Міністерство освіти і науки України

ДВНЗ «Національний гірничий університет»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт з дисципліни

«Метрологія, стандартизація, сертифікація, атестація»

для студентів спеціальності 050301

Міністерство освіти і науки України

ДВНЗ «Національний гірничий університет»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт з дисципліни

«Метрологія, стандартизація, сертифікація, атестація»

для студентів спеціальності 050301

Рекомендовано до видання

науково-методичною радою університету

(протокол № від )

Дніпропетровськ – 2012р.

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни

«Метрологія, стандартизація, сертифікація, атестація».Уклад.: В.І. Диковенко,

Ю.І. Вронський, С.Д. Головко,. Дніпропетровськ, Національний гірничий

університет 2012. - с.

Укладачі: В.І. Диковенко, старш. викл.,

Ю.І. Вронський, старш. викл.,

С.Д. Головко, асистент.

Відповідальний за випуск завідувач кафедрою маркшейдерії

Ю.М. Халимендик, доктор техн. наук, професор.

Лабораторна робота №1

Тема: МЕТРОЛОГІЧНА ПОВІРКА ТЕОДОЛІТІВ

1. Загальні положення

1.1. Дійсні методичні вказівки (МВ) поширюються на теодоліти, що випускаються за ДСТ

10529 і їхні закордонні аналоги, використовувані при виробництві маркшейдерських робіт на

шахтах і кар'єрах, і встановлюють методику їхньої періодичної повірки.

1.2. Періодична повірка теодолітів відомчою перевірочною службою — це контрольний

іспит відповідності найважливіших метрологічних характеристик приладів установленим

вимогам. Загальний контроль за справністю теодолітів здійснює головний маркшейдер

підрозділу.

1.3. Періодичність повірки теодолітів установлюють підрозділи, відповідальні за їхній

технічний стан, за узгодженням із головними метрологами виробничих об'єднань, але не

рідше, ніж раз у два роки для приладів, що знаходяться в експлуатації.

1.4. Припустимі значення характеристик, що перевіряються, установлюються діючими

інструкціями і нормативно-технічною документацією на теодоліти і не повинні

перевищувати встановлені за ДСТ 10529-86 величини більш ніж на 30% для всіх приладів.

1.5. У цих методичних вказівках для студентів дано умови виконання робіт, такі, як в

реальних умовах виробництва.

2. Операції повірки

Періодична повірка повинна включати операції, зазначені в табл. 1. Якщо одержують

негативні результати, повірку варто припинити.

Т а б л и ц я 1

Операція

Номер пункту МВ

по повірці

Зовнішній огляд 8.1

Випробування

8.2

Визначення середньої квадратичної похибки вимірювання горизонтальних

кутів

8.3

Те ж, вертикальних кутів

8.4

3. Засоби повірки

3.1. При повірці повинні використовуватися зразкові засоби виміру (п. 3.2) і допоміжні

засоби повірки (п. 3.3).

3.2. Як зразкові засоби вимірів можуть служити теодоліти типів Т1 і Т2 за ДСТ 10529 чи їхні

закордонні аналоги.

3.2.1. Зразкові засоби вимірів повинні бути повірені у встановленому порядку органами

Держстандарту чи відомчою перевірочною службою.

3.3. Як допоміжні засоби повірки можуть бути використані коліматори, коліматорні стенди

типів КК-1, БЮ-161, УКС-1 і інші, а також зорові труби маркшейдерсько-геодезичних

приладів, що мають фокусну відстань об'єктивів не менш 300 мм, використовувані в якості

коліматорів.

Примітка. Зорові труби маркшейдерсько-геодезичних приладів (включаючи теодоліти)

повинні бути відфокусовані на «нескінченність» і обладнані підсвічуваннями з боку окуляра.

3.3.1. Допоміжні засоби повірки можуть бути використані, як разом зі зразковими засобами

вимірів, так і самостійно – при виконанні операцій повірки методами порівняння з

природними еталонами (пп. 8.4.1, 8.4.2).

3.4. Допускається застосовувати засоби повірки, не зазначені в цьому розділі, але що

забезпечують визначення (контроль) метрологічних характеристик теодоліта з необхідною

точністю.

4. Вимоги до кваліфікації виконавців повірок

4.1. Виміри при повірці й обробку їхніх результатів повинні проводити особи, що мають

спеціальну технічну освіту (топограф, геодезист, маркшейдер) чи досвід практичної роботи

із зазначених спеціальностей і пройшли курси та мають посвідчення повірників геодезично-

маркшейдерських приладів.

5. Вимоги до безпеки

5.1. При повірці в польових і шахтних умовах варто дотримувати вимоги «Правил безпеки у

вугільних і сланцевих шахтах».

5.2. При повірці в лабораторних умовах необхідно дотримуватись правил роботи з

вимірювальними приладами, а також правила техніки безпеки відповідно до діючих

інструкцій.

6. Умови повірки

6.1. При повірці відповідно до ДСТ 8.395 і ДСТ 15150 повинні дотримуватися наступні

умови:

1) температура навколишнього повітря (25±10)°С;

2) відносна вологість 45...80%;

3) атмосферний тиск 84 ... 106 кПа.

При температурі вище +30° С відносна вологість не повинна перевищувати 70%.

Вплив вібрації, рефракції і руху повітря не повинний бути помітно на око при візуванні

приладу на ціль.

7. Підготовка до повірки

7.1. Перед повіркою маркшейдери, відповідальні за експлуатацію теодоліта, що

перевіряється, повинні перевірити комплектність приладу і його працездатність, провести

(при необхідності) дослідження відповідно до експлуатаційної документації на прилад.

7.2. Перед повіркою теодоліти і необхідні для її проведення технічні засоби повинні бути в

робочому стані відповідно до інструкцій з їх експлуатації.

8. Проведення повірки

8.1. Зовнішній огляд.

