peut être utilisé pour des mesures linéaires, ainsi que des moyens auxiliaires spécialement conçus pour assurer des mesures d'angles de cônes et de pièces prismatiques.
Les mesures d'angle indirectes sont le plus souvent basées sur l'utilisation de circuits sinusoïdaux ou tangents, et l'objet de la mesure est l'angle d'un triangle rectangle... Les deux côtés de ce triangle sont reproduits et/ou mesurés au moyen de mesures linéaires. Par exemple, vous pouvez mesurer deux jambes avec un microscope ou un projecteur.
Parmi les moyens destinés à la mise en œuvre des "mesures trigonométriques", les plus courants sont les "règles sinus" différents types... L'objet mesuré est placé sur une "règle sinusale" avec une valeur connue de l'hypoténuse (distance de base de la règle) et la branche de l'angle souhaité est mesurée (Fig. 3.97).
Graphique 3.97. Schéma de contrôle de la mesure de l'angle de conicité
Il existe également des mises en œuvre plus complexes de schémas de mesure sinus et tangente (compteurs à cône, appareils de mesure de cônes internes à l'aide de billes, etc.).
Dans la fabrication de diverses pièces de machine, des gabarits angulaires sont utilisés comme instruments de mesure avec un angle que le produit devrait avoir, et le produit est ajusté selon le gabarit sans espace. Le contact des surfaces de mesure avec le produit doit être linéaire. Par conséquent, pour contrôler les angles des produits formés par des bords plats, les gabarits sont fabriqués avec une surface incurvée (arrondie avec un petit rayon) d'un ou des deux côtés de l'angle de travail.
Les angles de travail des gabarits de limitation diffèrent les uns des autres par la valeur de l'ensemble du champ de tolérance du coin du produit.
Des équerres métalliques avec un angle de travail de 90 ° sont utilisées pour vérifier la perpendicularité mutuelle des plans (bords) des produits, ainsi que pour vérifier la perpendicularité des mouvements relatifs des pièces de la machine. De plus, les carrés sont utilisés pour travaux d'installation... Formes, tailles et conditions techniques pour les carrés sont normalisés (GOST 3749 - 77).
Lors de la mesure de l'angle du produit par la méthode de comparaison avec l'angle du carré, l'écart entre eux est estimé. L'écart entre l'angle du produit et l'angle du carré est déterminé par le rapport entre la largeur de l'ouverture et la longueur du côté du carré. Étant donné que la longueur du carré est inchangée, le jeu peut servir de mesure de la déviation angulaire. L'écart peut être observé à la fois à l'extrémité du côté du carré (le coin du produit moins d'angle gon) et au sommet du coin (l'angle du produit est supérieur à l'angle du gon). Lors du contrôle de la transmission, il est nécessaire d'établir l'absence d'écart entre les surfaces de mesure ou sa valeur. Sous un éclairage normal de l'ordre de (100 ... 150) lux, l'œil nu détecte un écart entre la surface plane et le bord de la ligne courbe d'environ (1,5 ... 2) microns. L'erreur dans l'estimation du jeu est d'autant plus grande que la longueur de la ligne de contact du produit et de l'équerre est courte.
Rôle important joue également la largeur des surfaces dans la direction perpendiculaire à la direction de la génératrice de l'angle. Avec la largeur des surfaces de contact (3 ... 5) mm, les interstices invisibles peuvent atteindre 4 microns. Si, dans ce cas, les surfaces en contact ne sont pas finies, mais polies, l'écart invisible peut atteindre 6 microns.
Pour une évaluation plus précise de la lumière, un modèle de lumière est utilisé.
La lacune, dont la largeur est à apprécier, est comparée à l'œil nu avec un ensemble de lacunes certifiées, et sa taille est déterminée à partir de l'identité des lacunes observées. Avec une compétence suffisante et la présence d'une surface incurvée de la règle, une telle évaluation peut être effectuée avec une erreur de l'ordre de (1 ... 1,5) microns avec des écarts allant jusqu'à 5 microns, et avec des écarts importants (jusqu'à 10 microns) - de l'ordre de (2 ... 3) microns. Cette méthode n'est pas applicable pour les lumens supérieurs à 10 µm. Avec des écarts de 20 microns ou plus, vous pouvez utiliser les sondes.
