Плотников В.С. Геодезические приборы

Подождите немного. Документ загружается.

наклона линии визирования нивелиров, подвесной системы компенса-

тора вертикального круга теодолита

и т.п.

5.2.

Максимальная угловая скорость подвижной части

со

тах

Ос-

новная динамическая характеристика приборных комплексов

для

траек-

торных измерений, датчиков вал-цифра, автоматических углоизмери-

тельных

регистрирующих систем.

Сущность процесса измерения углов

линий.

Виды измерений, рабочих

мер и

основные соотношения

Из метрологии известно,

что под

измерением понимается процесс,

связанный

со

сравнением измеряемой физической величины

некото-

рым

ее

известным значением, принятым

за

единицу. Средство измерения,

предназначенное

для

воспроизведения физической величины заданного

размера, называют мерой. Различают однозначные меры, воспроиз-

водящие физическую величину одного размера, например концевые

меры длины,

многозначные меры, воспроизводящие

ряд

одноимен-

ных величин различного размера.

В геодезии измеряемые величины имеют самые различные размеры,

поэтому

измерительных средствах применяют многозначные меры.

Как правило, многозначные меры содержат последовательно уменьшаю-

щиеся единицы. Например, рулетка может содержать метры, сантиметры,

миллиметры.

В общем виде уравнение измерения может иметь

вид:

= N

+ N

+ . . . + N

(1.1)

где

—

измеряемая физическая величина, например длина линии

или ве-

личина угла;

, q

, ... , q

последовательно уменьшающиеся еди-

ницы меры;

целые числа, показывающие, сколько

единиц меры, начиная

от

старших, укладывается

измеряемом значении

физической величины;

К -

дробная часть наименьшей единицы меры,

которую можно осуществить отсчетным устройством

пределом разре-

шения

Различают прямые

косвенные, абсолютные

относитель-

ные измерения.

При прямых измерениях искомое значение величины находят

пу-

тем непосредственного измерения этой величины, например измерение

линии мерной лентой, измерение угла теодолитом

и т.п.

При

косвенных измерениях искомое значение величины опреде-

ляют

на

основании известной функциональной зависимости между этой

величиной

величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Напри-

мер,

если считать,

что

скорость распространения света постоянна,

или

знать

необходимой точностью

ее

изменение, длину линии можно опре-

делить, измеряя время

распространения излучения между двумя конца-

ми линии,

т.е. L = v -т, что и

делается

при

светодальномерных

радио-

дальномерных измерениях. Следовательно, мера

этом случае должна

содержать рабочую меру времени, частоты или фазы. Функциональная

зависимость, связывающая время t и значение угла а, т.е. а — cof,

может обеспечить при постоянной скорости со определение угла при пря-

мом измерении времени. Рабочая мера в этом случае должна обеспечить

измерение времени, частоты или количества заполняющих калиброван-

ных импульсов.

В геодезии применяют, как правило, абсолютные измерения, ког-

да измеряется полное зйачение измеряемой величины.

Таким образом, в геодезии могут быть применены как прямые,

так и косвенные измерения.

Вид рабочей меры определяется величиной, подвергающейся пря-

мым измерениям. Меры могут быть пространственными, а также меры

для измерения времени, частот колебаний, разности фаз и т.п.

Количество единиц меры определяется пределом разрешения отсчет-

ного устройства

(Kq

необходимой точностью отсчета и структурой

системы отсчета. Следует заметить, что с точки зрения теории информа-

ции шаг квантования определяется не наименьшей единицей меры q

а пределом разрешения отсчетного устройства, т.е. величиной Kq

где *<1 (СМ. §21).

§ 6. Принципиальные схемы геодезических приборов и их выбор

При проектировании геодезических приборов выбор принципиальной

схемы прибора определяется следующими, заданными в техническом

задании основными требованиями и условиями.

Назначением прибора, условиями и видом измерений и функцио-

нальными задачами прибора в измерительном комплексе.

2. Заданной точностью измерений.

3. Требованиями к взаимному теоретическому положению частей

прибора и допустимыми отклонениями от этого положения в процессе

измерений.

