Как называется прибор для измерения расстояния

Измерение расстояний производится при создании опорных сетей, выполнении топографических съемок и инженерных изысканий, на всех этапах строительства, при эксплуатации зданий и сооружений.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ

Измерения расстояний подразделяются на прямые и непрямые (например, с помощью дальномеров). Прямые измерения расстояний состоят в откладывании мерного прибора на измеряемых расстояниях и осуществляются с помощью мерных лент, рулеток, раньше с этой целью использовались также мерные проволоки и длинно-меры. Косвенные измерения заключаются в измерении других величин, связанных с измеряемым расстоянием некоторой функциональной зависимостью, и вычислении по ним значения расстояния.

Использовавшиеся ранее мерные инварные проволоки позволяли измерять расстояния с максимальной точностью до 1:1 500 000, но по причине чрезвычайно высокой трудоемкости подобного измерения расстояний в настоящее время они не применяются. Мерные ленты являются стальными, имеют длину 20 или 24 м и могут быть штриховыми и шкаловыми (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Мерная лента [а) и шпильки (б)

На концах лент имеются вырезы для шпилек. Метровые деления на лентах оцифрованы, полуметровые деления отмечены заклепками, а дециметровые — отверстиями, сантиметровые деления при измерении линий оцениваются на глаз. Шкаловые ленты на своих концах имеют шкалы с миллиметровыми делениями.

Рулетки могут иметь различную длину (от 2 до 100 м) и могут быть инварными, стальными или тесмяными, использование последних при производстве геодезических измерений не допускается.

Перед измерением линий ленты и рулетки обязательно должны быть прокомпарированы. Компарирование — сравнение длины мерного прибора с эталоном, длина которого известна с высокой точностью. В качестве эталонов используются компараторы или базисы. Компаратор — специальное устройство для сравнения длин мерных приборов. Компараторы могут быть лабораторные (на полу, на бетонных столбах, на полках вдоль стен) и полевые <базисы). На концах компараторов устраиваются шкалы с миллиметровыми делениями. Компарирование мерных приборов сводится к нескольким измерениям длины компаратора. В результате компари-рования должно быть получено уравнение мерного прибора (ленты или рулетки), имеющее вид

где / — номинальная длина прибора; А/ — поправка мерного прибора за компарирование; / — фактическая длина прибора. Вычисление поправки мерного прибора за компарирование из нескольких измерений осуществляется по формуле

где О_к — фактическое расстояние (длина компаратора); /)_ср — среднее значение измеренного расстояния; п — число уложений мерного прибора по длине компаратора.

При компарировании мерных приборов обязательно осуществляется измерение температуры окружающего воздуха; результаты измерения длины компаратора и значения температуры фиксируются в специальном журнале. При отсутствии лабораторных или полевых компараторов компарирование может осуществляться сравнением с компарированным ранее мерным прибором.

Измерения расстояний. Обзор средств и методов измерений. Мерные ленты, их компарирование. Вешение линий. Техника измерения расстояний мерными лентами, вычисление горизонтального проложения, меры по обеспечению требуемой точности результатов. Геометрические основы устройства оптических дальномеров. Нитяной дальномер. Приведение к горизонту измеренных наклонных дальностей. Определение неприступных расстояний. Значимость погрешностей измерения углов и расстояний

11.1. Обзор средств и методов измерения расстояний

Современные геодезические приборы для измерения расстояний представлены тремя видами: механическими, оптическими и электронными. Механические приборы – это мерные ленты и проволоки. Металлические мерные ленты малой ширины, свернутые в форме гольца в футляре или на крестовине с ручкой, именуются рулетками. Мерные ленты обеспечивают относительную точность измерения ли-

ний до 1/2000 – 1/5000 (0,5 ‒ 0,2 м на 1 км). Мерные проволоки в прошлом исполь-

зовались для высокоточных измерений сторон полигонометрии и базисов триангуляции с относительными погрешностями 1/25 000 – 1/300 000 ( от 40 до 3 мм на 1 км) Оптические дальномеры сконструированы как элемент визирной сетки зрительной трубы теодолита или нивелира и характеризуются относительной погрешностью 1/200 – 1/500 (0,5 -0,2 м на дистанции 100 м), максимальное измеряемое расстояние достигает 150-300 м. Электронные приборы – это геодезические светодальномеры многочисленных модификаций, которые характеризуются точностью

измерения расстояний 1-5 мм на дистанциях до 200 ‒ 500 м, а дистанциях свыше 1

км до 2 ‒ 3 км с погрешностями до 10 ‒ 20 мм. Они постоянно совершенствуются по

показателям точности и удобства практического применения. К электронным можно отнести спутниковые методы измерения расстояний, которые рассмотрены при изучении систем спутникового геодезического позиционирования. Их точность высока на дистанциях в десятки и сотни км.