8.1.1. При зовнішньому огляді повинна бути встановлена відповідність теодоліта наступним

вимогам:

1) маркірування приладу й футляра повинні відповідати вимогам технічної документації

на теодоліт, що перевіряється;

2) теодоліт не повинний мати механічних ушкоджень і слідів корозії, що затрудняють

роботу;

3) поля зору зорової труби і відлікових пристроїв повинні бути чистими, а зображення

візирних цілей і відлікових шкал -чіткими.

8.2. Випробування.

8.2.1. При випробуванні повинні бути перевірені:

1) працездатність настановних пристосувань і плавність обертання всіх рухомих частин;

2) фіксація дзеркала підсвічування і поворотної призми контактного рівня в заданому

положенні.

8.2.2. Випробування включає експлуатаційні повірки:

1) рівнів (круглого й циліндричного);

2) установки сітки ниток;

3) колімаційної похибки;

4) нахилу горизонтальної осі;

5) місця нуля МО (місця зеніту МZ);

6) оптичного центрира.

Методи цих перевірок відомі по навчальній літературі і маються в експлуатаційній

документації на теодоліт (технічному описі).

8.3. Середню квадратичну похибку виміру горизонтальних кутів рекомендується визначати

наступними способами.

8.3.1. Якщо використовується зразковий теодоліт (похибка якого в 2—3 рази нища, ніж у

того що перевіряється), то їм три рази вимірюють контрольний кут, обладнаний заздалегідь.

Середнє значення кута приймають за істинне.

Потім способом прийомів 36 разів (три серії по 12 вимірів) визначають величину кута

теодолітом, що перевіряється. Серії повинні проводитися в різний час чи різними

спостерігачами. Виміри в серії повинні відрізнятися установкою лімба.

Середня квадратична похибка виміру горизонтального кута визначається за формулою:

36/][m (1)

Δ – відхилення результату кожного виміру від прийнятого за істину

Величина контрольного кута повинна складати не менш 30° і не більше ніж 150°.

Контрольний кут у польових умовах утворюють двома напрямками на цілі (марки), віддалені

не менш чим на 300 м. Як цілі можуть бути використані піраміди чи сигнали.

У лабораторних умовах контрольний горизонтальний кут утворюють напрямками на

вертикальні нитки сіток коліматорів (у якості останніх можна використовувати зорові труби

геодезичних приладів, відфокусовані на нескінченність).

Різниця вертикальних кутів використовуваних напрямків повинна бути не менш 20°.

8.3.2. При відсутності зразкового теодоліта середню квадратичну похибку виміру

горизонтального кута варто визначати по величині відхилення від 360° суми трьох кутів

321 із загальною вершиною (рис. 1).

Вимірюють кути 321 ,, послідовно і незалежно способом прийомів, двома серіями

по 6 прийомів у кожній. У серії лімб переставляють між прийомами на 30°, а між серіями на

15°.

Нев'язка обчислюють за формулою:

o360321 (2)

де 321 ,, - значення вимірюваних кутів у кожнім прийомі. Середню квадратичну

похибку обчислюють за формулою:

n

m3

2

(3)

де п — кількість прийомів.

У польових умовах кути утворюють напрямками на цілі, віддалені не менш чим на 300

м. Як цілі можуть служити піраміди чи сигнали. За вершини кутів можна приймати пункти

державної мережі, мережі згущення, пункти полігонометрії чи опорних маркшейдерських

мереж, а також закладені спеціально.

Уся станція (вершина і три напрямки) для визначення середньої квадратичною похибки

виміру горизонтального кута може бути тимчасова чи постійна.

Величина кутів повинна бути не менш30° .

Для коліматорів Аз (див. рис. 1) на неоднакових висотах із різницею кутів нахилу між

напрямками не менш ±20°. Величини горизонтальних кутів повинні бути не менш 30°.

У якості коліматорів можуть використовуватися зорові труби з фокусною відстанню

об'єктива не менш 300 мм, відфокусовані на нескінченність.

Приведений спосіб може бути використаний і для атестації зразкового теодоліта.

8.4. Середню квадратичну похибку виміру вертикальних кутів рекомендується визначати

такими способами.

8.4.1. Якщо використовується зразковий теодоліт, то середня квадратична похибка виміру

вертикального кута m визначається по вимірах контрольних кутів зразковим і

випробуваним приладами. Контрольні кути вимірюють зразковим теодолітом трьома

повними прийомами. Середнє значення з трьох приймають за істинне. Потім випробуваним

теодолітом вимірюють контрольні кути чотирма повними прийомами (при трьох

контрольних кутах). Допускається використання двох контрольних кутів. Тоді кожний з них

вимірюють шістьма прийомами.

Середня квадратична похибка виміру вертикального кута визначається з вираження:

nkm / (4)

Δ – відхилення значення кута, виміряного теодолітом, що повіряється, від значення

прийнятого за істинне;

де, п, k. — відповідно кількість контрольних кутів та прийомів вимірів.

Контрольні кути рекомендується вибирати як позитивні, так і негативні в межах

діапазону роботи теодоліта, що повіряється.

У польових умовах зазначені кути утворять напрямками на цілі, віддалені на відстань

не менш 300 м.

Варто звертати увагу на рівність висот (від голівки штатива до осі обертання зорової

труби) зразкового і теодоліта, що перевіряється. Припустима нерівність висот для теодолітів

гипа Т2 =±3 мм, для приладів Т5 і Т15 ±6 мм, для типу ТЗО ± 10 мм.

У лабораторних умовах кути утворюють напрямками на сітки коліматорів

(горизонтальну нитку) перевірочного чи стенда спеціально пристосованих зорових труб,

використовуваних у якості коліматорів.

Рівність висот зразкового і теодоліта, що перевіряється, повинна забезпечуватися в

межах ±10 мм.

8.4.2. Якщо зразковий теодоліт відсутній, то середню квадратичну похибку виміру

вертикальних кутів визначають методом взаємозворотніх напрямків.