4. Методикой измерений, принципиально необходимой для достиже-

ния заданной точности.

5. Видом регистрации результатов и степенью автоматизации.

6. Габаритами и массой прибора.

В соответствии с этим выбираются основные части и узлы геодези-

ческого прибора или измерительного комплекса:

а) рабочие меры (линейные - рейки, шкалы; угловые - лимбы,

шкалы отсчетных барабанов, ампулы уровней и др.; меры для воспроиз-

ведения и измерения времени, частоты, разности фаз);

б) осевые системы для обеспечения необходимого взаимного поло-

жения частей прибора при проведении измерений (тип монтировки осей,

система вертикальной оси, система горизонтальной оси);

в) установочные приспособления - для приведения осей прибора

в исходное положение;

г) визирные приспособления, системы наведения и системы слеже-

ния за объектом;

д) отсчетные и регистрирующие устройства и их оптические схемы;

е) автономные системы единого времени;

ж) устройства и системы синхронизации и управления работой изме-

рительного комплекса из нескольких постов;

и) системы обработки и передачи измерительной информации.

Рассмотрим для примера принципиальные схемы нескольких геоде-

зических приборов и измерительных комплексов.

Оптические теодолиты с вертикальным кругом. В соответствии с на-

значением в теодолитах должны быть обеспечены измерения: горизон-

тальных углов, вертикальных углов, расстояний (нитяным дальноме-

ром).

Следовательно, принципиальная схема должна составлять соответ-

ствующие структурные цепи. Цепь измерения горизонтальных углов

состоит из частей и элементов: рабочей меры

—

горизонтального лимба;

вертикальной оси и установочных приспособлений; алидады с отсчетны-

ми устройствами и уровнем; зрительной трубы. Цепь измерения верти-

кальных углов состоит: из рабочей меры - вертикального лимба; гори-

зонтальной оси; зрительной трубы; алидады вертикального круга с

уровнем; отсчетного приспособления. Цепь измерения расстояний вклю-

чает: зрительную трубу с нитяным дальномером; дальномерную рейку

с уровнем. Система осей используется по первым двум цепям. Исходя

из общего назначения и сопоставления функционального назначения час-

тей выбрана альт-азимутальная монтировка осей - двухосная монтиров-

ка с перпендикулярными друг к другу вертикальной и горизонтальной

осями (см. § 78). Такая принципиальная схема характерна для любого

теодолита, однако в зависимости от точности и степени автоматизации

операций отдельные цепи и звенья принципиальной схемы претерпевают

соответствующие изменения.

Например, в технических теодолитах типа ТЗО, Т15 система отсчета

односторонняя, что упрощает оптическую схему, в теодолитах типа Т1,

Т2 необходима двухсторонняя система отсчета, что соответственно ус-

ложняет оптическую схему и частную цепочку принципиальной оптиче-

ской схемы и системы отсчета. В зависимости от точности строятся цепи

отсчетных устройств — микроскоп с индексом (теодолит ТЗО), шкало-

вой микроскоп (теодолиты Т5 и Т15), оптический микрометр (теодо-

литы Т1 и Т2).

Однако в соответствии с современными требованиями поля зрения

отсчетных устройств всех теодолитов должны быть совмещенными,

т.е.

отсчитывание по обоим кругам производится по одному микроско-

пу, расположенному рядом со зрительной трубой. Степень автоматизации

отдельных операций приводит к соответствующим модификациям

приборов и изменению частных цепочек принципиальной схемы. Напри-

мер,

в теодолитах для исключения операции установки на нуль уровня

на алидаде вертикального круга предусматриваются компенсаторы,

автоматизирующие этот процесс (теодолиты Т5К, Т15К). Претерпевает

соответствующие изменения и частная цепочка принципиальной схемы -

добавляется вместо уровня более сложное звено соответствующего ком-

пенсатора.

Зависимость принципиальной схемы от методики проведения изме-

рений частично иллюстрировалась тем, что при отсчете по двум сторо-

нам круга исключается ошибка эксцентриситета. Методически исключа-

ются коллимационная ошибка и ошибка неравенства подставок цапф

(см.

