Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Методики выполнения измерений

Лабораторная работа №1

(Для студентов II курса специальности “Маркшейдерское дело” по предмету “Технология выполнения маркшейдерских съемок”)

Измерение длин сторон металлическими рулетками

Цель: ознакомиться с существующими конструкциями приборов для непосредственного измерения длин, с методикой измерения длин сторон в теодолитных ходах; научиться брать отсчеты по рулеткам и измерять длины сторон в теодолитных ходах.

Задача: изучить существующие конструкции рулеток, способы отсчитывания, методики измерения длин.

Задание: измерить длины в следующих условиях:

1) обе точки закреплены в почве;

2) обе точки закреплены в кровле;

3) одна из точек закреплена в почве, а другая – в кровле;

4) на одной из точек установлен теодолит;

5) на одной из точек установлен теодолит, на второй – сигнал;

6) расстояние между точками больше длины рулетки, при этом одна из точек закреплена в кровле, другая – в почве.

Общие сведения

В геодезии и в маркшейдерии одна из основных задач при выполнении полевых работ – измерение длин (или расстояний). Длины могут быть измерены непосредственным способом или косвенным (опосредованным) способом. При косвенном способе используются законы тригонометрии и тригонометрические зависимости (оптические дальномеры), а также – физические явления (радиодальномеры, светодальномеры).

При непосредственном способе определения длин расстояние между двумя точками сравнивается с рабочим прибором, длина которого определена заранее. В качестве рабочего прибора в зависимости от технических требований точности, могут применяться мерные ленты, металлические, полимерные или тесьмяные рулетки. В настоящее время в производстве наиболее распространены металлические рулетки. Металлические рулетки по всей своей длине имеют оцифровку и цену деления 1 мм. Длина металлических рулеток, используемых для геодезических и маркшейдерских работ, может быть 1м, 2м, 3м, 5м, 10м, 20м, 30м, 50м, 100м. Учитывая цену деления металлических рулеток, отсчеты берутся с точностью 1мм. При этом в зависимости от точности компарирования рулетки и методики измерения длин, расстояния могут быть измерены с точностью от 1:200 до 1:20000.

Методики выполнения измерений

В геодезии пункты, как правило, закрепляются на земной поверхности. В маркшейдерском производстве такое расположение пунктов называется термином “в почве”. Однако в горных выработках подавляющее количество точек закрепляется в кровле выработки. Соответственно, методика измерения длин между точками с различным их месторасположением, может изменяться.

Общее правило при измерении длин сторон – это обеспечение контроля качества измерений. Поэтому длины измеряются 4 раза: 2 раза в прямом направлении и 2 раза – в обратном. При этом в каждом приеме измерения берутся 2 отсчета – по одному концу рулетки на одной точке, и по другому концу рулетки на другой точке. Длина вычисляется как разность отсчетов - у конца рулетки и у станка рулетки. Среди 4-х измеренных значений длин вычисляется разность между минимальным и максимальным из них. Допустимая разность регламентируется требуемой техническим заданием точностью и геодезической, маркшейдерской инструкциями. Допустимая разность выражается в виде относительной ошибки, как отношение абсолютной разности к средней измеренной длине.

Например, при измерениях были получены следующие результаты:

25638мм – 24 мм = 25614мм

25761мм – 145мм = 25616мм

25810мм – 198мм = 25612мм

25716мм – 101мм = 25615мм

Разность между максимальным и минимальным значением:

Δ_факт. = 25616 – 25612 = 4мм.

Среднее арифметическое значение из 4-х измерений:

L_ср. = 25614мм

Относительная ошибка:

При допустимой ошибке результат измерений считается качественным. При допустимой ошибке результат измерений некачественный и требуется выполнить дополнительную серию измерений.

В практике геодезических и маркшейдерских работ, как правило, требуется измерять длины, значительно превышающие номинальную длину рулетки. В этом случае общее расстояние между двумя точками разбивается на отдельные отрезки, называемые интервалами. Длины интервалов должны быть примерно равными между собой, и в обязательном порядке – меньше номинальной длины рулетки. При разбивке общего расстояния на интервалы на земной поверхности забивают небольшие колышки с четкими метками сверху (на мягкой почве), или пробивают небольшие углубления с четкими краями (в асфальте или бетоне). В горной выработке, поперек выработки натягивается шнур или проволока (провес), на провесе на тонкой проволоке подвешивается отвес, представляющий собой кусок породы. Во всех случаях промежуточные точки должны, находиться на одной прямой, соединяющей начальную и конечную точки измеряемой стороны. Отклонение от такой прямой называется нестворностью. В зависимости от требуемой точности выполнения полевых работ, допустимое значение нестворности регламентируется инструкцией.

Следует помнить, что во всех случаях при выполнении полевых измерений фактически измеряются наклонные длины, хотя необходимо определять горизонтальную проекцию этой длины – горизонтальное проложение. В зависимости от условий измерений, от требуемой точности измерений, этим фактом либо пренебрегают, либо определяют превышение между концами интервала, либо измеряют угол наклона для вычисления в дальнейшем горизонтального проложения. Однако эти вопросы будут рассмотрены и изучено детально в следующих работах.

При линейных измерениях с помощью рулетки удобно пользоваться полевым журналом, имеющим следующий вид:

Пример: Полевой журнал измерения длин сторон

ОТСЧЕТЫ	Измеренное расстояние, l_i	Среднее арифметическое значение расстояния, l_ср.	Превышение между концами интервала или угол наклона
По концу рулетки	У станка

Рис.1.1. Схема выполнения линейных измерений на земной поверхности (по почве выработки).

Рис.1.2. Схема выполнения линейных измерений в горной выработке на весу.

Рис.1.3. Схема к определению понятия нестворности промежуточных точек (отвесов) при разбивке длины на интервалы.

Рис.1.4. Взятие отсчета по полотну рулетки (вид сверху).

При выполнении измерений перед взятием отсчетов по концам рулетки, полотно рулетки натягивается с усилием 98Н (для легких металлических рулеток – 49Н). Один из исполнителей дает четкую и громкую команду, например “Есть!”. В этот момент оба исполнителя берут отсчеты. Отсчеты диктуются третьему исполнителю (записатору), и заносятся в полевой журнал для вычислений.

Результатом данной лабораторной работы является отчет, оформленный по стандартной форме на листах формата А₄ (210мм × 297мм). В отчете должны быть указаны: название работы, ее цель, задачи и результаты выполненных измерений с приведенными схемами.

Для защиты отчета о выполненной работе необходимо выполнить измерения длин, указанных преподавателем, и вычислить измеренное расстояние.