Взаємозворотні напрямки в польових умовах утворюють за допомогою теодоліта і

сигналу, при цьому варто забезпечити рівність висот візирної осі теодоліта й центра сигналу.

Позитивні й негативні кути вимірюють, змінюючи місцями теодоліт і сигнал. Допускається

використовувати два теодоліти однієї марки.

У лабораторних (камеральних) умовах взаємозворотні напрямки утворюють двома

коліматорами. Випробуваний теодоліт розташовують між ними (рис. 2).

У камеральних умовах допускається перевіряти одночасно два теодоліти однієї марки.

При цьому позитивні й негативні кути вимірюють, змінюючи прилади в підставках

(трегерах). Візування роблять «труба в трубу».

Послідовно вимірюють позитивний (а) і негативний (-а) кути кожного з

взаємозворотніх напрямків шістьма повними прийомами й обчислюють різницю їхніх

абсолютних значень d .

Число вимірюваних кутів повинне бути не менш шести. Абсолютні значення

вимірюваних кутів вибирають по можливості рівномірно в межах діапазону роботи

теодоліта. Похибку, m обчислюють за формулою:

qn

dm

2

2

(5)

dα – різниця абсолютних значень позитивного та негативного кутів (прямого та зворотнього

вимірів)

q – кількість кутів(напрямів);

п – кількість прийомів

9. Оформлення результатів повірки

9.1. При позитивних результатах періодичної повірки в розділі «Облік результатів повірки»

паспорта теодоліта повинен бути зроблений запис про його придатність до експлуатації з

вказівкою, ким і коли виконана повірка, підписом і клеймом повірника.

9.2. При незадовільних результатах повірки допускається ремонт і юстировка приладу і

повторення повірки.

9.3. Забороняється експлуатація теодоліта при негативних результатах його повірки.

Зведення про непридатність приладу до роботи повинні бути записані в паспорт.

9.4. Позитивні результати повірки можна оформляти протоколом (свідченням) періодичної

повірки.

Лабораторна робота №2

Тема: МЕТРОЛОГІЧНА ПОВІРКА НІВЕЛІРІВ

1. Загальні положення

1.1. Дійсні методичні вказівки (МВ) поширюються на нівеліри і нівелірні рейки, що

знаходяться в експлуатації в галузі, і встановлюють методи та засоби їхньої періодичної

повірки.

1.2. Періодична повірка проводиться з метою виявлення відповідності найважливіших

метрологічних характеристик нівелірів і нівелірних рейок установленим вимогам і

придатності їх до застосування.

1.3. Методи і засоби визначення метрологічних характеристик узгоджуються з вимогами

відповідних інструкцій, науково-технічної й нормативно-технічної літератури.

1.4. Загальний контроль за технічним станом нівелірів і нівелірних рейок здійснює головний

маркшейдер підрозділу.

1.5. Періодичність повірок нівелірів і нівелірних рейок при їхній експлуатації та збереженні

складає один раз у два роки. У залежності від умов експлуатації міжповірковий інтервал

може бути уточнений органами метрологічної служби об'єднання.

1.6. Припустимі значення обумовлених характеристик установлюються діючими

інструкціями і нормативно-технічною документацією на нівеліри і нівелірні рейки і не

повинні перевищувати по ДСТ 10528 і ДСТ 11158 величин більш ніж на 30%.

2. Операції повірки

2.1. Повірка повинна включати операції, зазначені в табл. 2.

Таблиця 2

Операція Пункти МВ

Зовнішній огляд .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 8.1

Перевірка взаємодії вузлів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8.2

Перевірка настановного рівня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8.2.1

Перевірка установки сітки ниток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.2

Перевірка кута i. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2.3

Перевірка діапазону роботи компенсатора

(для нівелірів із компенсаторами) і його

працездатності . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3

Визначення середньої квадратичної похибки виміру перевищення на станції . . . . . . . 8.4

П е р е в і р к а р е й о к

Зовнішній огляд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.5.1

Перевірка установки рівня (для рейок, обладнаних рівнем) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.5.2

Перевірка стріли прогину . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.5.3

Визначення відхилень довжин метрових інтервалів. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.5.4

3. Засобу повірки

3.1. При повірці повинні застосовуватися наступні засоби виміру із зазначеними

характеристиками:

1) екзаменатор, ціна поділу 5—10",

2) коліматор із мікрометром, ціна поділу шкали мікрометра 0,5";

3) контрольний метр, ціна поділу 0,2 мм;

4) зразковий нівелір типу Н05 (Ni002) із штриховими рейками.

3.2. При повірках польовим методом застосовують рейки з комплекту випробуваного

нівеліра і металеву рулетку, а також два «башмаки» чи залізничні «костилі», що забивають у

ґрунт за 2—3 год. до початку робіт.

3.3. Допускається застосовувати засоби вимірів, не зазначені в розділі 3.1, але що

забезпечують визначення характеристик засобів вимірів, що повіряються, з необхідною

точністю.

4. Вимоги до кваліфікації повірників

4.1. Виміри при повірці нівелірів і нівелірних рейок і обробку результатів вимірів повинні

проводити особи, що мають спеціальну технічну освіту (топограф, геодезист, маркшейдер)

чи досвід практичної роботи із зазначених спеціальностей і пройшли курси повірників

геодезично-маркшейдерських приладів. При виконанні лабораторної роботи виміри

виконують студенти маркшейдерської спеціальності.

5. Вимоги до безпеки

5.1. При повірці приладів необхідно дотримувати вимоги, встановлені «Єдиними правилами

безпеки при розробці родовищ».

5.2. При повірці в лабораторних умовах варто дотримувати вимоги, встановлені діючими

інструкціями з техніки безпеки.

6. Умови перевірки

6.1. Повірки відповідно до ДСТ 8.395 і ДСТ 15150 повинна проводитися в наступних умовах:

температура навколишнього повітря (25±10)°ІЗ;

відносна вологість 45...80%;

атмосферний тиск 84 ... 106 кПа.