гл. 3) измерениями при двух положениях круга, для чего принципи-

альная схема прибора должна обеспечивать перевод трубы через зенит.

Следует отметить, что в приборах, в которых при измерениях такая

методическая возможность отсутствует, например в кинотеодолитах,

так как измерения по подвижному объекту принципиально могут прово-

диться только при одном положении круга, перевод трубы через зенит

в принципиальной схеме необходим для проведения поверок прибора,

выполнения юстировок, определения коллимационной ошибки, непер-

пендикулярности горизонтальной и вертикальной осей, места нуля вер-

тикального круга и др.

Высокоточный астрономический универсальный теодолит отлича-

ется от рассмотренных теодолитов тем, что при значительных верти-

кальных углах и высокой точности необходимо измерять наклон гори-

зонтальной оси и вводить поправки в измеряемые горизонтальные

направления и зенитные расстояния, отсчитываемые по кругам. Для из-

мерения наклона горизонтальной оси появляется новая цепочка в прин-

ципиальной схеме: горизонтальная ось — накладной уровень. Более

точный уровень по сравнению с обычными теодолитами устанавливается

на алидаду вертикального круга. Самостоятельными являются также

цепочка окуляр

—

микрометр и цепочка часы

—

хронометр.

Кодовые теодолиты имеют принципиальную схему более сложную,

так как степень автоматизации у них самая высокая. Однако это услож-

нение относится в основном к отсчетному устройству автоматического

типа, заменяющему обычный лимб с визуальной системой отсчета, и

системам регистрации и обработки информации. Осевые системы, визир-

ные приспособления и другие части не отличаются от обычных теодоли-

тов,

хотя могут содержать электронные уровни и компенсаторы. Цепь

отсчетного устройства содержит меру в виде кодового диска, электрон-

ные блоки считывания и регистрации информации, блоки преобразова-

ния, обработки и передачи информации.

Принципиальная схема нивелира в соответствии с его назначением -

измерением превышений

—

состоит из следующих частей. Рабочими мера-

ми цепи превышений в зависимости от степени автоматизации являются

уровень и рейка или компенсатор наклона визирной оси и рейка. Цепь

содержит ориентирующее устройство, осевую систему и визирную трубу.

Система отсчета этой цепи у технических нивелиров состоит из сетки

нитей зрительной трубы, у высокоточных нивелиров — оптического

микрометра. Кроме того, в нивелирах имеется цепь измерения рассто-

яний, которая содержит ту же визирную трубу с дальномерной сеткой

нитей (нитяный дальномер), ту же рейку. Точность цепи измерения рас-

стояний значительно ниже, чем точность измерения превышений, осо-

бенно по сравнению с нивелирами, отсчет у которых снимается с по-

мощью оптического микрометра.

Примеры построения принципиальных схем геодезических приборов

можно было

бы

продолжить,

но с

методической точки зрения суть воп-

роса достаточно ясна

и из

приведенных примеров.

дальнейшем будут

изложены принципы построения

расчет конкретных приборов

уст-

ройств.

Глава

ВИДЫ ОШИБОК ИЗМЕРЕНИЙ. ПРИНЦИПЫ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Виды ошибок измерений

и их

характеристики

Все ошибки независимо

от

причин

характера

их

возникновения мож-

но подразделить

на две

основные категории: систематические

случай-

ные.

Большинство ошибок изменяет свои значения около нуля

опреде-

ленных небольших пределах.

Они

могут иметь любое случайное значение

в рамках этого предела (нуль, максимальное положительное

или

отри-

цательное), однако установить заранее конкретное значение таких оши-

бок

для

определенного момента работы механизма

или

прибора

не

пред-

ставляется возможным. Такие ошибки называются случайными

(на-

пример, ошибка отсчета

по

шкале, ошибка визирования

т.п.). Свой-

ства случайных ошибок подробно изложены

в [4].