Pour contrôler les dimensions des cônes extérieur et intérieur, des jauges coniques sont utilisées. L'inspection des produits avec des jauges est généralement complexe, car non seulement l'angle du cône est vérifié, mais également son diamètre dans la section de conception par la position de la jauge par rapport au produit le long de l'axe. À cette fin, il y a soit deux lignes de délimitation sur la surface de la jauge de prise, soit une coupe de rebord (une coupe de rebord est également utilisée sur la jauge de douille).
L'angle de la conicité de la pièce est vérifié par l'adhérence de la surface de la jauge à la surface de la pièce à contrôler. Pour ce faire, le calibre est soigneusement nettoyé de la poussière et de l'huile et une couche de peinture (bleu de Prusse) est appliquée sur sa surface conique, la répartissant uniformément sur toute la surface. Ensuite, la jauge de prise est soigneusement insérée ou la jauge de douille est placée sur la pièce à contrôler (également soigneusement essuyée au préalable) et tournée de 2/3 de tour vers la droite et la gauche.
Si la conicité de la jauge et la pièce à contrôler correspondent, la peinture s'usera uniformément sur toute la génératrice de la jauge. Par la proportion de peinture effacée et restante, l'adéquation de la pièce est jugée par la conicité. Les erreurs de cette méthode de mesure sont d'environ 20 ". Il est nécessaire qu'il n'y ait pas d'entailles, de rayures et d'autres défauts similaires sur les surfaces de travail et les surfaces des pièces testées.
Pour mesurer les cônes internes et les rainures en forme de coin, des billes ou des rouleaux certifiés sont utilisés. Les schémas sinus et tangent sont utilisés, basés sur la mesure ou la reproduction de la jambe opposée à l'angle mesuré (dans les deux schémas), l'hypoténuse (dans le schéma sinus) ou la jambe adjacente (dans le schéma tangent). Pour les petits angles (jusqu'à environ 15°), les deux schémas sont pratiquement équivalents en précision, mais pour les grands angles, l'erreur de mesure peut être importante, et ici le schéma tangent est préférable.
Les résultats des mesures angulaires dans le HGS doivent être tout aussi précis, c'est-à-dire en tous points ont le même poids et sont obtenus avec la plus grande précision avec le moins de travail et de temps. Pour cela, des mesures de haute précision de chaque direction et angle sont effectuées selon strictement la même technique et la plus parfaite pendant les périodes de temps d'observation les plus avantageux, lorsque l'influence environnement externe minimal. Il est nécessaire que chaque direction soit mesurée à différents diamètres du membre, régulièrement répartis le long de l'anneau des divisions ; la réception doit assurer l'homogénéité des opérations lors de la mesure de chaque direction et la symétrie dans le temps par rapport au temps moyen d'observation pour la réception ; il est conseillé de mesurer toutes les directions et tous les angles au point de manière symétrique par rapport au moment de l'isotherme de l'air.
Avant de faire des observations au point, la marque géodésique est examinée, le centre est creusé jusqu'à la marque avec la marque, le théodolite et les autres équipements sont élevés jusqu'à la plate-forme de l'observateur, le toit du signal est recouvert d'une bâche. À la suite de l'inspection, l'observateur doit s'assurer que la table de signalisation est solide et stable et que la pyramide intérieure ne touche pas le sol de la plate-forme de l'observateur et les escaliers. Les déficiences découvertes doivent être éliminées.
Avant observation à l'aide d'un théodolite, selon le schéma du réseau géodésique, tous les points à observer sont recherchés et, après les avoir pointés, des lectures sont effectuées avec une précision de 1' le long des cercles horizontaux et verticaux. De plus, lorsqu'on vise des points, la position de l'alidade est fixée sur la partie inférieure de l'appareil à l'aide de tirets contre l'index sur l'alidade. Le théodolite est installé sur un trépied ou une table de signalisation au moins 40 minutes avant le début des observations. La mesure des directions horizontales est démarrée avec une bonne visibilité, lorsque les images des cibles visées sont calmes ou fluctuent légèrement (à moins de 2").
