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自動安平水準儀的測且誤差的主要來源
日期:2024-11-06 02:36
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摘要:
自動安平水準儀的測且誤差的主要來源
自動安平水準儀的測量誤差主要有兩個來源:一個是讀數誤差,這項誤差基本上與水準管水準儀一樣,即誤差的大小主要決定於望遠鏡的放大倍率和水準標尺離開儀器的距離;另一個是來自水平視線的整置及其變化,對自動安平水準儀來說,此項誤差主要來自自動安平補償器。
1.在水準標尺上的照準讀數誤差
對於帶有光學測微器的精密水準儀來說,由於光學測微器本身的讀數誤差非常小,可以忽略不計,因此在水準標尺上的照準讀數誤差主要是t一字絲(楔形絲)照準標尺分劃線的照準誤差二對於不帶光學測微器的中、低精度的水準儀來說,此項誤差*包括十字絲橫絲在水準尺上估讀的讀數誤差。
一般情況下,照準讀數誤差在水準測量誤差中的影響是偶然性的。
z.水平視線整五誤差
自動安平水準儀的水平視線整置誤差主要由下述三種誤差組成:
1)可重複性誤差
可重複性誤差由補償器擺體的靈敏度決定。由於它直接影響水平視線整置的精度,因此在儀器中要求補償器的擺軸具有極小的摩擦力矩。例如,對於一個擺動半徑為50 mm,擺體質量為20 g的重力擺來說,當要求安置精度為1“時,則相應地要求擺軸的摩擦力矩不大於0.5X10-3 g"二;所以.在自動安平水準儀的許多方案,卜,采用了其有彈性關節或彈性絲懸掛的擺,這是因為彈性材料的內摩擦係數非常小。但是.彈性材料一般都具有彈性滯後作用,它使擺的運動落後於儀器的傾斜,這可通過儀器自不同方向傾斜到同一位置時的擺的可重複性的係統性偏差中發觀。若補償器運動的方向沒有規律,此種觀側誤差是偶然性的,它對*後成果的影響不很顯著,一般小於+-1"。但對**度的儀器來說,這是不可忽視的。
2)視線不水平誤差
此項誤差係由視準線零位誤差、視準線補償誤差和補償器交叉誤差組成。
(1)視準線零位誤差該誤差是指儀器豎軸處於鉛垂位置時視準線的剩餘傾斜。影響零位誤差的因素有:儀器裝配校正時的偏差;儀器在運輸過程中的振動,零件的應力變化以及彈性元件的彈性蠕變等原因所引起的變化;望遠鏡在調焦過程中視準軸的變動;外界沮度變化所產生的影響等。
(2)視準線補償誤差該誤差是指’轉軸在觀測方向的鉛垂麵內前後傾斜時補償器不能完全補償所產生的視準線傾斜誤差。產生此項誤差的原因有:補償器校正行差時的殘餘誤差;補償器中所采用的彈性元件參數的變化;所選用彈性材料的不均勻性、不對稱性的影響;補償器零件的加工誤差及裝校不完善的影響等。
(3)補償器交叉誤差該誤差是由於豎軸在垂直於觀測方向的鉛垂麵內左右傾斜和補償器擺軸的裝配調整誤差所產生的視準線傾斜誤差。它是由於補償器擺的轉動軸與望遠鏡視準軸不垂直引起的,其誤差性質與水準器水準儀的交又誤差相似。
以_L三種誤差都是係統誤差,後兩者應引起*注意。
3)準高誤差
