Файл: Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 129
Скачиваний: 0
имеет взрывобезопасной защиты и поэтому применим для работ в подземных условиях только в хорошо вентилируемых шахтах и тоннелях, не опасных по взрыву газа и пыли.
Устройство гиротеодолита. Гиротеодолит включает три основ ных узла (см. рис. ШЛО): угломерную часть 5, гироблок 3, блок питания 20 и источник тока 13.
Угломерная часть служит для измерения горизонтальных направлений на точки реверсии и ОРП. Эта часть несъемная, выполнена на основе серийного венгерского теодолита ТИ-Б1 и отличается от него наличием вмонтированной автоколимационной системы 8, дополнительного окуляра 6 отсчетного микроскопа
Рис. III.12. Вид шкалы автоколлиматора (а). На рис. б показан от счет равный —10,0.
оптического микрометра, увеличенными размерами горизонталь ного круга и измененной системой вертикальной оси. Дополни тельный окуляр облегчает взятие отсчетов; он полностью дубли рует поле зрения основного окуляра микроскоп-микрометра. Вертикальная осевая система выполнена с широко разнесенной опорой на шариках. Алидадная часть имеет бесконечный двух ступенчатый наводящий винт 4 для непрерывного слежения за прецессирующим ЧЭ. Посадка угломерной части и всего гиротео долита на штатив производится на три точки сферы 9; наличие «красной точки» на подставке и алидаде обеспечивает однообраз ность посадки.
Гироблок (рис. III.11) служит для возбуждения вынужденных колебаний ЧЭ и состоит из цилиндрического корпуса 14, в котором расположен подвешенный на торсионе 12 гиромотор 16, представ ляющий собою асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором типа «беличьего колеса». От. электриче ских двигателей обычного назначения гиромоторы отличаются повышенным числом оборотов ротора. Трехфазная система пита
но
ния двигателя обеспечивает более плавное его вращение. Гиромоторы выполняются по обращенной схеме, т. е. статор распола гается внутри массивного ротора, что позволяет получить возмож но больший момент инерции.
Особенностью гиромоторов является также то, что в устано вившемся режиме у них отсутствует полезная нагрузка, и гиромотор работает как бы на холостом ходу. Момент на валу двига теля расходуется лишь на преодоление трения в подшипниках и сопротивление воздуха. С осью гиромотора посредством его кор пуса 17 и штанги 13, жестко связано зеркало 4, которое повора чивается вместе с прецессирующим ЧЭ. Для наблюдения за по ложением зеркала 4 служит автоколлиматор (см. рис. ШЛО поз. 8 и рис. III.11 поз. 5). Визирная ось автоколлиматора перпен дикулярна плоскости зеркала 4 (см. рис. Ш.11), если централь
ные штрихи шкалы автоколлиматора совмещены |
(рис. Ш.12,а), |
|||||
что |
достигается |
действием наводящего |
винта алидады 10 |
|||
(см. рис. III.11). Для наблюдения свободных колебаний ЧЭ ис |
||||||
пользуется шкала автоколиматора, |
отсчеты |
по которой |
берутся |
|||
по |
отсчетному |
индексу нижней |
или верхней |
части |
шкалы |
(рис. III.12,6).
На время транспортировки и установки прибора во избежание
обрыва торсиона гиромотор |
с помощью арретиров |
19 и 22 |
(см. рис. Ш.11) заклинивается |
в коническом вырезе 30 |
упорного |
кольца 29. Для исключения гистерезиса .торсион постоянно нагру жен: при свободно висящем гиромоторе — весом двигателя; при 'арретированном гиромоторе — давлением пружин 8. Электропи тание гиромотора в арретированном состоянии производится че рез сегментные контакты арретира 26, допускающие ток до не скольких ампер, что необходимо для пуска двигателя. В дезарретированном состоянии гиромотор питается через безмоментные токопроводящие. пружинки 6 и торсион 12, допускающие ток до 0,3 А. Пермалоевый экран 27 защищает гиромотор от действия внешних магнитных и электростатических полей. Гироблок кре пится к угломерной части посредством винтов и на время транс портировки гиротеодолита не отделяется.
Блок питания (рис. III.13) служит для преобразования пер вичного напряжения (12,6 В) во вторичные, необходимые для пи тания всех энергетических узлов гиротеодолита. Блок питания включает: полупроводниковый преобразователь постоянного тока в переменный, измерительные приборы, распределительные уст ройства, средства сигнализации работы цепей, терморегулятор, ав томат временной задержки при торможении гиромотора и токоподводящие кабели. С помощью преобразователя постоянный ток аккумулятора преобразовывается в переменный трехфазный ток синусоидальной формы, питающий обмотки статора гиромотора.
