最新大地测量仪器学3ppt课件.ppt

1估读法估读法 估读最小间隔的110。据实验所知，当最小间隔的宽度d=1015毫米，指标线的宽度b为010015毫米时，则估读的极限误差约为d10，按眼睛的明视距离(一般取250毫米)换算成用眼睛直接观测的极限角值P目为：P目=80120这和眼睛的分辨角(60120)相近似。采用估读法的读数设备有显微估计器和带尺显微估计器和带尺显微镜显微镜两种。2平分法平分法 使一条直线对称地处于另外两条使一条直线对称地处于另外两条直线的中央，称为平分法。直线的中央，称为平分法。据试验，用眼睛直接平分的极限误差为1030，采用平分法的读数设备，常见的有单玻璃平板光学测微器单玻璃平板光学测微器。 32 单平板玻璃光学测微器单平板玻璃光学测微器一、测微器原理一、测微器原理 单玻璃平板光学测微器的原理如图单玻璃平板光学测微器的原理如图3-9所示。这是在显微物镜与读数窗指标线之所示。这是在显微物镜与读数窗指标线之间，安置了一块可以绕着固定轴转动的玻间，安置了一块可以绕着固定轴转动的玻璃平板，利用转动玻璃平板能使通过它的璃平板，利用转动玻璃平板能使通过它的光线产生平行位移的特点而制成的。由式光线产生平行位移的特点而制成的。由式(1-6)可知，当玻璃平板旋转一个小角度可知，当玻璃平板旋转一个小角度i后，光线通过玻璃平板产生的平移量后，光线通过玻璃平板产生的平移量h可可按下列近似公式求得：按下列近似公式求得：1nhdin对于一定尺寸的玻璃平板，它的厚度对于一定尺寸的玻璃平板，它的厚度d和玻璃折射率和玻璃折射率n均为均为一常量。例如，一常量。例如，K9号玻璃号玻璃n=15163，取，取d=10mm，则，则11.5163 110()0.06 ()1.516357.296nihdii mmn式中，式中，i角以度为单位。上式说明，角以度为单位。上式说明，度盘格线的象在指标面度盘格线的象在指标面上的移动量上的移动量h是与玻璃平板的旋转角是与玻璃平板的旋转角i成正比的。成正比的。但是，玻但是，玻璃平板旋转角的本身，还没有告诉我们度盘格线的移动角璃平板旋转角的本身，还没有告诉我们度盘格线的移动角值，因而还必须通过一种特殊的设备，把玻璃平板旋转角值，因而还必须通过一种特殊的设备，把玻璃平板旋转角归化为度盘格线的移动角值。这种设备就是利用与玻璃平归化为度盘格线的移动角值。这种设备就是利用与玻璃平板连结在一起转动的测微尺板连结在一起转动的测微尺(一般是一段圆弧，刻有一般是一段圆弧，刻有n个分个分划划)。当度盘格线影象移动一整格时，测微尺移动了。当度盘格线影象移动一整格时，测微尺移动了n格，格，于是，测微尺的格值于是，测微尺的格值t为为Vtn式中式中V为度盘最小格值。为度盘最小格值。例如，瑞士例如，瑞士WILD T1经纬仪的度盘最小格值经纬仪的度盘最小格值t=1，测微尺，测微尺刻有刻有n=60格，则测微尺格值格，则测微尺格值V=6060=1。二、北京二、北京DJ6-1型经纬仪测微器型经纬仪测微器的构造的构造 北京光学仪器厂生产的北京光学仪器厂生产的DJ6-1型经型经纬仪所采用的单玻璃平板测微器，纬仪所采用的单玻璃平板测微器，其结构比较典型。在图其结构比较典型。在图3-10中，与测中，与测微手轮微手轮1相连结的小齿轮转动时，带相连结的小齿轮转动时，带动扇形齿动扇形齿2，绕小轴，绕小轴3-3旋转，此时与旋转，此时与之固连在一起的玻璃平板之固连在一起的玻璃平板4也一同旋也一同旋转，其转动量通过与之固连在一起转，其转动量通过与之固连在一起的弧形测微尺的弧形测微尺5表示出来。