При температурі вище 30°С відносна вологість не повинна перевищувати 70%.

Вплив вібрації, рефракції й руху повітря не повинний бути помітно при візуванні на ціль.

7. Підготовка до повірки

7.1. Засоби повірки повинні бути попередньо випробувані й приведені в робочий стан. Для

повірки в польових умовах завчасно обладнають станцію чи замкнутий полігон із трьох

пунктів: забивають «костилі» чи «башмаки» у зручному для роботи місці з інтервалом 150—

200 м так, щоб посередині між ними в створі було зручно встановлювати зразковий і

випробуваний нівеліри.

8. Проведення повірки

8.1. Обов'язковий зовнішній огляд, при якому звіряється комплектність з експлуатаційною

документацією, маркірування — із паспортом чи технічним описом на прилад.

8.2. Взаємодія вузлів, плавність обертання ходових частин, чистота поля зору труби і

відлікового мікроскопа (при наявності горизонтального круга з оптичним відліковим

пристроєм) перевіряються випробуванням. При випробуванні повинні бути проведені також

експлуатаційні повірки.

8.2.1. Настановний рівень повіряють відомим способом, а саме:

-установлюють нівелір на штатив чи тверду (краще бетонну) основу; горизонтують

нівелір піднімальними гвинтами;

-повертають прилад приблизно на 180° ;

якщо при цьому пухирець рівня змістився менше, ніж на половину розподілу, вважають

рівень вивіреним. Якщо ж зсув пухирця по величині більше половини розподілу, то

половину сходу пухирця усувають виправними гвинтами рівня. Повірку роблять не менш

двох разів.

8.2.2. Установку сітки в точних і технічних нівелірів перевіряють по виску («на око») чи

наведенням на добре видиму ціль, розташовану в 10 м від нівеліра, поперемінно одним і

іншим краєм горизонтальної нитки. Якщо відхилення представляються істотними, то

положення сітки виправляють її розворотом.

8.2.3. Юстировку кута i роблять відомим способом подвійного нівелювання — «із середини»

і з установкою нівеліра поблизу однієї з рейок, у такій послідовності.

Лінію 60—80 м закріплюють «костилями» чи «башмаками». На цих точках

установлюють рейки, що бажано закріпити. Нівелір установлюють на рівній відстані від

рейок із точністю 1м. Визначають перевищення «із середини», що вільне від похибки,

викликаної наявністю кута i. Потім установлюють нівелір у 2—3 м від однієї з рейок.

Визначають перевищення. Якщо останнє відрізняється від визначеного із середини більш

ніж на 3—4 мм, роблять виправлення, прийнявши відлік по ближній рейці вільним від

похибки, викликаної наявністю кута i. Юстировку роблять виправними гвинтами сітки чи

рівня в залежності від конструкції й системи приладу. Повірку роблять не менш двох разів.

8.3. Повірка діапазону роботи компенсатора і його працездатності.

8.3.1. Діапазон роботи компенсатора і його працездатність у польових умовах перевіряють

одночасно. Для цього встановлюють нівелір у робоче положення, а на відстані 50—100 м від

нього рейку на точку (репер і т.п.). Потім беруть відлік по рейці; Після цього піднімальними

гвинтами нахиляють нівелір у межах ціни поділу настановного рівня в різні сторони (у межах між внутрішньої та зовнішньою окружностями ампули наставного рівня). При цьому

відлік не повинний мінятися. Якщо компенсатор зависне до досягнення пухирцем

внутрішньої окружності, то діапазон його роботи недостатній. Юстировка проводиться в

умовах майстерні. Якщо відлік міняється більше, ніж на 2—3 мм для технічних і на 1—2 мм

для точних нівелірів, що свідчить про наявність систематичної погрішності в роботі

компенсатора, то необхідна юстировка компенсатора в майстерні.

Для високоточних нівелірів роботу компенсатора можна в першому наближенні

перевіряти аналогічно (допуск 0,2—0,5 мм), однак, щоб одержати коефіцієнт систематичного

впливу доцільно використовувати коліматор, екзаменатор і працювати за методикою,

приведеної у спеціальній літературі (Спиридонов А. И., Кулагин Ю. Н., Кузьмін М. В.

Повірки геодезичних приладів.—М.: Надра, 1984).

У дійсних Методичних указівках визначення зазначеного коефіцієнта не розглянуто,

тому що в маркшейдерській практиці нівелювання I і II класів фактично не

використовується. Такі задачі вирішують у підрозділах ГУГК. Високоточне нівелювання

зустрічається й у спеціальних наукових і інженерних задачах. У цьому випадку питання

метрологічного забезпечення вимірів зважуються для конкретних умов.

8.3.2. У лабораторних умовах діапазон роботи компенсатора і його працездатність

перевіряються спільно на екзаменаторі за допомогою коліматора. Для цього встановлюють

нівелір на екзаменатор, приводять у робоче положення, фіксують положення візирної осі по

коліматору, що знаходиться в створі за екзаменатором.

Після цього нахиляють рухливу плату екзаменатора до зависання компенсатора в одну

й іншу сторони (подовжні нахили). Відліки по гвинту екзаменатора і визначають діапазон

роботи компенсатора.

При зазначених нахилах відлік по шкалі коліматора не повинний мінятися. Якщо

різниця перевищує 5", то необхідна юстировка компенсатора в майстерні.

Ті ж операції повторюють, розгорнувши візирну вісь нівеліра на 90° для визначення

діапазону й працездатності компенсатора при бічних нахилах.

8.4. Середню квадратичну похибку виміру перевищення на станції рекомендується визначати

такими способами.

8.4.1. Польовий метод полягає в наступному. На спеціально обладнаній станції (два репери з

інтервалом 200 м і місце між ними, зручне для роботи з інструментом) зразковим засобом,

наприклад, нівеліром НА1 чи Н2 шість раз визначають перевищення. Середнє значення

приймають за істинне.