В геодезических работах расстояния между геодезическими знаками и заданными точками на местности определяют непосредственными и косвенными методами. Непосредственное измерение расстояния между двумя обозначенными точками производится электронными и оптическими дальномерами или механически-

ми приборами. В косвенных методах определения расстояний производят измерения линейных и угловых величин в соответствующих геометрических фигурах с последующим вычислением искомых расстояний по формулам тригонометрии.

11.2. Механические приборы для измерения расстояний

К механическим приборам для непосредственного измерения расстояний относят стальные землемерные ленты и рулетки.

Землемерные ленты изготавливают из стальной полосы шириной 15–20 мм, толщиной 0,4–0,5 мм. Их обозначают ЛЗ-20, ЛЗ-24, ЛЗ-50 в соответствии с длиной 20, 24 или 50 м между концевыми штрихами ленты при натяжении 98 Н. Концы ленты (рис. 11.1) снабжены ручками, напротив концевых штрихов в ленте сделаны вырезы для закрепления ленты шпильками в натянутом состоянии на поверхности земли. Метровые деления ленты закреплены оцифрованными пластинками, полуметры обозначены заклепками, дециметровые деления отмечены круглыми отверстиями. Точность отсчета t ≈ 1 см.

В нерабочем состоянии лента должна быть намотана на каркас в виде кольца. В комплекте с лентой типа ЛЗ применяется набор из 6 или 11 металлических шпилек.

Рулетки изготавливают многие зарубежные фирмы под различными наименованиями. В России выпускаются рулетки 2-го класса точности ОПК2-20 АНТ/1, ОПК2-30 АНТ/1, ОПК2-50 АНТ/1. Их изготавливают из стальной ленты шириной 1 см, длиной соответственно 20, 30 и 50 м. Ленту покрывают защитной пленкой, на нее наносят линейную шкалу с ценой деления 1 мм. Точность отсчета по такой шкале t ≈ 0,2–0,5 мм.

Рулетка 3-го класса точности ОПК3-20 АНТ/10 длиной 20 м характеризуется шкалой с ценой деления 10 мм (точность отсчета по шкале t ≈ 2–5 мм). В рулетках ОПК2 и ОПК3 ленты намотаны на каркас. В комплект рулеток шпильки не поставляются.

Примечание. В шифрах рулеток буквами и цифрами обозначены: О – открытый корпус (вилка или крестовина); З – закрытый корпус; П – плоская лента (сечение не в форме желоба); К – кольцо вытяжное; 2 или 3 – класс точности; А – удаление шкалы от начала ленты; Н или У – нержавеющая или углеродистая сталь; Т – штрихи шкалы нанесены травлением; /1 или /10 – в знаменателе дроби цена деления шкалы 1 или 10 мм.

Рис. 11.1. Лента землемерная ЛЗ-20:

а – метровые и дециметровые деления; б – на каркасе; в – шпильки

Рабочее натяжение всех лент ЛЗ и рулеток – 98 Н.

Поскольку землемерные ленты и рулетки принципиально не различаются, в дальнейшем будем использовать их обобщающее наименование – мерные ленты.

Компарирование мерных лент – это сравнение рабочей длины ленты с длиной рабочего эталона. Ленты, находящиеся в эксплуатации, ежегодно аттестуют (выполняют их компарирование с выдачей документа на допуск к использованию) в лаборатории метрологического надзора. Фактическая длины рабочей ленты выра-

Точное измерение расстояний, и особенно не прямых участков, необходимо во многих областях деятельности. Строительство гражданских и производственных объектов, дорожные работы и даже оценка расстояний на топографической карте ведется с помощью специального измерительного прибора – курвиметра.

Виды и принцип работы прибора

Общий вид изделия – колесо на длинной ручке, напоминает детскую игрушку. Несмотря на свой несерьезный вид, прибор является точным, надежным и в некоторых случаях незаменимым измерительным прибором.

Курвиметр-дорожное колесо используется чаще всего для измерения протяженного расстояния, к которому относится замер участков с неоднородным рельефом. Такой прибор предоставляет более точные результаты обмеров, чем современный дальномер, работающий на основе лазерных технологий. Различают курвиметры дорожные и топографические.

Топографический курвиметр

Как видно из названия – топографические приборы предназначены для оценки расстояний по карте. Соответственно размеры и вес изделий, небольшие и могут оформляться в виде брелоков или ручек.

