| Р 50.2.024-2002 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТРОЛОГИИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ТЕОДОЛИТЫ И
ДРУГИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ МЕТОДИКА ПОВЕРКИ ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва Предисловие 1 РАЗРАБОТАНЫ Федеральным государственным унитарным предприятием «Сибирский государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт метрологии» (ФГУП СНИИМ) Госстандарта России и Сибирской государственной геодезической академией (СГГА) Министерства образования России ВНЕСЕНЫ Научно-техническим управлением Госстандарта России 2 ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 11 марта 2002 г. № 90-ст 3 При разработке настоящих рекомендаций использован патент на изобретение 2116626 RU МКИ 6G 01 D 18/00 № 95108631/28. Заяв. 26.05.95. Опубл. 27.07.98 4 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ СОДЕРЖАНИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТРОЛОГИИ Государственная система обеспечения единства измерений ТЕОДОЛИТЫ И ДРУГИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ УГЛОМЕРНЫЕ ПРИБОРЫ Методика поверки Дата введения 2002-12-01 1 Область примененияНастоящие рекомендации устанавливают методы и средства первичной и периодической поверок теодолитов по ГОСТ 10529 и других геодезических угломерных приборов [тахеометров, геодиметров, астроуниверсалов и др. (ГУП)] отечественного и зарубежного производства, соответствующих указанным рекомендациям в части определения погрешности ГУП при измерении горизонтальных и вертикальных углов. Настоящие рекомендации предусматривают использование устройства для аттестации системы измерения вертикальных углов теодолита по [1]. Методы измерений, отличные от указанных в настоящих рекомендациях, в том числе - полевые, нашедшие применение в метрологической практике [2], [3], [4], не могут быть использованы. Межповерочный интервал - не более одного года. 2 Нормативные ссылкиВ настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы: ГОСТ 8.050-73 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений ГОСТ 12.1.040-83 Система стандартов безопасности труда. Лазерная безопасность. Общие положения ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия ГОСТ 1012-72 Бензины авиационные. Технические условия ГОСТ 2875-88 Меры плоского угла призматические. Общие технические условия ГОСТ 10197-70 Стойки и штативы для измерительных головок. Технические условия ГОСТ 10529-96 Теодолиты. Общие технические условия ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия Р 50.2.023-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Нивелиры. Методика поверки 3 Операции и средства поверки3.1 Операции и средства поверки должны соответствовать указанным в таблице 1. Таблица 1
Примечание - Допускается применять другие средства поверки, имеющие свидетельства о поверке и обеспечивающие определение метрологических характеристик с требуемой точностью. 4 Требования к квалификации поверителей и требования безопасности4.1 К проведению поверки допускают лиц, имеющих опыт работы с оптическими приборами не менее трех лет и аттестованных в определенном в [6] порядке. 4.2 При поверке соблюдают правила техники безопасности при работе с оптическими и электронными приборами в соответствии с эксплуатационными документами, а также: - правила по технике безопасности при производстве топографо-геодезических работ [7]; - правила по технике безопасности при работе с радиоэлектронной аппаратурой [8]; - требования ГОСТ 12.1.040. 4.3 Узлы ГУП промывают бензином или спиртом в специально приспособленном помещении с вытяжной вентиляцией, в котором предусмотрены знаки, запрещающие пользоваться открытым огнем, курить и применять электронагревательные приборы. 4.4 Процесс проведения поверки не наносит вред здоровью поверителей и окружающей среде. 5 Условия поверки и подготовка к ней5.1 При проведении поверки соблюдают требования ГОСТ 8.050, а также следующие условия: - температура окружающего воздуха, °С....................................... 20 ± 5; - относительная влажность окружающего воздуха, %................. 65 ±15; - атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.)..................................... 100 ± 5 (760 ± 35); - скорость изменения температуры окружающего воздуха в 1 ч, °С, не более....................................................................................... 0,5. 5.2 Электропитание должно