Потім 36 разів (3 серії з 12 визначень) знаходять величину перевищення між точками

станції нівеліром, що перевіряється, з рейками з його комплекту. Серії повинні відрізнятися

за часом чи їх, повинні виконувати різні спостерігачі. Середню квадратичну похибку виміру

перевищення на станції знаходять із вираження:

36ctm

де — відхилення результату кожного виміру від прийнятого за істинне.

Перед кожним визначенням перевищення варто змінювати установку нівеліра (горизонт

інструмента).

Польовий метод є сезонним.

8.4.2. Лабораторний метод варто використовувати при повірках нівелірів у будь-який час

року.

Спосіб із штриховими шкалами аналогічний польовому, але відстані до нівеліра

значно менші. У просторому витягнутому по довжині приміщенні обладнається бетонна

підстава, на якій може кріпитися прилад (зразковий і що перевіряється) , а на стінах

приблизно на одному рівні з передбачуваною візирною віссю приладу закріплюються шкали

з міліметровими поділами (можна використовувати шкали звичайних металевих лінійок, або

що мають емалеве покриття). Відстані між шкалами й приладом варто вибирати

максимально можливими, але не менше ніж 20м. Шкали закріплюються так, щоб

гарантувалася їхня нерухомість.

Порядок роботи наступний. Установлюють на підставі зразковий (атестований) нівелір

типу Н05 чи НА-1, визначають їм величину перевищення між нулями шкал шість разів, із

зміною горизонту інструмента. Середнє з шести вимірів приймається за істинне. Потім 36

разів (три серії з 12 вимірів) визначають те ж перевищення нівеліром, що перевіряється. Серії

вимірів повинні відрізнятися за часом чи зміною спостерігача. Середню квадратичну

похибку виміру перевищення на станції знаходять по формулі:

36ctm

де — відхилення кожного виміру від прийнятого за істинне. Потім приводять знайдену,

величину до 100 м, множачи її на К = 100/l, де l - відстань від шкал до приладу. Якщо високоточний нівелір не атестований, то варто зробити це, обробляючи

результати вимірів, проведених нівеліром, що повіряють, відповідно описаній методиці, по

внутрішній збіжності:

35oбрm

де -відхилення кожного перевищення від середнього арифметичних з 36 вимірів.

Кут i у високоточного нівеліра доводиться перед виміром до можливого мінімуму.

8.4.3. При відсутності зразкового нівеліра варто користатися полігоном із трьох пунктів, що

складають приблизно рівносторонній трикутник із сторонами близько 200 м (див. п. 7.1).

Зазначений полігон нівелюють по програмі, що відповідає типу приладу, що

повіряється. Нівелювання замкнутого полігона роблять 12 разів.

Середню квадратичну похибку визначення перевищення на станції знаходять по

нев'язаннях у вимірах полігона:

nm

3

де iiii hhh 321 —нев’язка полігона; п =12-число вимірів.

Зазначеним способом при необхідності можна атестувати і зразковий нівелір.

8.5. Повірка нівелірних рейок.

8.5.1. Зовнішній огляд включає визначення стану покриття й відцифровки, якість фарбування

й відцифровки не повинне перешкоджати роботі. Кріплення ручок, рівнів, п'яток повинні

бути надійними.

8.5.2. Повірка правильності установки рівня на рейці повинна вироблятися щораз перед

роботою. Рейку встановлюють на відстані 30—50 м від нівеліра. Нівелір приводять у робоче

положення. Потім установлюють рейку у вертикальне положення по нитці сітки зорової

труби нівеліра. Юстировочними гвинтами круглого рівня (на рейці) приводять пухирець на

середину. Потім знову здійснюють юстировку, повернувши рейку на 90°. Це повторюється

кілька разів, поки пухирець рівня буде зміщатися менш чим на 0,5 розподілу при обертанні

рейки.

8.5.3. Стрілу прогину визначають за допомогою дроту, натягнутго між кінцями рейки. При

цьому по лінійці з точністю до міліметрів відраховують відстань від рейки в точці

максимального прогину (обумовленого «на око»). Прогин інварної рейки повинний бути не

більш 5 мм, у триметрової суцільної — не більше 15 мм.

8.5.4. Відхилення довжин метрових інтервалів визначають за допомогою контрольної

(«женевської») лінійки. Рейку укладають на спеціальні упори. Метрові інтервали інварної

рейки визначають між поділами 10 і 30, 30 і 50, 70 і 90, 90 і 110; шашкової між цифрами 01 і

11, 10 і 20, 19 і 29. Виміри проводять у прямому й зворотному напрямках. Перед вимірами у

зворотному ході контрольну лінійку повертають на 180°.

Для інварних рейок відліки беруть по двох краях штрихів два рази; для шашкових по

прокресленим до країв відлікових шашок рискам. Перед повторними вимірами лінійку

злегка зрушують. Різниці відліків по кінцях контрольної лінійки на кожнім з інтервалів

повинні відрізнятися не більше ніж на 0,10 мм, у противному випадку лінійку зрушують і

проводять додаткові виміри. До і після вимірів фіксують температуру лінійки. Припустимі

відхилення метрових інтервалів від номінального значення зазначені в ДСТ 11158—83.

9. Оформлення результатів повірки

9.1. Результати періодичної відомчої повірки нівеліра і прикладених до нього рейок

оформляються записом у паспорті (формулярі) приладу.

9.2. Прилади, що не задовольняють вимогам діючих нормативно-технічних документів, не

допускаються до експлуатації. При незадовільних результатах повірки допускається

юстировка приладу і повторне проведення операцій. 9.3. Позитивні результати перевірки можуть оформлятися протоколом (свідченням) періодичної повірки чи записом у журналі.