Гиротеодолит обладает сравнительно высокой точностью оп ределения азимута, несмотря на малый кинетический момент гиромотора (L=4000 г-см-с), что достигается высокой стабили-
111
|
|
Эмитерный |
|
|
|
|
повторитель |
Г Ш . |
|
|
|
Делитель |
Регулиро |
|
|
|
частоты |
вочный |
|
|
|
|
1:5 |
усилитель |
|
|
Формирователь |
f ШЕ,Вгц |
|
л |
|
|
||
А А |
синхронизирую |
|
||
|
|
щих импульсов |
|
|
|
|
IL |
' |
|
|
|
Делитель |
|
|
|
|
|
частоты |
|
/ |
|
|
. 1--ч- |
|
|
|
|
|
|
А |
А |
Формирователь |
|
|
|
|
синхронизирую |
|
|
|
|
щих импульсов |
|
|
|
tat |
Кварцевый |
Регулятор |
|
|
генератор |
|||
|
|
f |
8333гц |
напряжение |
|
|
|
||
|
Преобразователь |
напряжения |
Регулировка
нуля
авухфазный I выпрямитель]
-1 г
t t
Усилители мощности]
1 кгУигГ")
ЩазораеV I 1 г щепитет rV -
72f
Трехфазный
выпрямитель
***
Регупирадка
напряжения
Контроль-^
ч У * г 9* ко**0 " erf'
Гиромотор
-сгь
Мотор |
ОсВещеТормоз |
Арретир |
||
Вкл |
Выкл |
ние |
=• |
|
1 |
BUKIL+JM—0 |
°* |
|
|
Ста5ипизатор\ |
|
|
|
Система |
напряжения |
|
|
|
торможения и авто |
; 0 |
|
|
|
матического выклю |
|
|
|
чения тормозного |
|
|
|
|
|
тока |
Рис. III.13. Принципиальная схема |
блока-питания |
|
(
зацией напряжения (±0,3%) и частоты (1-10- 4 ) переменного тока. Высокая стабильность частоты обеспечивается применени ем кварцевого генератора и частичным термостатированием всего блока питания.
Кварцевый генератор собран на кварцевом резонаторе, рабо тающем на изгиб на частоте 8333,3 Гц. Поскольку в гиротеодолите применен асинхронный двигатель, для питания которого нужна частота напряжения 416,6 Гц, то напряжение кварцевого генера тора в дальнейшем два раза делится: на 4 и на 5 в результате чего получается необходимая частота. Делители частоты пред ставляют собой мультивибраторы (спусковые схемы), «опроки дывающиеся» под воздействием синхронизирующих импульсов: первый делитель — от каждого четвертого и второй — от каждого пятого импульсов. На выходе делителей включен эмиттерный повторитель, играющий роль буферного каскада, с которого по ступают прямоугольные импульсы с частотой 416,6 Гц.
Регулировочный усилитель является резонансным усилителем, настроенным на частоту 416 Гц; в нем восстанавливается перво начальная синусоидальная форма напряжения. Коэффициент усиления меняется в зависимости от амплитуды сигнала, посту пающего от эмитерного повторителя. Таким образом в фазорасщепитель поступают все время синусоидальные колебания посто янной амплитуды.
В фазорасщепителе однофазное напряжение преобразовывает ся в трехфазное. Фазосдвигающими элементами являются RC- цепрчки, с помощью которых осуществляется сдвиг на 120°. Уси лители мощности (предварительный и окончательный) обеспечивают усиление мощности трехфазного тока до его значе ния, необходимого для питания гнромотора.
Трехфазный выпрямитель предназначен для получения по стоянного напряжения, пропорционального по величине амплиту де выходного напряжения усилителя мощности. Это напряжение, снимаемое с каждой фазы, поступает далее в регулятор напря жения, а затем регулировочный усилитель, автоматически изме няя его коэффициент усиления и поддерживая таким образом выходное напряжение на заданном уровне. Среднее значение на пряжения можно менять в небольших пределах с помощью по тенциометра «регулировка напряжения» (см. рис. ШЛО поз. 18).
Двухфазный выпрямитель используется для контроля выход ного напряжения преобразователя. Ручка его потенциометра вы ведена на переднюю панель блока питания и обозначена «регу лировка нуля» (см. рис. ШЛО поз.17).
Стабилизатор напряжения служит для создания высокоста бильного напряжения, необходимого для кварцевого генератора, регулятора напряжения, схемы контроля и др. Регулятор напря жения поддерживает заданную величину выходного напряжения усилителей мощности.
Термостат поддерживает внутри блока питания температуру
113.