由于玻璃表示出来。由于玻璃平板的转动，使度盘格线产生平移，平板的转动，使度盘格线产生平移，当度盘格线平移至固定双指标线的当度盘格线平移至固定双指标线的中央时中央时(视场如图视场如图3-11所示所示)，即可读，即可读得度盘读数为得度盘读数为51330。图3-11图3-10 这种仪器的竖直度盘和水平度盘共用同一测微器，两读这种仪器的竖直度盘和水平度盘共用同一测微器，两读数必须分别读取。当读取平盘读数时，固定双指标线必须数必须分别读取。当读取平盘读数时，固定双指标线必须对准平盘格线的中央，而读取竖盘读数时，双指标线则又对准平盘格线的中央，而读取竖盘读数时，双指标线则又必须对准竖盘格线的中央。因此，读数窗指标面必须对准竖盘格线的中央。因此，读数窗指标面6上的两个上的两个度盘的影象必须要一样宽才行。度盘的影象必须要一样宽才行。这一要求可以通过调节竖这一要求可以通过调节竖盘成象透镜组的位置来达到。盘成象透镜组的位置来达到。 这种测微器的结构，仅仅多了一块玻璃平板及其转动这种测微器的结构，仅仅多了一块玻璃平板及其转动机构，然而度盘的刻划工艺却比较简单，度盘的格线可以机构，然而度盘的刻划工艺却比较简单，度盘的格线可以允许较粗允许较粗(00050012mm)，测微器使用也稳定可靠，测微器使用也稳定可靠，精度又能满足工程经纬仪的要求，所以在精度又能满足工程经纬仪的要求，所以在J6级精度的光学级精度的光学经纬仪中，目前应用的也不算少。经纬仪中，目前应用的也不算少。33 显微带尺测微器显微带尺测微器一、显微估计器一、显微估计器 显微估计器是利用显微镜成象的原理，将度盘的格线放显微估计器是利用显微镜成象的原理，将度盘的格线放大，同时在物镜成象平面处装一指标线大，同时在物镜成象平面处装一指标线(构造如图构造如图3-12)，利，利用指标线可以估读至度盘格值的用指标线可以估读至度盘格值的110。显微估计器的读数。显微估计器的读数视场如图视场如图3-13所示，图中的读数为所示，图中的读数为9234。图3-12图3-13 显微估计器对度盘格线的放大，并没有很严格的要求，显微估计器对度盘格线的放大，并没有很严格的要求，因此不存在行差的问题，故显微物镜组只要一组透镜就可以因此不存在行差的问题，故显微物镜组只要一组透镜就可以了。因此，它的构造较为简单，读数也简便，但精度不高。了。因此，它的构造较为简单，读数也简便，但精度不高。只在一些较为轻便的勘测经纬仪和某些带度盘的水准仪上可只在一些较为轻便的勘测经纬仪和某些带度盘的水准仪上可以见到。以见到。显微估计器在结构和使用上，需要满足下列两项要显微估计器在结构和使用上，需要满足下列两项要求：求： 1度盘格线应该成象在指标线平面上。所以显微物镜度盘格线应该成象在指标线平面上。所以显微物镜必须是可以调节的，一般利用伸缩的物镜筒进行对光。必须是可以调节的，一般利用伸缩的物镜筒进行对光。 2指标线必须与度盘格线平行。这一点可以通过旋转指标线必须与度盘格线平行。这一点可以通过旋转显微镜镜筒显微镜镜筒(连同指标线连同指标线)来调整。来调整。二、带尺显微镜二、带尺显微镜 带尺显微镜也称显微带尺或显微分划尺，这是在显微物带尺显微镜也称显微带尺或显微分划尺，这是在显微物镜的成象平面上用一带尺镜的成象平面上用一带尺(也称分划尺也称分划尺)代替显微估计器的代替显微估计器的单指标线。