Тема 1 Сутність і зміст метрології

Барометричне нівелювання ґрунтується на відомому положенні про те, що із зміною висот точок земної поверхні змінюється атмосферний тиск. Вимірюючи в один і той же час за допомогою барометра-анероїда атмосферний тиск, за різницею його в різних точках визначають перевищення, а потім і висоти точок. При цьому застосовують спеціальні таблиці.

Гідростатичне нівелювання ґрунтується на властивостях рідини займати у сполучених посудинах однакову висоту.

Радіонівелювання пов'язане з відбиттям радіопроменя від поверхні, відстань до якої треба визначити. Знаючи швидкість і час проходження радіопроменів, обчислюють відстань до даної поверхні (або точки). За допомогою цього методу

вколишньому СРСР у 1961 р. вперше було визначено відстань від Землі до Венери.

Різновидністю радіонівелювання є аерорадіонівелювання, що виконується за допомогою радіовисотомірів, які встановлюються на літаках.

Механічне нівелювання виконують за допомогою нівелірівавтоматів, які монтують на велосипеді або автомашині. Спеціальний прилад самописець одночасно з рухом велосипеда чи автомашини виписує на паперовій стрічці профіль пройденого шляху.

Фотограмметричне або стереофотограмметричне нівелювання

виконується за допомогою спеціальних приладів на стереоскопічних парах аерофотознімків.

Зусіх названих вище видів нівелювання найбільш точним і найбільш розповсюдженим є геометричне нівелювання: при цьому виді нівелювання перевищення визначається з точністю до міліметрів. Інші види дають змогу визначити перевищення з точністю до сантиметрів (тригонометричне нівелювання), а відстані - з точністю до метрів і десятків метрів.

Гравіметрія (від лат. gravis – важкий і ...метрія – міряти), розділ науки про вимір величин, що характеризують гравітаційне поле Землі і про використання їх для визначення фігури Землі, вивчення її загальної внутрішньої будови, геологічної будови її верхніх частин, вирішення деяких завдань навігації і ін.

Зурахуванням різновидів геодезичних вимірів сформовані технологічні процеси топографо-геодезичних робіт: тріангуляція, трилатерація, полігонометрія, базисні виміри, астрономічні визначення, гравіметричні роботи, топографічні зйомки тощо.

За точністю геодезичні вимірювання різняться в досить широкому діапазоні: від 1-3 · 10-3 до 0,5-2 · 10-6. В технологічних процесах топографогеодезичного виробництва точність вимірювань визначається класом виконуваних робіт (наприклад, нівелювання I, II, III і IV класів, полігонометрія 1 і 2 розрядів).

За фізичною природою носіїв інформації вирізняють візуальні та невизуальні виміри. При візуальних геодезичних вимірах передача інформації

всистему «прилад - ціль» здійснюється з участю спостерігача (оператора). Невизуальні геодезичні виміри в основному повністю або частково виключають участь спостерігача. При організації таких вимірювань використовуються засоби радіоелектроніки, телемеханіки, фотоелектроніки, мікропроцесорної техніки, квантової механіки. Автоматизовані геодезичні

вимірювання базуються на використанні засобів керування технічними

системами, що передбачають реєстрацію вимірювальної та допоміжної інформації на спеціальні носії з подальшою обробкою їх на ЕОМ.

З точки зору взаємозв'язку результатів вимірювань можна виділити незалежні, залежні та корельовані виміри. Кваліфікація результатів вимірів по якомусь виду з названих визначає наступний метод їх обробки, а в деяких випадках - вимоги технічного проекту (або програми вимірів).

Зазначимо також специфіку використання геодезичних приладів, які регламентують діючи нормативно-технічні документи. В геодезії безконтрольні виміри не допускаються всі ці особливості геодезичні. Прилади надають широкі можливості їх метрологічного обслуговування при цьому перевірку можна проводити різними відомими методами.

1.Порівняння з еталонними при проведенні прямих або посередніх вимірів фізичних величини.

2.Комбінування ЗВТ, Порівняння ЗВТ З точки зору періодичності метрологічного

обслуговування варто виділити декілька рівнів перевірок в експлуатації. 1.рівень.Міжсезонна перевірка - вона проводиться в профілактичних цілях

в міжсезонним період.

2.рівень. Біжуча періодична перевірка - проводиться перед виїздом на польові роботи її результати передаються додаються документально до матері польових робіт і здаються в відділ технічного контролю.