осуществляться от сети переменного тока напряжением (220 5.3 Перед поверкой ГУП выдерживают в упаковке в рабочем помещении не менее 2 ч. 5.4 Во время поверки движение воздуха в помещении не допускают. 5.5 Детали ГУП и приспособлений очищают, при необходимости, от смазки с использованием авиационного бензина по ГОСТ 1012 и протирают чистой салфеткой. Наружные части объективов, окуляров оптических приборов и рабочих поверхностей многогранной призмы и угловой меры протирают ватным тампоном, смоченным в спирте-ректификате «Экстра» по ГОСТ 18300, предварительно смахнув с них пыль кисточкой. Нельзя протирать оптические детали сухим тампоном. Зеркала чистят с особой осторожностью, так как отражающий слой нанесен на наружной поверхности. Запрещается прикасаться руками или сухим протирочным материалом к отражающим поверхностям зеркал. 6 Проведение поверки6.1 Внешний осмотр6.1.1 При внешнем осмотре проверяют комплектность ГУП, целостность оптических узлов, чистоту окуляров, объективов, экранов, отсутствие явных повреждений деталей и узлов. 6.2 Опробование6.2.1 При опробовании проверяют работу всех микровинтов, регулировочных винтов, включение подсветки, качество изображения штрихов в поле зрения или изображения на экране. Проверяют и юстируют уровни, расположенные под углом 90°, поочередно. 6.3 Определение метрологических характеристик6.3.1 Определение погрешности ГУП при измерении горизонтальных углов Пределы допускаемых погрешностей ГУП и характеристики применяемых средств поверки указаны в таблице 2. Таблица 2
Поверяемый ГУП устанавливают на основании ЭУ-1, предварительно установленном по уровню. Используя собственные уровни, ГУП приводят в нормальное положение, на алидаду устанавливают приспособление со столиком (далее - приспособление) для многогранной призмы (рисунок А.1). Затем на столик устанавливают многогранную призму (далее - призма) и котировочными винтами, используя индикатор, призму юстируют таким образом, чтобы ее торцевое и радиальное биение не превышало 0,1 мм. На основании устанавливают автоколлиматор (АК) таким образом, чтобы его оптическая ось пересекалась с вертикальной осью поверяемого ГУП, а по высоте находилась приблизительно по центру грани призмы (рисунок А.2). Торец трубы АК должен быть расположен на незначительном расстоянии от призмы (350 - 400 мм). Затем по АК выверяют параллельность оси призмы и оси вращения алидады ГУП и перпендикулярность их к оси АК. Совместную юстировку призмы и АК проводят следующим образом. Вращением алидады подводят в поле зрения автоколлимационное изображение марки (далее - АК-марка) от любой грани, затем в вертикальном направлении регулировкой АК устанавливают АК-марку по среднему делению шкалы (или центра биссектора), после этого подводят АК-марку от противоположной грани призмы. Одну половину расхождения положения по вертикали устраняют регулировкой столика, другую - регулировкой АК. Затем поворачивают алидаду на 90° и наклоном призмы добиваются совмещения АК-марки со средним делением шкалы. В первоначальном положении призмы проверяют совпадение изображений по вертикали. Расхождение не должно превышать видимой двойной ширины элемента АК-марки. Устанавливают первую грань призмы против автоколлиматора и винтом точной наводки ГУП совмещают АК-марки с любым штрихом шкалы АК. Устанавливают лимб на отметку «0°» (сбрасывают нуль по отсчетному устройству, например тахеометра Та-3М). Регистрируют показание по шкале АК. Эту операцию проводят трижды. Расхождения не должны