Механические топографические измерительные приборы обладают рядом преимуществ для использования в полевых условиях. Это простота конструкции, независимость от источников питания, стойкость к погодным ситуациям.

Для работы в помещениях применяют измерители с электронной начинкой и программным обеспечением.

Дорожный курвиметр

Незаменимый измерительный инструмент для производства дорожных работ и обмеров параметров строящихся объектов, определения криволинейных или протяженных прямолинейных участков. Также, как и в случае с топографическими измерителями, могут быть механическими или электронными.

Основное различие в принципе измерений – это точность на единицу расстояния. Механические курвиметры могут накапливать ошибку при больших расстояниях, поэтому рекомендуется разбивать протяженные участки на небольшие отрезки.

Электронные приборы не склонны к накоплению погрешностей, но требуют бережного отношения и точного соблюдения правил эксплуатации. Цифровое дорожное колесо позволяет производить максимально точные расчеты при измерении участка. При проведении подготовительных строительных работ это очень важно, так как от точности замеров будет зависеть качество и безопасность возводимого объекта.

Изготавливают цифровые или компьютерные курвиметры из высокотехнологичных материалов, повышающих износостойкость прибора. Они могут иметь еще ряд полезных функций, которые необходимы при осуществлении замера участка. Использование бортового компьютера позволяет запоминать несколько замеров, сохранять произведенные вычисления и предыдущие замеры.

Принцип действия прибора

Основным рабочим органом прибора является дорожное колесо, которое прокатывают по измеряемому пути. Рабочее колесо тарируется, оборот колеса регистрируется счетчиком. Далее – количество оборотов умножается на длину окружности колеса и вычисляется пройденное расстояние.

Для удобства пользования, прибор снабжается удобной ручкой, подстраиваемой под рост оператора. Счетчик может быть механическим или электронным. Электронные счетчики, снабженные элементарными или продвинутыми вычислителями, сразу показывают величину пройденного пути, конвертируют единицы измерения, сохраняют промежуточные и конечные результаты.

Выбор дорожного курвиметра и порядок работы

Используется курвиметр, того или иного вида, при строительстве дорог, при проведении инвентаризации сельскохозяйственных угодий, садов, виноградников, полей и выпасов. С помощью такого колеса упрощается задача инвентаризации линейных участков в различных сферах производства и транспорта.

В зависимости от целей использования подбирается измерительный прибор с необходимыми параметрами:

• ценой деления;
• диапазоном измерений;
• диаметром и типом колес;
• принципом измерения.

Для суровых полевых работ, лучше подойдет курвиметр с колесом большего диаметра и надежной шиной. В таких условиях, главное, чем проще конструкция, тем лучше. В парковых, дизайнерских работах и в городских условиях, обосновано применение прибора с электронным вычислителем и дополнительными функциями.

Применение «дорожного колеса» в прокладке и контроле качества автомобильных дорог

Курвиметр будет незаменимым помощником в проведении работ по строительству и реконструкции любого вида автомобильных и железных дорог. Метод амплитуд, применяемый в вычислителях таких приборов, позволяет с высокой точностью определить следующие параметры:

• расстояния;
• азимут;
• поперечные и продольные уклоны;
• радиус;
• вираж и отгон виража;
• начало и конец изгиба;
• ровность полотна;
• линейные координаты;
• привязку к пикетам.

Параллельно идет обработка геометрических параметров пути и регистрация информации. Дополнительно такие курвиметры снабжаются устройством пространственной ориентации, аккумулятором и карманным ПК.

Преимущества использования

Прибор прост и удобен в использовании. «Дорожное колесо» позволяет производить измерения высокой точности там, где местность имеет достаточно сложный рельеф. Стоит прибор дешевле другой измерительной аппаратуры, а результаты дает достоверные.

В отличие от рулетки или дальномера, курвиметр позволяет произвести замеры больших участков за короткое время и с минимальными усилиями. Наличие счетчика освобождает от необходимости все время делать записи о полученных результатах, как это бывает при использовании рулетки.

Чтобы правильно подобрать подходящий тип прибора, нужно исходить из того, для каких целей нужен дорожный курвиметр. Аналоговые модели стоят дешевле, а цифровые помогают облегчать работу замерщика. Кроме счетчика, цифровой курвиметр имеет дисплей, отражающий производимые компьютером действия и расчеты. Прибор может производить измерение не только при движении вперед, но и назад. Выбор вида курвиметра зависит от стоящих задач и финансовых возможностей покупателя.