Систематическими ошибками называются такие, которые обя-

зательно возникают

при

данных условиях. Действие этих ошибок носит

вполне определенный систематический характер, определенным услови-

ям соответствует определенное значение систематической ошибки (абсо-

лютная величина

знак). Систематические ошибки подразделяют

на по-

стоянные

переменные. Постоянные систематические ошибки

процес-

се работы прибора сохраняют свою величину

знак (например, ошибка

в длине мерной ленты, ошибка

размере шкалы

т.п.). Переменные

систематические ошибки

процессе работы механизмов прибора изме-

няются

по

определенному закону (например, ошибка из-за влияния

эксцентриситета изменяется

по

периодическому закону).

Ошибки могут быть представлены

абсолютном

относительном

виде. Например, если

при

измерении расстояния

/ = 100 м

дальномером

абсолютная ошибка составила

Д/ =10 см, то

относительная ошибка

AI/1

= 10/100-10

= 1/1000.

Суммарная ошибка измерения

соответствии

ГОСТ

16263-70

состоит

из

трех комплексных составляющих:

методические ошибки

измерения;

инструментальные ошибки средств измерений;

ошиб-

ки считывания результата.

Причинами методических ошибок являются различного рода

допущения, принимаемые

по

отношению

входному сигналу

ориен-

тированию прибора. Составляющими методических ошибок могут быть

теоретические ошибки (допущения), например, допущение, что скорость

распространения света в воздухе постоянна; допущения в функциональ-

ных зависимостях величин при косвенных измерениях; ошибки от влия-

ния температурного градиента, влажности и давления воздуха; ошибки

от влияния видимости; ошибки входных данных, например, ошибка

в расстоянии в топопривязчиках и т.п. Методические ошибки не зависят

от работы прибора и слабо зависят от работы оператора, они возникают

в большинстве случаев в канале прохождения сигнала от объекта до при-

бора. Таким образом, в методические ошибки входят внешние ошиб-

ки (влияние внешних условий), которые часто выделяют в самостоя-

тельную группу. Инструментальная составляющая ошибки измере-

ния возникает вследствие неточностей в процессах преобразования и

передачи сигнала по элементам цепи прибора, неточности индикации

выходного сигнала, что является следствием ошибок функционирова-

ния механических, оптических, электрических и других систем прибора.

Ошибки считывания неизбежно возникают при считывании ре-

зультата измерения оператором непосредственно с отсчетно-регистриру-

ющего устройства. Ошибка считывания может содержать случайную

составляющую, связанную с принципом отсчета (округлением отсчета,

интерполированием дробной доли деления), и в основном систематиче-

скую составляющую, так называемую личную ошибку Ау

, харак-

терную для определенного конкретного наблюдателя и определяемую

экспериментально. В цифровых отсчетных устройствах ошибка считы-

вания определяется принятой мерой дискретизации (шагом квантова-

ния) измеряемой величины, которой является предел разрешения преоб-

разователя.

Таким образом, ошибку измерения можно представить следующей

структурной формулой

где Д>>

изм

- ошибка измерений; Ау

- методическая ошибка; Ау

—

инструментальная ошибка; Ау

сч

~~ ошибка считывания (преобразова-

ния).

Следует отметить, что доминирующую роль обычно играет инстру-

ментальная ошибка. Ошибка считывания сводится, как правило, до

пренебрежимо малых размеров, удается уменьшить и методическую со-

ставляющую. Вместе с тем при расчете комплексной (суммарной) ошиб-

ки,

например системы отсчета (см. гл. 9), целесообразно ошибку считы-

вания наблюдателем включить сразу в число составляющих частичных

инструментальных ошибок, так как суммарная ошибка системы отсче-

та Аус.о определяется как часть ошибки измерения угла, а ошибка от-

счета наблюдателя зависит от параметров отсчетного устройства. Целе-

сообразно выделить отдельно комплексную ошибку ориентирования

Ау

ор

составляющими которой являются ошибка визирования, ошибка

установки по уровню и ошибка центрирования. Следует подчеркнуть

также, что методические ошибки измерений, зависящие прежде всего

от тщательности и метрологической культуры проведения процесса из-

мерений, далеко не идентичны в смысле их влияния на результат изме-

рений, ибо они включают ошибки за внешние условия Ау

ън

(внешние

ошибки), влияние которых трудно оценить количественно и до конца

устранить или уменьшить до желаемого уровня. Кроме того, изменения

внешних условий оказывают влияние на изменение инструментальных

ошибок. Например, изменение температуры вызывает изменение раз-

меров деталей прибора, изменение их сопряжений, а следовательно,

зазоров и натягов; односторонний нагрев вызывает деформации деталей.