превышать [∆(г)] (таблица 2). Усредненное значение из трех показаний принимают за первый отсчет а1пр и вносят в протокол. Далее поворачивают алидаду на угловой шаг призмы, совмещают изображения штрихов ГУП и аналогично вышеизложенному регистрируют отсчеты по АК. Аналогичную операцию проводят для всех углов призмы и во втором прямом направлении (а2пр). Из результатов измерений а1пр и а2пр вычисляют средние значения аср. Разность между двумя любыми значениями сравнивают с соответствующими углами призмы из свидетельства о ее поверке и по полученным отклонениям судят о погрешности на участках ГУП (круг Л). Определяют накопленную погрешность ∆г для любого угла лимба и отмечают экстремальные значения ∆mах и ∆min. Примечание - При снятии показаний маховички отсчетных устройств АК и ГУП необходимо вращать в одном направлении. Для высокоточных ГУП проводят дополнительную серию измерений, сместив на угловой шаг призму или лимб. Одновременно определяют разность показаний ГУП при двух оборотах вращения; это разность между а1пр и а2пр, которая не должна превышать 0,5[∆(г)] (таблица 2). Примечания 1 Допускается использование призм с меньшим числом граней с проведением двух дополнительных серий измерений, каждая из которых различается смещением призм на 3°. 2 Допускается отсчеты регистрировать по отсчетному устройству ГУП, в этом случае число совмещений штрихов по ГУП должно быть не менее 10 при каждом наведении автоколлиматором. Значение максимальной погрешности ГУП при измерении горизонтальных углов ∆м (круг Л) не должно превышать значений [∆г] (круг Л), указанных в таблице 2. 6.3.1.2 Правый круг ГУП условно принято обозначать «Круг П». Снимают призму, приспособление, переводят через зенит зрительную трубу. Снова устанавливают приспособление и призму, причем при положении первой грани призмы против автоколлиматора отсчет по теодолиту (тахеометру) должен быть 180°. Проводят операции по 6.3.1 и определяют ∆г (круг П). Значение максимальной погрешности ГУП при круге П ∆м не должно превышать значений [∆г] (круг Л), указанных в таблице 2. Полученные данные вносят в протокол. 6.3.1.3 (Л+П)/2. Для определения погрешности ГУП при измерении горизонтальных углов ∆г{(Л+П)/2} усредняют соответствующие значения, полученные при кругах Л и П по 6.3.1.1 и 6.3.1.2. Значение максимальной погрешности ГУП ∆м не должно превышать значений [∆г]{(Л+П)/2}, указанных в таблице 2. 6.3.2 Определение погрешности ГУП при измерении вертикальных углов 6.3.2.1 Круг Л. Погрешность ГУП определяют на эталонной установке ЭУ-1 сравнением показаний ГУП с углами угловой специальной меры (далее - мера). Меру в приспособлении устанавливают на зрительной трубе ГУП так, чтобы ее геометрический центр максимально возможно совпал с осью вертикального лимба (рисунок А.3). АК с диагональным зеркалом устанавливают на основании таким образом, чтобы ось пучка света, отраженного от диагонального зеркала, была параллельна вертикальной оси ГУП, для чего используют плоскопараллельную пластину ПИ-60. Устанавливают ГУП с приспособлением на основании и юстируют его положение по собственным уровням. Затем закрепляют алидаду и котировочными винтами приспособления, микровинтами алидады проводят юстировку до получения АК-изображений от всех граней призмы на одном уровне (расхождения не должны превышать двойной цены деления минутной шкалы АК). Измерения проводят следующим образом. Наклоном трубы с мерой вводят АК-изображение от первой грани меры в поле зрения АК, фиксируют показание по отсчетному устройству ГУП и регистрируют отсчет по АК. Эту операцию проводят трижды, и усредненное значение принимают за первый отсчет. Последовательно наклоняют трубу ГУП на угловой шаг меры и регистрируют отсчеты по АК (прямой ход), затем проводят аналогичные измерения в обратном порядке (обратный ход). Отсчеты, полученные от каждой грани при прямом и обратном ходе, усредняют и приводят к отсчету от первой грани. Полученные результаты сравнивают с отклонениями меры и по расхождениям результатов судят о погрешности измерения любого угла вертикальным лимбом ГУП (круг Л). Значение максимальной погрешности ГУП ∆м (круг Л) не должно превышать значений [∆в] (круг Л), указанных в таблице 3. Таблица 3 - Погрешность измерений вертикальных углов ∆