Лабораторна робота №3

Тема: МЕТРОЛОГІЧНА ПОВІРКА ОПТИКО-МЕХАНІЧНИХ

ТАХЕОМЕТРІВ

1. Загальні положення

1.1. Дійсні методичні вказівки поширюються на оптико-механічні тахеометри, що

знаходяться в експлуатації в галузі, і встановлюють методи й засоби їхніх періодичних

повірок.

1.2. Періодичну повірку проводить відомча метрологічна служба з метою виявити

відповідність найважливіших метрологічних характеристик тахеометрів встановленим

вимогам і придатність приладів до роботи.

Загальний контроль за справністю і технічним станом тахеометрів здійснює головний

маркшейдер підрозділу.

1.3. Періодичність повірок тахеометрів при експлуатації й збереженні встановлюється один

раз у два роки. У залежності від умов експлуатації міжповірочний інтервал може бути

уточнений органами відомчої метрологічної служби.

1.4. Припустимі значення обумовлених характеристик регламентуються діючими

інструкціями і нормативно-технічною документацією на тахеометри і не повинні

перевищувати встановлені за ДСТ 10812 величини більш ніж на 30%.

1.5. Методи й засоби визначення метрологічних характеристик погодяться з вимогами

відповідних інструкцій, науково-технічної літератури.

2. Операції повірки

2.1. Повірка повинна включати операції, зазначені в табл. Т а б л и ц я 3

Операція Пункти МВ

Зовнішній огляд ……………… ………… … … …….8.1

Випробування ...…………………………………………… …..….8.2

Визначення середньої квадратичної погрішності

виміру горизонтального кута ...………………… ……… ……. ...……..8.3

Те ж, вертикального кута ...………………………………… .. . ..….8.4

Повірка далекомірно-висотомірної частини тахеометра ... ……… … ……8.5

Визначення відхилень довжин метрових інтервалів рейки…… …. … ...8.6

2.2. Повірка повинна бути припинена, якщо результати кожної з перерахованих операцій

негативні.

2.3. Якщо необхідно визначити інші метрологічні характеристики тахеометра, передбачені

заводом-виготовлювачем (наприклад, погрішність орієнтування по бусолі), та додаткову

операцію повірки варто погодити з представником відомчої метрологічної служби. Операцію

повірки виконують за методикою, приведеної в експлуатаційній документації на прилад.

3. Засоби повірки

3.1. Повірку варто проводити, застосовуючи зразкові засоби з наступними технічними

характеристиками:

1) теодоліт Т2 ДСТ 10529, середня квадратична погрішність виміру горизонтального кута

одним прийомом не більш ±2", вертикального не більш ±3//;

2) нівелір Н-3 ДСТ 10528, середня квадратична погрішність виміру перевищення на станції

при відстані від нівеліра до рейок 100 м, не більш 2 мм;

3) рулетка металева ОПКЗ-ЗОАНТ/1 ДСТ 7502;

4) світловіддалемір МСД1М, середня квадратична погрішність виміру відстані не більш

(10+5• 10-6

Д) мм;

5) контрольна лінійка КЛ («женевська») - штрихова міра IV типу, ДСТ 12069—78,

номінальна довжина міри 1000 мм, що допускається погрішність L3020 мкм, де

L — довжина інтервалу в метрах;

6) коліматори (fоб не менш 250 мм) — 6 шт.,- зорові труби теодолітів типу Т2 чи Т5 ДСТ

10529;

7) коліматорний стенд типу КК-1;

8) іспитовий полігон — система не менш чим із семи реперів, розташованих на місцевості у

визначеному порядку.

3.2. Допускається застосування засобів, не зазначених у дійсному розділі, але що

забезпечують визначення (контроль) метрологічних характеристик тахеометра і рейок із

необхідною точністю. Наприклад електронний тахеометр замість теодоліта та

світловіддалеміра з такими ж технічними характеристиками.

4. Вимоги до кваліфікації повірників

4.1. Виміри при повірці й обробку їхніх результатів повинні проводити особи, що мають

спеціальну технічну освіту (топограф, геодезист, маркшейдер), досвід практичної роботи із

зазначених спеціальностей і пройшли курси та мають посвідчення повірників геодезично-

маркшейдерських приладів.

4.2. Перед перевіркою варто ознайомитися з технічним описом і інструкцією з експлуатації

тахеометра.

5. Вимоги безпеки

5.1. При проведенні повірки повинні бути дотримані вимоги безпеки, установлені «Єдиними

правилами безпеки при розробці родовищ корисних копалин відкритим способом».

5.2. При повірці в лабораторних умовах варто дотримувати вимоги, установлені діючими

інструкціями з техніки безпеки.

6. Умови повірки

6.1. Для проведення повірки відповідно до ДСТ 8.395 і ДСТ 15150 повинні дотримуватися

наступні умови:

1) температура навколишнього повітря (25 ±10)° С;

2) відносна вологість від 45 до 80%;

3) атмосферний тиск від 84 до 106 кПа.

6.2. При температурі повітря вище 30° С відносна вологість повинна бути не більш 70%.

Вплив вібрації, рефракції і руху повітря повинні бути непомітні спостерігачу при візуванні

на візірну ціль.

7. Підготовка до повірки

7.1. Тахеометр повинний бути представлений на повірку з паспортом.

7.2. Перед повіркою зразкові засоби вимірів і допоміжні засоби повірки повинні бути

приведені в робочий стан. При використанні польового устаткування завчасно розбивають

іспитовий полігон і перед повіркою на його точках (реперах) проводять необхідні виміри

зразковими засобами. Визначають відстані (чи їхні горизонтальні положення) і перевищення

між точками полігона і приймають їхні значення за істині (еталонні).

8. Проведення повірки

8.1. Зовнішній огляд.

8.1.1. При зовнішньому огляді варто установити відповідність тахеометра й рейок наступним

вимогам:

1) маркірування приладу й рейок повинні відповідати даним паспорта;

2) на деталях тахеометра й рейок не повинно бути дефектів, що перешкоджають роботі.