Mesure d'angle unique. L'alidade non sécurisée est retirée vers la gauche de 30 - 40 0 et par rotation inverse est dirigée vers la cible de visée de la première direction de sorte qu'elle soit à droite de la bissectrice, l'alidade est fixe. Avec la vis de visée de l'alidade, uniquement en vissant, la bissectrice est dirigée vers la cible de visée et le micromètre optique est lu (s'il y a un micromètre oculaire, alors sa bissectrice est pointée trois fois sur la cible de visée et des lectures sont effectuées). L'alidade est détachée et dirigée vers la 2ème direction de la même manière que vers la 1ère. Cela se termine par une demi-réception.
Le tuyau est transféré au zénith, dans le sens des aiguilles d'une montre est dirigé vers la 2ème direction, après avoir préalablement réglé l'alidade sur 30 - 40 0; la bissectrice est dirigée vers la cible de visée avec une vis de guidage et une lecture est effectuée à l'aide d'un micromètre optique. Dans le sens des aiguilles d'une montre, l'alidade est tournée d'un angle complémentaire à celui mesuré jusqu'à 360 0, pointer sur la cible de visée de la 1ère direction, faire un rapport. La réception se termine.
La méthode des techniques circulaires est la méthode de Struve. La méthode a été proposée en 1816 par V.Ya. Struve, reçu large application dans presque tous les pays. Dans notre pays, il est utilisé dans les réseaux géodésiques de 2 à 4 classes et les réseaux de moindre précision.
Dans cette méthode, avec un membre fixe, l'alidade est tournée dans le sens des aiguilles d'une montre et la bissectrice du maillage du tuyau est pointée séquentiellement sur le premier, le deuxième, ..., le dernier et à nouveau sur les premiers points observés (fermeture de l'horizon), en comptant à chaque fois le long d'un cercle horizontal. C'est la première demi-étape. Ensuite, le tuyau est transféré par le zénith et, en faisant tourner l'alidade dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la bissectrice est dirigée vers les mêmes points, mais dans l'ordre inverse : vers le premier, le dernier, ..., le deuxième, le premier ; terminer la deuxième demi-réception et la première réception, constituée des première et deuxième demi-réceptions.
Le membre est réarrangé à un angle entre les mouvements.
où m- le nombre de réceptions, je C'est le prix de division du membre.
Le pointage de la bissectrice sur la cible de visée s'effectue uniquement en vissant la vis mère alidade. Avant chaque demi-mouvement, l'alidade est tournée le long de son mouvement dans ce demi-mouvement.
Dans les résultats des directions mesurées, des corrections sont introduites pour le ren, l'inclinaison de l'axe vertical du théodolite (aux angles d'inclinaison du faisceau de visée de 1 0 et plus) et des corrections pour la torsion du signe - selon les lectures sur le micromètre oculaire du tube de confiance.
Contrôle des mesures angulaires : par les écarts des valeurs de la première direction au début et à la fin de la demi-réception (non fermeture de l'horizon), par la fluctuation de la double erreur de collimation, déterminée pour chaque direction, et par l'écart entre les valeurs des mêmes directions obtenues dans des réceptions différentes, ramenées à zéro. En triangulation de 2 à 4 classes, la non-fermeture de l'horizon et les fluctuations de directions dans les réceptions ne doivent pas dépasser 5, 6 et 8" pour T05, T1 ; OT-02 et T2 ; fluctuation 2C - 6,8 et 12" pour les mêmes théodolites, respectivement.
Aux points de classe 2, les directions sont mesurées par 12-15 méthodes circulaires, aux points de classe 3 - 9, aux points de classe 4 - 6, et dans les réseaux de polygonométrie des classes 2, 3, 4 - 18, 12, 9 réceptions .
L'égalisation à la station est réduite au calcul de la valeur moyenne dans chaque direction à partir de m réceptions. Dans ce cas, toutes les directions précédemment mesurées conduisent à la première, lui donnant la valeur 0 0 00'00.00 ". Le poids de la direction ajustée est p = m - le nombre de mesures. Pour estimer la précision directionnelle, la formule approximative de Peters est généralement utilisée
où μ – s.k.o. directions obtenues à partir d'une admission (unité de poids efficace); [ v] - la somme des valeurs absolues des écarts des directions mesurées par rapport à leurs valeurs moyennes, calculées dans toutes les directions; n, m- le nombre de directions et de réceptions, respectivement. Les valeurs kà m= 6, 9, 12, 15 sont égaux à 0,23 ; 0,15 ; 0,11 ; 0,08. S.k.o. sens égalisé (moyenne de m réceptions) est calculé par la formule
Dignité méthode de réceptions circulaires : simplicité du programme de mesure à la station ; affaiblissement significatif des erreurs systématiques dans les divisions des membres; haute efficacité avec une bonne visibilité dans toutes les directions.