3.рівень. Позачергова перевірка - проводиться тривалого транспортування або в інших не властивих експлуатаційних навантаженнях.

4.рівень. Часткова технологічна перевірка - контроль збереження основних геометричних умов, що проводиться на кожному об’єкті спостережень, а також щоденно перед початком спостережень.

Періодичність перевірки геодезичних приладів встановлюють діючими інструкціями по проведенню топографо-геодезичних робіт.

Вимірювальні прилади на підприємствах повіряють орган відомчої метрологічної служби у відповідності до повір очних схем, стандартів, методик або інструкцій на методи і засоби повірок. Періодична перевірка 3ВТ повинна проводитись згідно календарного графіку складеного на підприємстві. На кожний прилад, що пройшов періодичну перевірку видається документ(паспорт або атестат) В паспорті відображаються дані про стан приладу в експлуатації, результати перевірок і ремонту.

Атестат-це разовий документ, що містить технічні дані за результатами перевірки приладу.

Метрологічні характеристики засобів вимірювань.

Залежно від призначення, будови, принципу дії, засоби вимірювальної техніки мають різні характеристики, які визначаються точністю, правильністю, чутливістю, відтворенням, збіжністю, швидкодією та надійністю роботи.

Результати вимірюваної величини визначаються за шкалою приладу, діапазон показів якого обмежений початковим і кінцевим значенням.

Діапазон вимірювань – інтервал вимірюваної величини, у межах якого пронормовані похибки засобу вимірювання.

Точністю засобу вимірювання називається характеристика засобу вимірювань, яка визначається за близькістю його показів до істинного значення

= ∆∆ ;

вимірюваної величини або ж близькістю до нуля всіх його похибок (випадкових, систематичних методичних та інших).

Правильністю засобу вимірювань називається характеристика, яка показує близькість до нуля його систематичних похибок.

Важливою характеристикою засобу вимірювання є його чутливість, що розраховується з відношення зміни вихідної величини засобу вимірювання до

зміни вхідної величини, яка спричинила цю зміну:

= ∆∆ ,

де l і – зміни відповідно лінійної чи кутової вихідної величин засобу вимірювання у мм, поділках, градусах повороту;

A– зміна вхідної вимірюваної величини у відповідних одиницях.

Поріг чутливості – найменше значення вимірюваної величини, яке може бути виявлене засобом вимірювання, тобто на виході засобу вимірювання відбудеться зміна вихідної величини хоча б на 0,5 поділки.

Поряд з приведеними характеристиками важливе значення мають характеристики якості засобів вимірювань, які вказують на близькість результатів вимірювань, виконаних як в однакових, так і в різних умовах експерименту.

Збіжність засобу вимірювань – характеристика якості, яка відображає близькість результатів вимірювань однієї і тієї самої величини у однакових умовах.

Відтворюваність засобу вимірювань – характеристика якості, яка відображає близькість результатів вимірювань однієї і тієї самої величини, виконаних у різних умовах, різних місцях, різними методами і засобами вимірювань.

Стабільність засобу вимірювань – характеристика якості засобу вимірювань, яка вказує на незмінність у часі його метрологічних властивостей.

Швидкодія засобу вимірювань характеризується часом реагування засобу вимірювання на зміну вхідної вимірюваної величини. Для автоматичних приладів швидкодія – час переміщення каретки з одного кінця в другий кінець шкали приладу.

Метрологічна надійність засобу вимірювання характеризується збереженням безвідмовної роботи протягом заданого достатнього часу. Надійність характеризується такими показниками: часом безвідмовної роботи, терміном роботи, неробкою на відмову та ін. Інколи надійність роботи засобу вимірювання характеризують за його працездатністю або можливістю виконувати свої функції відповідно до технічних вимог.

Слід зауважити, що на характеристики засобів вимірювальної техніки негативно впливають зовнішні умови (температура, тиск, вологість, вібрація, магнітні поля та ін.), тому умови експлуатації засобів вимірювальної техніки повинні відповідати умовам їх градуювання, вказаним у технічних паспортах.

Метрологічна відмова – вихід метрологічної характеристики (похибки) за встановлені межі в ТЗ (технічному завданні), ТУ (технічних умовах) при випробуваннях приладу (державних, відомчих та ін.). Якщо при випробуваннях приладу встановлено метрологічну відмову, то це означає, що прилад не пройшов випробувань.