Лабораторная работа № 1. 1

УСТРОЙСТВО НИВЕЛИРОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЯТКИ РЕЙКИ

Цель: Изучить устройство нивелиров с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе. Освоить взаимодействие его основных частей и научиться производить отсчеты по нивелирным рейкам. Определить пятку рейки не менее чем на четырех реечных точках, снимая отсчеты по верхней, средней и нижней нитям. Выполнить оценку точности полученных результатов по формулам Гаусса и Бесселя. Сделать анализ погрешностей, влияющих на точность полученных результатов.

Нивелир установить на штатив и прикрепить его становым винтом. Привести его в рабочее положение. Для этого:

· -подъемными винтами привести пузырек круглого уровня в нуль-пункт;

· -вращением окулярного кольца добиться резкого изображения сетки нитей;

· -навести зрительную трубу на рейку и вращением кремальеры получить резкое изображение;

· -вращением элевационного винта привести пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт.

Для определения пятки рейки необходимо последовательно установить ее отвесно на четырех закрепленных в лаборатории точках и при горизонтальном визирном луче снять отсчёты по верхней, средней и нижней нитям по черной и красной сторонам этой рейки. Результаты измерений записать в таблицу 1.3. Фактическое значение пятки рейки измерить линейкой с мм делениями.

Результаты измерений при определении пятки рейки нивелиром ----------- №------------

Таблица 1. 3

№ станции	№ реечной точки	нить сетки	отсчеты по черной шкале	отсчеты по красной шкале	пятка рейки измерен.	фактич. пятка рейки	разности ,мм
		Верхняя Средняя Нижняя Верхняя Средняя Нижняя Верхняя Средняя Нижняя Верхняя Средняя Нижняя					-1 -3 -1 -3 -2

Анализ результатов измерений заключается в отыскании качественных характеристик результатов измерений. При этом будем рассматривать два случая:

1. Результаты измерений сравнивают с истинным значением измеряемой величины;

2. Результаты измерений сравнивают со средним значением результатов измерений.

В первом случае для оценки точности результатов измерений применяют формулу Гаусса, во втором Бесселя.

1. Для оценки точности определения пятки рейки по формуле Гаусса примем значение фактической пятки рейки в качестве истинного и вычислим разности Δ между измеренными и истинным значением пятки рейки. Так как эта величина может содержать как систематические λ, так и случайные η погрешности, то необходимо проанализировать этот ряд на принадлежность его к случайным погрешностям. Для этого подсчитаем число положительных и отрицательных разностей. В нашем примере число положительных и отрицательных погрешностей одинаковое и равно 5. Следовательно, первое свойство случайных погрешностей выполняется. Выполняется и второе свойство, так как арифметическая средина å∆/n=-0,25 близка к нулю. Это позволяет сделать заключение о том, что систематические погрешности отсутствуют. Следовательно η = Δ. Тогда средняя квадратическая погрешность определения пятки рейки равна m=√å∆² /n = ±1,7мм., а предельная погрешность равна 3 m = 5мм.

Если свойства случайных погрешностей не выполняются, то вычисляют сначала λ = ∆/n, а затем и случайные η = Δ – λ.. Тогда средняя квадратическая погрешность равна m=√å η ² /n, а предельная 3 m. В этом случае крайне желательно выявить геометрическую или физическую природу систематической погрешности.

2. При оценке по формуле Бесселя считаем, что фактическое значение пятки рейки не известно, а ее вероятнейшее значение равно арифметической средине из результатов измерений. В нашем случае оно равно 4782,8мм. Находим уклонения от арифметической средины каждого из результатов измерений v. Тогда средняя квадратическая погрешность одного измерения пятки рейки равна m= √åv²./(n-1) = 1.8мм, а предельная погрешность одного измерения равна 3m = 5,4мм.

Если по условиям задачи требуется оценить погрешность вероятнейшего значения, то вычисляют предельную среднюю квадратическую погрешность арифметической средины как М=3m/√n. Для нашего случая она равна 1,5мм. Тогда окончательное значение пятки рейки можно записать так 4783±2мм.

Вопросы для самоконтроля

1.Расскажите о назначении нивелиров и их классификацию?

2. Перечислите основные части нивелира.

3. Объясните устройство зрительной трубы.

4. Что такое визирная ось зрительной трубы?

5. Объясните устройство и назначение цилиндрического уровня.

6. Объясните устройство и назначение круглого уровня.

7. Что такое ось цилиндрического уровня?

8. Что такое ось круглого уровня?

8. Что такое пятка рейки?

9. Почему на рейке нанесены две шкалы?

10.Как привести нивелир в рабочее положение?

11.Какие погрешности измерений влияют на точность определения пятки рейки?

12.Почему приведение визирной оси цилиндрического уровня в горизонтальное положение нивелира Н-3 точнее, чем нивелира 3Н-5Л.

13.Почему у нивелиров с уровнем круглый уровень является вспомогательным приспособлением, а у нивелиров с компенсатором,- основной частью прибора?

14.Обясните устройство компенсатора.

15.В чем особенность лазерных нивелиров по сравнению с уровненными?

16.Какие погрешности исключаются при применении цифровых нивелиров?

Дата добавления: 2015-11-04