Défauts: durée d'admission relativement longue, surtout avec un grand nombre de références; des exigences accrues pour la qualité des signaux géodésiques; la nécessité d'avoir à peu près la même visibilité dans toutes les directions ; répartition des directions en groupes avec un grand nombre d'entre elles au point ; une plus grande précision de la direction initiale.
La méthode de mesure des angles dans toutes les directions est la méthode de Schreiber. Cette méthode a été proposée par Gauss. La technique a été développée par Schreiber, qui l'a appliquée dans les années 1870 à la triangulation prussienne. En Russie, il a commencé à être utilisé en 1910, il est toujours utilisé aujourd'hui. L'essence de la méthode : au point c m directions mesurent tous les angles formés lors de la combinaison de m par 2, c'est-à-dire
1,2 1,3 1,4 ... 1.n
Le nombre de tels angles
Les valeurs d'angle peuvent être obtenues par mesure directe et par calcul. Si le poids de l'angle directement mesuré est de 2, alors le poids du même angle obtenu à partir des calculs sera égal à 1. Par conséquent. Le poids calculé de l'angle est la moitié du poids de l'angle directement mesuré.
Lors du réglage à la station pour chaque angle, sa valeur moyenne est calculée à partir de toutes les réceptions (avec des écarts admissibles entre les réceptions). En utilisant ces moyennes, les angles égalisés à la station sont trouvés sous forme de moyenne pondérale. Considérant que la somme des poids des valeurs mesurées et calculées d'un angle donné, on trouve
où m- le nombre de directions au point. Les angles obtenus à la suite du réglage de la station sont égaux dans les directions.
En appliquant la formule du poids de la fonction, pour l'angle que nous trouvons
Depuis, alors où. À P = 1, c'est-à-dire les poids des angles ajustés sont égaux à la moitié du nombre de directions observées à partir de ce point. Si chaque angle est mesuré m réceptions, puis avec m directions le poids de chaque coin sera mn/2. Pour que les poids des angles finaux soient égaux à toutes les stations, il est nécessaire que le produit mn pour tous les points du réseau était constant. Puisque le poids de la direction est le double du poids de l'angle, alors mn C'est le poids de la direction.
Le poids des angles mesurés dans toutes les combinaisons doit être égal au poids angles mesurés par la méthode circulaire, c'est-à-dire p = m cr = mn / 2, d'où 2 m cr = mn, où m cr- le nombre de tours dans la méthode des tours circulaires. Par exemple, si les angles d'une triangulation de classe 2 sont mesurés par 15 techniques circulaires ( m cr= 15), alors mn= 30 ; avec le nombre de directions n = 5 voies dans toutes les combinaisons elles doivent être mesurées par 6 réceptions ( m = 30 / 5 = 6).
Lors de la mesure des angles par la méthode dans toutes les combinaisons, le contrôle suivant est effectué: 1) la divergence des angles à partir de deux semi-réceptions - 6 "pour le théodolite avec un micromètre oculaire et 8" - sans; 2) divergence d'angles de différentes techniques 4 et 5" pour les réseaux de classes 1 et 2, respectivement ; 3) la fluctuation de la valeur moyenne de l'angle obtenue à partir des résultats de mesures directes et trouvée à partir de calculs ne doit pas dépasser 3 "à m jusqu'à 5 et 4" - plus de 5. Si les techniques finies ne respectent pas ces tolérances, alors elles sont refaites sur les mêmes réglages de cercle. Si le deuxième contrôle n'est pas effectué, alors les angles avec le maximum et valeur minimum, avec les mêmes paramètres de cercle. Toutes les observations sont refaites si le nombre de réceptions répétées est supérieur à 30% du nombre de réceptions prévues par le programme. Les observations sont répétées en cas de non-respect du troisième contrôle.