Для геодезических приборов это имеет большое значение и должно тща-

тельно анализироваться и учитываться при проектировании. Необходимо

отметить, что в геодезических приборах наиболее заметно по сравнению

с другими оптическими приборами просматривается прямая связь воз-

можности уменьшения инструментальных ошибок соответствующей

методикой измерений (см. гл. 3), причем остаточные методические

ошибки, естественно, должны быть сведены до минимального уровня,

при котором ими можно пренебречь.

Поэтому внешние ошибки применительно к геодезическим прибо-

рам целесообразно выделить в отдельную группу, отделив их от методи-

ческих. В отраслевом стандарте ОСТ

68—2—81

ГУГК ошибки за внеш-

ние условия и личные ошибки выделены отдельно. Тогда структурная

формула ошибки измерения примет вид:

Л,зм =

АЛ,

+ А

Л;.о

+ А

Л)

+ А

Увн

A>V (2.2)

Как будет показано далее (см. гл. 4), при расчете точности состав

ошибок определяется структурной схемой прибора, узла, механизма,

так как причина возникновения ошибок при их суммировании не имеет

решающего значения. Как было отмечено, комплексная ошибка системы

отсчета т

с 0

состоит из ошибки отсчета ш

, зависящей от личной ошиб-

ки наблюдателя, принципа отсчета и параметров отсчетного устройства;

инструментальной ошибки отсчетного устройства, которая также явля-

ется комплексной и содержит ряд частичных ошибок (например,

ошибка теоретическая микрометра, ошибка кинематической цепи, ошиб-

ка деления шкалы микрометра и т.д.).

Во многих случаях разделить ошибки на составляющие в соответ-

ствии с формулой (2.2) затруднительно или невозможно, и их учет и

суммирование проводят в соответствии со структурной схемой прибо-

ра, узла, устройства с учетом методики измерений, направленной на

уменьшение влияния тех или иных ошибок, по правилам, изложенным

в гл. 4.

§ 8. Инструментальная ошибка прибора и го отдельных частей

Безошибочная работа любых механизмов, узлов и блоков приборов воз-

можна лишь теоретически, в идеальных механизмах, устройствах и сис-

темах. В реальных механизмах, устройствах и системах невозможно

избежать различного рода отклонений от идеального случая. Разница

между реальным (действительным) значением рассматриваемого пара-

метра и его идеальным значением составляет ошибку механизма (уст-

ройства) по этому параметру. Ясно, что отдельные механизмы, устрой-

ства, блоки могут содержать механические, оптические, электрические,

электронные и другие части и элементы.

Полная (суммарная) инструментальная ошибка механизма,

сборочной единицы или прибора состоит из многих отдельных, так назы-

ваемых частичных ошибок. Частичные ошибки более высокого ранга

являются комплексными, например, ошибка системы отсчета представ-

ляет собой сумму более мелких частичных ошибок (ошибка отсчета,

ошибка микрометра и др.). В свою очередь ошибка микрометра, напри-

мер,

с плоскопараллельной пластинкой состоит из суммы частичных

ошибок последующего ранга — ошибки нелинейности (теоретическая

ошибка, см. далее), ошибки кинематической цепи, ошибки шкалы от-

счетного барабана и т.п.

Основными составляющими инструментальной ошибки оптиче-

ских приборов являются:

Теоретические ошибки, т.е. ошибки, не зависящие от качества

изготовления прибора:

а) отступления от строгого математического решения задачи прибо-

ром (допущения в формулах, решаемых механизмом), принятые с

целью упрощения конструкции: например, допущение, что смещение

луча плоскопараллельной пластинкой в микрометре линейно зависит

от ее угла наклона;

б) ошибки оптических систем, связанные с теоретическими возмож-

ностями их расчета (например, расчетные значения аберраций);

в) теоретические ошибки функциональных зависимостей (например,

ошибка вычисления длины окружности по формуле / = nD зависит

от точности задания числа

тг

и ошибки измерения диаметра D). Теорети-

ческие ошибки, как правило, являются систематическими.