8.2. Випробування.

8.2.1. Працездатність і взаємодію вузлів приладу варто перевіряти випробуванням «від

руки». При обертанні рухливих частин приладу не повинно бути стрибків і прослизань, що

заважають вимірам. Дзеркало підсвічування повинне фіксуватися в будь-якому доданому

йому положенні. Ланки складаної тахеометричної рейки в розгорнутому виді повинні

надійно фіксуватися.

8.2.2. Якість зображення відлікових шкал, номограм і сітки ниток варто перевіряти

спостереженням в окуляри відлікової системи і зорової труби після установки окулярів по

оку.

8.2.3. Випробування включає наступні експлуатаційні повірки:

1) рівнів (круглого й циліндричного) на приладі і при необхідності на рейці;

2) установки сітки ниток;

3) колімаційної погрішності;

4) нахилу горизонтальної осі;

5) місця нуля (місця зеніту МZ);

6) оптичного центрира.

Методи цих повірок відомі по навчальній літературі і містяться в

експлуатаційнійдокументації на тахеометр — у технічному описі приладу.

8.3. Повірка кутомірної частини тахеометрів аналогічна повірці теодоліта. Середню квадратичну погрішність виміру горизонтальних кутів визначають такими способами:

8.3.1. При наявності зразкового теодоліта - по відхиленням обмірюваних значень від

прийнятого за істинне. Величина горизонтального кута β повинна бути не менш 30°. Різниця

вертикальних кутів на візирні цілі, між якими роблять вимір кута повинна бути не менш 20°.

Як візирні цілі в лабораторних умовах можна використовувати сітки ниток як окремих

коліматорів (автоколіматорів), так і вхідних у стенди типу КК1, БЮ161, а в польових умовах

— марки й сигнали, розташовані на відстані не менш 300 м. До і після перевірки тахеометра

кут β необхідно тричі вимірити зразковим засобом вимірів — теодолітом типу Т2 способом

кругових прийомів. За результат виміру варто прийняти середнє арифметичне з усіх

отриманих значень.

Тахеометром, що повіряється, необхідно виконати три серії вимірів кута β по 12

прийомів кожна з перестановкою лімба між прийомами на30° , а між серіями на15° .

Значення m обчислюють по формулі:

nkm

де — відхилення кожного обмірюваного значення кута від прийнятого за істинне;

n – кількість прийомів;

k – кількість серій.

8.3.2. Якщо зразковий теодоліт відсутній, то середню квадратичну погрішність виміру

горизонтального кута m тахеометром варто визначати по відхиленнях суми трьох кутів із

загальною вершиною від еталонного значення, рівного 360°.

Величини горизонтальних кутів, що рекомендуються -90-150° . Різниця вертикальних

кутів на візирні цілі, між якими вимірюють кут i , повинна бути не менш 20°. Як візирні

цілі в лабораторних умовах можна використовувати сітки ниток коліматорів

(автоколіматорів) чи теодолітів типу Т2, Т5, зорові труби яких виставлені на нескінченність;

у польових умовах — марки й сигнали, розташовані на відстані не менш 300 м.

Вимірюють кути 321 , послідовно і незалежно способом прийомів, двома серіями по

шість прийомів в кожній. Лімб переставляють між прийомами на 30°, а між серіями на 15°.

Значення m обчислюють по формулі:

nm

3

2

де 321 — 360°; п = 12 — загальна кількість прийомів вимірів.

Результати вимірів варто записувати за формою, прийнятої на виробничому

об'єднанні для виміру горизонтальних кутів способом прийомів.

8.4. Середню квадратичну погрішність виміру вертикального кута m тахеометром

необхідно визначати по відхиленнях суми кутів нахилу взаємозворотніх напрямків від

еталонного значення, рівного нулю, чи, при наявності зразкових засобів вимірів, по

відхиленнях обмірюваних значень кута від прийнятого за істинне.

8.4.1. Для визначення погрішності m по відхиленнях суми кутів нахилу взаємозворотніх

напрямків від еталонного значення, рівного нулю, взаємозворотні напрямки в польових

умовах утворять за допомогою тахеометра і сигналу. При цьому варто забезпечити рівність

висот візирної осі тахеометра і центра сигналу. Позитивні і негативні кути вимірюють,

змінюючи місцями тахеометр і сигнал. Допускається використовувати два тахеометри однієї

марки.

У лабораторних (камеральних) умовах взаємозворотні напрямки створюють двома

коліматорами, які наведені один в один. Випробуваний тахеометр розташовують між ними.

Допускається одночасно повіряти два тахеометри однієї марки. При цьому позитивні і

негативні кути вимірюють, переставляючи прилади в підставках (трегерах). Візування

роблять «труба в трубу».

Послідовно вимірюють позитивний а і негативний (-а) кути кожного з взаємозворотніх

напрямків шістьма повними прийомами й обчислюють різницю їхніх абсолютних значень d

.

Число вимірюваних кутів повинне бути не менш шести.

Абсолютні значення вимірюваних кутів вибирають по можливості рівномірно в

межах діапазону роботи тахеометра.

Похибку обчислюють за формулою:

qndm 2/2

де d - різниця їхніх абсолютних значень додатного та від’ємного кутів (прямого та

зворотного вимірів); q, n. — відповідно кількість серій, прийомів у серії. Результати вимірів

варто записувати за формою, прийнятої на виробничому об'єднанні при вимірі вертикальних

кутів.

8.4.2. Для визначення похибки m по відхиленнях обмірюваних значень кута від прийнятого

за істине, візирні цілі варто розташовувати по можливості рівномірно в межах діапазону

вимірів вертикальних кутів тахеометра. Таким чином, повинно бути створено шість

напрямків візування з точки встановлення тахеометра, кути нахилу яких необхідно вимірити.