S.k.o. les unités de poids et d'angle égalisé sont déterminés par les formules
Dignité voie : les résultats égalisés sont une série de directions égales ; les angles peuvent être mesurés dans n'importe quelle séquence, en choisissant les conditions de visibilité les plus favorables et en offrant finalement une grande précision ; la courte durée d'une réception (2 à 4 minutes de mesure d'angle) permet de moins dépendre de la précision du résultat de la torsion du signal ; un grand nombre de permutations du cercle horizontal affaiblit l'influence des erreurs dans les diamètres du membre.
Défauts: diminution rapide du nombre m réceptions de l'angle mesuré avec une augmentation du nombre m directions aux points (un petit nombre de méthodes de mesure directe des angles réduit la précision de leurs valeurs moyennes et égalisées); croissance rapide du volume de travail m > 5.
Méthode de réception incomplète proposé en 1954 par Yu.A. Aladjalov. Toutes les directions sont divisées en groupes de trois directions (sans fermer l'horizon) de sorte que les angles déterminés à partir d'elles correspondraient aux angles mesurés dans toutes les combinaisons, mais demanderaient moins de travail et permettraient d'augmenter le nombre de méthodes de mesures directes de chaque groupe de directions. Par conséquent, cette méthode est basée sur la volonté de s'affranchir des inconvénients des méthodes de Struve et de Schreiber lors de l'observation de points avec grande quantité directions.
Il n'est presque pas toujours possible de diviser les directions en groupes de trois directions par sélection. Dans ce cas, en dehors des groupes de trois directions, des angles individuels sont mesurés, complétant le programme. Le programme de mesure est donné dans les Instructions. La méthode des réceptions incomplètes est utilisée dans la triangulation de classe 2 aux points avec 7 à 9 directions.
Le traitement des résultats de mesure à la station consiste à déterminer les valeurs moyennes des directions de m réceptions dans chaque groupe et les valeurs moyennes des angles individuels. À partir de ces moyennes, tous les angles sont calculés - trois angles de chaque groupe de trois directions. Les angles égalisés finaux sont calculés à l'aide des formules de la méthode de Schreiber. S.k.o. les directions égalisées sont déterminées par la formule
où v- la différence entre les valeurs mesurées et ajustées des angles ; m- le nombre de directions au point ; r- le nombre d'angles mesurés séparément dans le programme. Poids de direction égalisé
où m- le nombre de méthodes de mesure des directions et des angles individuels ; n, k- le nombre de directions au point et dans le groupe, respectivement ( k = 3, pour les coins k = 2).
Dignité méthode : les résultats du réglage à la station sont égaux ; le volume de travail au point est de 20 à 25 % inférieur à celui de la méthode Schreiber ; le nombre de réceptions de mesures directes de groupes à m= 7 - 9 de plus que dans la méthode de Schreiber, qui permet un affaiblissement plus complet des erreurs de mesure ; permet de mesurer des directions pour lesquelles il existe actuellement une bonne visibilité ; temps de réception court (2 - 4 minutes), ce qui permet de réduire la dépendance de la précision de la mesure sur la qualité du signal.
Défauts: il n'y a pas de règles pour la formation de groupes de trois directions; à m= 8, il est nécessaire de mesurer un grand nombre d'angles séparés, ce qui entraîne une violation de l'égale précision des directions égalisées; le programme ne prévoit pas d'atténuation des erreurs de mesure unilatérales.
Manière modifiée de mesurer les angles dans les combinaisons proposé par A.F. Tomilin. Utilisé dans la triangulation de classe 2 aux points avec 6 - 9 directions. De cette façon, à la gare avec m les directions mesurent indépendamment 2 m angles :
1,2 2,3 3,4 ... n.1 ;
1,3 2,4 3,5 ... n.2.
Chaque coin est mesuré en 5 ou 6 étapes. Dans cette méthode, tous les angles ne sont pas mesurés qui forment des combinaisons de directions à partir de m par 2, donc le résultat de l'ajustement à la station n'est pas une série de directions égales, et les formules de calcul des corrections aux angles mesurés sont plutôt compliquées.
Dignité façon : à m= 7 - 9 le nombre de méthodes de mesures directes d'angles est plus grand et leur précision est plus élevée que dans la méthode de Schreiber ; nécessite moins de mesures que la méthode dans toutes les combinaisons.
Défauts: formules complexes pour le calcul des corrections des angles mesurés.