в пределах + 20-=-Ч-25° при перепадах наружной температуры воздуха от —30 до +40°. В качестве чувствительного элемента используется термосопротивление. При охлаждении блока пита ния автоматически включается подогрев. При перегреве — обдув нагретых элементов воздухом.
Система торможения и автоматического выключения тормоз ного тока обеспечивают остановку гиромотора за 1,5—2 мин. Ес ли остановку выполнять только отключением питания гиромотора, то последний по инерции вращался бы еще около часа, что об условлено высоким качеством подшипников. Для торможения (после отключения питания гиромотора) нажатием кнопки «тормоз» (см. рис. ШЛО, поз.21) через обмотки статора пропу скается постоянный ток, создающий в гиромоторе постоянное магнитное поле. При вращении в постоянном магнитном поле в роторе индуцируется ток, поле которого направлено против магнитного поля тормозного тока. В результате взаимодействия двух магнитных полей в гиромоторе возникает тормозной ток, под действием которого мотор быстро останавливается. Для автомати ческого отключения тормозного тока применена специальная схема выключения, действие которой контролируется выключе нием сигнальной лампы «тормоз».
В блоке питания предусмотрено два контрольных |
прибора |
G, и G2 (см. рис. ШЛО поз. 19 и 22 соответственно), с |
помощью |
которых можно измерять напряжение питания, потребляемый ток, контролировать постоянство температуры и напряжения в фаз ных линиях.
Поверки гиротеодолита. Поверки включают поверки угло мерной части, -гироблока и вспомогательных приспособлений. Поверки угломерной части выполняются так же, как и поверки обычного оптического теодолита. Поверки гироблока включают: технический осмотр гиротеодолита; исправность механизмов бло кировки и арретирования; положение и стабильность нульпункта шкалы (выполняется в процессе наблюдения гироазимута); а так же контроль значения постоянной поправки (производится 2— 3 раза в год).
Методика ориентирования направлений. Определение гироско пического азимута производится, как правило, для основного направления на ОРП в прямом и обратном направлениях; для дополнительного направления — измерением горизонтального уг ла от основного направления. Двукратное определение азимута имеет целью контроль и повышение точности ориентирования. При ориентировании коротких направлений обращают внимание на тщательность определения центрировок и редукций. Это осо бенно относится к работе в подземных условиях, где ориентируе мые направления составляют нередко несколько десятков метров и ошибка в центрировке и редукции на несколько миллиметров дает погрешность в азимуте, соизмеримую с точностью самих оп ределений гиротеодолитом.
114
Наблюдения, выполненные в объеме, необходимом для вы числения гироазимута, называются пуском и производятся за •один запуск гиромотора. В каждом пуске наблюдается четыре точки реверсии и направления на два (основной и дополнитель ный) ОРП. Измерение направления на дополнительный ОРП производится двумя приемами. Определение азимута включает выполнение следующих действий:
1)установку штатива;
2)установку трегера с помощью установочного приспособле ния, нивелирование и центрирование трегера;
3)определение магнитного склонения для пункта наблюдений (по карте) и определение магнитного азимута красной точки
трегера;
4)установку гиротеодолита на трегер;
5)подключение блока питания к аккумулятору;
6)измерение температуры воздуха и определение режима подогрева блока питания;
7)включение блока питания напрогрев и подключение гиро теодолита к блоку питания;
8)дезарретирование и наблюдение точек реверсии свободных колебаний ЧЭ (определение нульпункта шкалы); .
9)измерение направления на ОРП по горизонтальному кругу;
10). приближенное ориентирование оси вращения гироскопа в плоскости меридиана;
11)разгон гиромотора;
12)дезарретирование и алидадное слежение за прецессией ЧЭ; наблюдение точек реверсии, вынужденных колебаний;
13)арретирование и торможение гиромотора;
14)измерение направления на ОРП;
15)дезарретирование и наблюдение свободных колебаний ЧЭ {определение нульпункта шкалы);
16)выключение блока питания.
На пункте наблюдений размечают места для постановки но жек штатива. Если грунт недостаточно плотный, то под ножки забивают металлические костыли.
Следует иметь в виду, что жесткость основания является од ним из факторов, способствующих получению точных результа тов наблюдений.
Прикрепляют трегер к штативу и с помощью установочного приспособления центрируют и нивелируют трегер над точкой наблюдений. Совмещают подвижную точку буссоли с неподвиж ной и снимают отсчет Ам магнитного азимута с точностью до 1°. Определяют по карте магнитное склонение, координаты х, у и ср. Все эти данные записывают в журнал наблюдений.
Снимают установочное приспособление и на сферические под пятники трегера устанавливают гиротеодолит так, чтобы красная точка на выступе основания угломерной части совпала с красной точкой трегера. Нивелируют гиротеодолит.
115
I