6.3.2.2 Круг П. Снимают приспособление, переводят через зенит зрительную трубу. Устанавливают приспособление и проводят операции по 6.3.2.1. Значение максимальной погрешности ГУП при круге П ∆м не должно превышать значений [∆в] (круг Л), указанных в таблице 3. 6.3.2.3 (Л+П)/2. Для определения погрешности ГУП при измерении вертикальных углов ∆в{(Л+П)/2} усредняют значения погрешностей, полученных при кругах Л и П по 6.3.2.1 и 6.3.2.2. Значение максимальной погрешности ГУП ∆м не должно превышать значений [∆в]{(Л+П)/2}, указанных в таблице 3. 6.3.3 Нулевое показание ГУП при горизонтальном положении зрительной трубы проверяют на эталонном компараторе для поверки нивелиров ЭКПН. Измерения проводят аналогично измерениям при определении угла / нивелира как для круга Л, так и для круга П. Усредненное значение отклонения от нулевого показания θ [(Л+П)/2] не должно превышать значений [∆(в)]{(Л+П)/2}, указанных в таблице 3. 6.4 Обработка результатов измерений при определении метрологических характеристик6.4.1 Определение СКП измерений горизонтальных углов СКП измерений горизонтальных углов определяют по формуле
где S = S(Г) - СКП измерений горизонтальных углов; Vi = Vi(г) - отклонение от среднего значения показаний (отсчета) для горизонтального лимба по 6.3.1; п - число измерений. Доверительные границы случайной погрешности определяют по формуле ∆ = tp∙S, (2) где ∆ = ∆(г) - доверительные границы случайной погрешности измерений горизонтальных углов; tp - коэффициент Стьюдента, равный 2,74 при Р = 0,95, п = 10; S = S(г). Значение ∆(г) не должно превышать значений [∆(г)], указанных в таблице 2. 6.4.2 Определение СКП измерений вертикальных углов СКП измерений вертикальных углов SB определяют по формуле (1), где Vi = Vi(в) - отклонение от среднего значения показаний (отсчета) для вертикального лимба по 6.3.2. Доверительные границы
случайной погрешности определяют по формуле (2), ∆ = ∆(в). Значение ∆(в) не должно превышать значений [∆(в)], указанных в таблице 3. 6.4.3
СКП наведения S(н) определяют по формуле (1), Vi = Vi(н) - отклонение от среднего значения отсчета по АК при 10 наведениях зрительной трубой на объект. Доверительные границы
случайной погрешности определяют по формуле (2), ∆ = ∆(н). Значение ∆(н) не должно превышать значений [∆(г)], указанных в таблице 2. 6.4.4 Общую СКП измерений SΣ определяют по формуле
где S(г), S(в), S(н) - вычисленные значения по 6.4.1; 6.4.2; 6.4.3 соответственно. Доверительные границы
случайной погрешности определяют по формуле (2), ∆ = ∆Σ. Значение ∆Σ не должно превышать значений [∆(в)], указанных в таблице 3. 6.4.5 Пример обработки результатов измерений при определении метрологических характеристик ГУП приведен в таблице 4. Таблица 4
7 Оформление результатов поверки7.1 Положительные результаты поверки оформляют свидетельством о поверке в соответствии с [9]. В свидетельство о поверке вносят максимальные значения погрешности ГУП при измерении горизонтальных и вертикальных углов ∆м (круг Л); ∆м{(Л+П)/2}; а также ∆Σ и θ. 7.2 Отрицательные результаты поверки оформляют в соответствии с [9]. При этом ГУП к дальнейшей эксплуатации не допускают. ПРИЛОЖЕНИЕ А(справочное) Эталонная установка ЭУ-1Эталонная установка ЭУ-1 для определения погрешности измерения горизонтальных и вертикальных углов ГУП (разработчики - ФГУП СНИИМ; СГГА) включает в себя устройство для аттестации системы измерения горизонтальных углов теодолита и устройство для аттестации системы измерения вертикальных углов теодолита [1]. Диапазон измерений в горизонтальной плоскости составляет 0 - 360°, в вертикальной плоскости - ± 60°. Погрешность аттестации при использовании АК и многогранных угловых мер - рабочих