采用这种方法，在同一度盘直径的情况下，可单指标线。采用这种方法，在同一度盘直径的情况下，可以提高读数的精度。此外，为了满足对行差的调整，显微以提高读数的精度。此外，为了满足对行差的调整，显微物镜组必须由两组透镜所组成。它的构造原理及读数视场物镜组必须由两组透镜所组成。它的构造原理及读数视场如图如图3-14所示。所示。图3-14带尺显微镜应满足下列条件：带尺显微镜应满足下列条件： 1带尺从带尺从0n格的总宽度，应等于经显微物镜放大格的总宽度，应等于经显微物镜放大后的度盘格宽，而且度盘格线也应成象在带尺的平面上。后的度盘格宽，而且度盘格线也应成象在带尺的平面上。亦即应无亦即应无“行差行差”和和“视差视差”。 2带尺分划格线应与度盘分划格线平行，其相互位带尺分划格线应与度盘分划格线平行，其相互位置应有部分重叠，以便于读数。置应有部分重叠，以便于读数。 带尺显微镜的设计应使经显微镜放大后的度盘格线的带尺显微镜的设计应使经显微镜放大后的度盘格线的粗细，最好为粗细，最好为01015mm左右，度盘格线的宽度，最左右，度盘格线的宽度，最好为好为1015mm左右。过宽和过窄都会影响到读数精左右。过宽和过窄都会影响到读数精度。某些进口仪器由于达不到上述要求，给估读带尺格值度。某些进口仪器由于达不到上述要求，给估读带尺格值的的110带来一定的困难。带来一定的困难。 由于带尺显微镜的读数直观方便，又能保证一定的精由于带尺显微镜的读数直观方便，又能保证一定的精度，读数设备的构造也比较简单，所以被广泛地应用于度，读数设备的构造也比较简单，所以被广泛地应用于J6级以下的工程经纬仪上，如德国蔡司级以下的工程经纬仪上，如德国蔡司Theo 030型、意大利型、意大利沙漠拉沙漠拉T4150NE型等。我国生产的型等。我国生产的J6级光学经纬仪，除北级光学经纬仪，除北光厂的北京光厂的北京DJ6-1型以外，都是采用这种类型的结构。型以外，都是采用这种类型的结构。34 光学经纬仪读数设备的检验光学经纬仪读数设备的检验 由于读数设备直接影响仪器的精度，仪器上由于读数设备直接影响仪器的精度，仪器上采用的读数设备，从设计到加工以及最后的装调采用的读数设备，从设计到加工以及最后的装调质量，是否符合该等级仪器的精度要求，直接关质量，是否符合该等级仪器的精度要求，直接关系到成果精度的好坏。在系到成果精度的好坏。在工程测量规范工程测量规范中对中对测角仪器的检验，专有详细规定。有关度盘偏心测角仪器的检验，专有详细规定。有关度盘偏心差和照准部偏心差的检验，请参阅测量学相关章差和照准部偏心差的检验，请参阅测量学相关章节内容。节内容。 J6经纬仪的检验经纬仪的检验1）水准管轴应垂直于数轴的检验与校正；）水准管轴应垂直于数轴的检验与校正； 2）十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正；）十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正；3）视准轴应垂直于横轴的检验与校正；）视准轴应垂直于横轴的检验与校正；4）光学对电器检验与校正。）光学对电器检验与校正。J2经纬仪的检验经纬仪的检验 1水平度盘对径分划线符合一次中误差的测定；水平度盘对径分划线符合一次中误差的测定； 2光学测微器隙动差的测定；光学测微器隙动差的测定； 3光学测微器行差的测定；光学测微器行差的测定； 4光学测微器分划误差的测定。光学测微器分划误差的测定。21 结束语结束语