在自動安平水準儀中,若補償器工作沒有誤差,則豎軸在允許的傾斜範圍內,視線能夠自動安置於水平位置。但是補償時視線的轉折點(視準軸與豎軸的交點)可能與儀器中心不重合,這個轉折點稱為準高點。當豎軸傾斜且儀器轉*不同照準方向時,準高點將在垂直於豎軸的傾斜麵內作圓周運動。因此,準高點本身的高程是隨儀器照準方向的不同而改變的。
自動安平水準儀的測量誤差主要有兩個來源:一個是讀數誤差,這項誤差基本上與水準管水準儀一樣,即誤差的大小主要決定於望遠鏡的放大倍率和水準標尺離開儀器的距離;另一個是來自水平視線的整置及其變化,對自動安平水準儀來說,此項誤差主要來自自動安平補償器。
1.在水準標尺上的照準讀數誤差
對於帶有光學測微器的精密水準儀來說,由於光學測微器本身的讀數誤差非常小,可以忽略不計,因此在水準標尺上的照準讀數誤差主要是t一字絲(楔形絲)照準標尺分劃線的照準誤差二對於不帶光學測微器的中、低精度的水準儀來說,此項誤差*包括十字絲橫絲在水準尺上估讀的讀數誤差。
一般情況下,照準讀數誤差在水準測量誤差中的影響是偶然性的。
z.水平視線整五誤差
自動安平水準儀的水平視線整置誤差主要由下述三種誤差組成:
1)可重複性誤差
可重複性誤差由補償器擺體的靈敏度決定。由於它直接影響水平視線整置的精度,因此在儀器中要求補償器的擺軸具有極小的摩擦力矩。例如,對於一個擺動半徑為50 mm,擺體質量為20 g的重力擺來說,當要求安置精度為1“時,則相應地要求擺軸的摩擦力矩不大於0.5X10-3 g"二;所以.在自動安平水準儀的許多方案,卜,采用了其有彈性關節或彈性絲懸掛的擺,這是因為彈性材料的內摩擦係數非常小。但是.彈性材料一般都具有彈性滯後作用,它使擺的運動落後於儀器的傾斜,這可通過儀器自不同方向傾斜到同一位置時的擺的可重複性的係統性偏差中發觀。若補償器運動的方向沒有規律,此種觀側誤差是偶然性的,它對*後成果的影響不很顯著,一般小於+-1"。但對**度的儀器來說,這是不可忽視的。
2)視線不水平誤差
此項誤差係由視準線零位誤差、視準線補償誤差和補償器交叉誤差組成。
(1)視準線零位誤差該誤差是指儀器豎軸處於鉛垂位置時視準線的剩餘傾斜。影響零位誤差的因素有:儀器裝配校正時的偏差;儀器在運輸過程中的振動,零件的應力變化以及彈性元件的彈性蠕變等原因所引起的變化;望遠鏡在調焦過程中視準軸的變動;外界沮度變化所產生的影響等。
(2)視準線補償誤差該誤差是指’轉軸在觀測方向的鉛垂麵內前後傾斜時補償器不能完全補償所產生的視準線傾斜誤差。產生此項誤差的原因有:補償器校正行差時的殘餘誤差;補償器中所采用的彈性元件參數的變化;所選用彈性材料的不均勻性、不對稱性的影響;補償器零件的加工誤差及裝校不完善的影響等。
(3)補償器交叉誤差該誤差是由於豎軸在垂直於觀測方向的鉛垂麵內左右傾斜和補償器擺軸的裝配調整誤差所產生的視準線傾斜誤差。它是由於補償器擺的轉動軸與望遠鏡視準軸不垂直引起的,其誤差性質與水準器水準儀的交又誤差相似。
以_L三種誤差都是係統誤差,後兩者應引起*注意。
3)準高誤差
在自動安平水準儀中,若補償器工作沒有誤差,則豎軸在允許的傾斜範圍內,視線能夠自動安置於水平位置。但是補償時視線的轉折點(視準軸與豎軸的交點)可能與儀器中心不重合,這個轉折點稱為準高點。當豎軸傾斜且儀器轉*不同照準方向時,準高點將在垂直於豎軸的傾斜麵內作圓周運動。因此,準高點本身的高程是隨儀器照準方向的不同而改變的。