эталонов 1-го разряда в горизонтальной плоскости не превышает 0,4", в вертикальной - 0,5". Погрешность измерений на устройстве для аттестации системы измерения горизонтальных углов теодолита (ГУП) определяют следующим образом (рисунок А.1). На приспособлении 4 соответствующего типоразмера, которое закрепляют через прокладку 5 на алидаде ГУП 6, устанавливают столик 3 таким образом, чтобы центр последнего совпадал с осью вращения алидады. На столике устанавливают и закрепляют призму 1. На основании 7 (например, станине оптической делительной головки), где размещено ГУП, устанавливают АК 2 со стойкой так, чтобы его оптическая ось была на уровне середины грани призмы и по центру ее вращения, для чего используют пробку со штырем и экран (рисунок А.2). Поворотом АК добиваются симметричного расположения изображения пробки относительно светового пятна. Используя юстировочные винты АК и предметного столика, добиваются параллельности оси призмы и оси вращения алидады ГУП и перпендикулярности их к оси АК. Сравнивая углы поворота алидады с известными углами призмы, определяют погрешность измерений горизонтальных углов ГУП. Рисунок А.1 - Схема устройства для аттестации системы измерения горизонтальных углов теодолита (ГУП) Погрешность измерений на устройстве для аттестации системы измерения вертикальных углов теодолита (ГУП) определяют следующим образом (рисунок А.3). Приспособление 4 соответствующего типоразмера для крепления меры 3 устанавливают на трубе ГУП 5 и закрепляют таким образом, чтобы геометрический центр меры (центр описанной окружности) максимально совпал с центром вращения зрительной трубы ГУП (проверяют по зазору между гранями меры и любым неподвижным указателем). На основании 6 устанавливают АК 1 с диагональным зеркалом 2 так, чтобы центр светового пучка совпал с вертикальной осью ГУП. Для установки параллельности оси АК плоскости основания на последнюю устанавливают плоскопараллельную пластину (ПИ-60 или пластину из комплекта гониометра ГС-5) и поворотом оправки диагонального зеркала и наклоном АК вводят АК-марку в центр поля зрения АК. Затем по АК юстировочными винтами приспособления добиваются соосности вращения меры и зрительной трубы ГУП. Сравнивая углы наклона трубы с известными углами меры, определяют погрешность измерений вертикальных углов ГУП.
1 - пробка; 2 - крышка; 3 - световое пятно от АК на экране 4 Рисунок А.2 - Приспособление для юстировки соосности АК и ГУП
Рисунок А.3 - Схема устройства для аттестации системы вертикальных углов теодолита (ГУП) ПРИЛОЖЕНИЕ Б(справочное) Классификация геодезических угломерных приборовКлассификация ГУП в зависимости от СКП измерения горизонтального угла одним приемом - по таблице Б.1. Таблица Б.1
ПРИЛОЖЕНИЕ В(справочное) Библиография[1] Патент на изобретение 2116626 RU МКИ 6G 01 D 18/00. Устройство для аттестации системы измерения вертикальных углов теодолита /Б.А. Пизюта, В.Д. Лизунов, В.В. Копытов. Т.В. Набока, O.K. Ушаков, В.В. Афанасьев (Россия) - № 95108631/28. Заяв. 26.05.95. Опубл. 27.07.98. Бюлл. № 21. - 4 с. [2] Спиридонов А.И., Кулагин Ю.Н., Кузьмин М.В. Поверка геодезических приборов. - М.: Недра, 1981. - 159 с. [3] МИ БГЕИ 08-90 Методика института. Теодолиты. Методика поверки. - М.: ЦНИИГАиК ГУГК СССР, 1990. - 76 с. [4] ГКИНП (ГНТА) № 17195-99 Инструкция по проведению технологической поверки геодезических приборов. - М.: ЦНИИГАиК, 1999. - 56 с. [5] ТУ 3-32123-88 Пластины стеклянные для интерференционных измерений типа ПИ [6] ПР 50.2.012-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация поверителей средств измерений [7] Правила по технике безопасности при производстве топографо-геодезических работ (ПТБ - 73. - М.: Недра, 1973) [8] Правила по технике безопасности при работе с радиоэлектронной аппаратурой (Методические указания по охране труда, утвержденные Постановлением Минтруда РФ № 129 от 1 июля 1993 г.) [9] ПР 50.2.006-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
) В и частотой (50 ± 1) Гц.