Як візирні цілі в лабораторних умовах можуть бути використані сітки ниток як окремих

коліматорів (автоколіматорів), так і коліматорів, що входять у стенди типу КК1, БЮ161, а в

польових умовах - марки, сигнали, розташовані на відстанях не менш 300 м від тахеометра,

що повіряється.

До і після повірки тахеометра, вертикальні кути необхідно тричі вимірити зразковим

засобом вимірів — теодолітом типу Т2. За результат виміру варто прийняти середнє

арифметичне значення з усіх вимірів.

Тахеометром, що повіряється, необхідно виконати три серії вимірів вертикальних

кутів, по 12 прийомів у кожній серії. Якщо в одному прийомі зорову трубу переводять з

вище розміщеної цілі на нижче лежачу, то в іншому — у зворотному порядку.

Відхилення висоти положення горизонтальної осі тахеометра від горизонтальної осі

теодоліта повинне бути не більш ±3 мм при польових вимірах і ±10мм у лабораторних

умовах.

Значення m знаходять по формулі:

qnkm /2

де -відхилення обмірюваного значення кута від прийнятого за істине; q, п, k. — відповідно

кількість серій, прийомів у серії, обмірюваних кутів.

Результати вимірів варто записувати за формою, прийнятої на виробничому

об'єднанні.

8.5. Далекомірно-висотомірну частину тахеометра рекомендується перевіряти в такий спосіб.

8.5.1. Середню квадратичну похибку виміру похилої відстані чи його горизонтального

прокладання тахеометром необхідно визначати на іспитовому полігоні, що складається із

семи реперів, розташованих на місцевості. Відстані між вихідним репером і іншими повинні

бути від 20 до 180 м, а кути узвишшя реперів щодо вихідного обмежені кутовим діапазоном

роботи пристрою тахеометра.

До і після повірки тахеометра відстані між вихідним Rр1 і іншими реперами полігона,

а також кути їхніх нахилів необхідно тричі визначити зразковими засобами вимірів —

світловіддалеміром и теодолітом типу Т2. Потім варто обчислити горизонтальні проложения

відстаней по відомій формулі. За результат виміру (визначення) прийняти середнє

арифметичне значення з трьох отриманих.

Тахеометром, що повіряється, з вихідного репера Rр1 шістьома прийомами виконати

виміри відстаней до інших реперів полігона.

Значення sm , приведене до 100 м горизонтального проложения, обчислюють по формулі:

nqS

mq

SS

2

100

де oqS SS -відхилення обмірюваного значення відстані (горизонтального

проложения) від прийнятого за істинне; п — кількість прийомів вимірів; q — число

обмірюваних відстаней. Результати вимірів варто записувати за формою, прийнятої на

виробничому об'єднанні.

8.6. Середню квадратичну похибку hm , виміри перевищення тахеометром необхідно

встановлювати на іспитовому полігоні, що складається з чотирьох реперів, розташованих на

місцевості у визначеному порядку.

Відстані між вихідним репером Rр1 і іншими повинні бути від 20 до 180 м, а кути

узвишшя реперів щодо вихідного, повинні обмежуватися одним із кутових діапазонів

вертикальних кутів тахеометра, що відповідає якій-небудь одній кривій номограми

перевищень.

До і після виміру тахеометром перевищення між Rр1 і іншими реперами полігона

необхідно тричі визначити зразковим засобом вимірів. За істиний результат виміру

приймають середнє арифметичне з усіх отриманих значень.

Тахеометром, що перевіряється, з вихідного репера Rр1 варто виконати три серії

вимірів по два прийоми у кожній між Rр1 і іншими реперами полігона з перестановкою

кругу тахеометра між серіями.

Значення hm , приведене до 100 м горизонтального проложения, обчислюють за

формулою:

qnkS

mk

hh

2

100

де h -відхилення обмірюваного значення перевищення від прийнятого за істинне; q, п, k. —

відповідно кількість серії, прийомів до серії, обмірюваних перевищень.

Результати вимірів варто записувати за формою, прийнятої на виробничому об'єднанні.

8.6. Відхилення довжин метрових інтервалів рейок необхідно визначати за допомогою

контрольної лінійки КЛ1 («женевської») у наступному порядку:

1) укласти рейку на спеціальні упори чи нерухому рівну підставу;

2) вимірити температуру контрольної лінійки;

3) накласти контрольну лінійку на шкалу рейки і, переміщаючи її уздовж рейки, вимірити

довжини трьох метрових інтервалів, розташованих рівномірно по всій довжині шкали.

Кожен інтервал варто вимірити двічі. При повторному вимірі контрольну лінійку змістити

на невелику величину щодо початкового штриха інтервалу. Різниці відліків по кінцях

контрольної лінійки на кожнім інтервалі не повинні розрізнятися більш, ніж на 0,1 мм, у

противному випадку лінійку варто змістити, і зробити додатковий третій вимір;

4) повернути контрольну лінійку на 180°;

5) повторити операцію п. 3, переміщаючи контрольну лінійку по рейці у зворотному

напрямку;

6) повторити операцію п. 2. При необхідності увести виправлення в довжину лінійки

відповідно до інструкції з її експлуатації;

7) прийняти за результати виміру інтервалів середні арифметичні значення з чотириразових

вимірів кожного інтервалу;

8) визначити відхилення довжин обмірюваних метрових інтервалів від номінальних значень.

Відхилення не повинні перевищувати припустимі значення, приведені в нормативно-

технічній документації на тахеометричні рейки.

9. Оформлення результатів повірки

9.1. Позитивні результати періодичної повірки тахеометра і рейок чи зведення про

непридатність у випадку негативних даних вимірів повинні бути занесені в їхні паспорти

(формуляри) і завірені у встановленому порядку.

9.2. При незадовільних результатах перевірки тахеометра допускається юстировка і повторна

повірка приладу.

9.3. Забороняється експлуатація тахеометра і рейок при негативних результатах повірки.

9.4. Позитивні результати повірки можна оформляти протоколом (свідченням) періодичної

повірки.