2. Первичные ошибки механизмов - ошибки размеров, формы и

положения деталей, возникающие при изготовлении и работе механизма.

Первичные ошибки механизмов, оказывающие наибольшее влияние на

их точность, подразделяют на следующие виды:

а) технологические первичные ошибки

—

производственные ошибки

изготовления деталей (ошибки размеров, расположения и формы рабо-

чих поверхностей) и ошибки сборки (смещения, перекосы и т.п.); ха-

рактер проявления этих ошибок случайный;

б) смещения в зазорах кинематических пар. Величина смещения

определяется величиной зазоров, а направление смещения - направлени-

ем действующих усилий; зазоры являются технологическими ошибками

и носят случайный характер;

в) силовые деформации деталей от сил тяжести, внешних (нагрузоч-

ных) сил, сил трения и т.п. По характеру проявления эти ошибки отно-

сятся к систематическим;

г) температурные деформации деталей. Изменение размеров деталей

при изменении температуры по сравнению с исходной (20 °С) приво-

дит к ошибкам, принимаемым в расчет как систематические;

д) влияние сил трения в кинематических парах. Силы трения вызы-

вают деформации, износ, смещение деталей в зазорах;

2 - B.C. Плотников

е) влияние колебаний и вибраций в процессе работы. Причинами

могут быть внешние условия, неуравновешенность вращающихся частей

и деталей, зазоры и трение в кинематических парах, недостаточная жест-

кость несущих элементов, отсутствие или несовершенство амортизирую-

щих устройств и т.п.

Первичные ошибки, возникающие в процессе работы прибора, на-

зывают эксплуатационными. К ним относятся силовые и темпера-

турные деформации, влияние сил трения, износ, влияние колебаний и

вибраций.

§ 9. Принципы проектирования и конструирования приборов

При проектировании измерительных приборов основными задачами

являются: разработка структурной схемы (структурный синтез), раз-

работка схем - оптической, кинематической, электрической и т.п.;

определение и обоснование конструктивных параметров (параметриче-

ский синтез); разработка конструкции прибора на этапах эскизного и

технического проектов, рабочий проект. Стадии и этапы проектирова-

ния оптических приборов подробно изложены в [23]. Основным доку-

ментом при проектировании является техническое задание (ТЗ).

Требования к составлению ТЗ и его содержанию являются общими

для любых оптических приборов (см., например, [23]). Главным требо-

ванием> ТЗ на разработку измерительного прибора является обеспечение

заданной точности, что равнозначно условию минимизации инстру-

ментальной ошибки прибора и ошибок функционирования отдельных

частей и механизмов.

В ТЗ' должны быть заданы лишь основные, определяющие требова-

ния и параметры. Задавать излишние, особенно взаимозависимые, пара-

метры не только не целесообразно, но и вредно, так как это приведет

к невозможности оптимизации параметров и необходимости дополни-

тельных согласований пунктов ТЗ.

При разработке ТЗ необходимо учитывать все известные требова-

ния ГОСТ и других стандартов, относящиеся к проектируемому прибо-

ру. Например, существует общее требование для всех теодолитов -

оптическая схема отсчета должна обеспечить снятие отсчета по обоим

кругам в одном поле зрения окуляра и окуляр отсчетного микроскопа

должен быть размещен рядом с окуляром зрительной трубы. Это требо-

вание является основным для определения оптической схемы и структу-

ры всех устройств системы отсчета. Это требование должно быть поло-

жено в основу при структурном синтезе прибора. Дополнительным

требованием, усложняющим систему отсчета и ее структуру, может быть

требование необходимости отсчета по двум противоположным частям

круга для устранения влияния эксцентриситета. Но эта необходимость

может быть окончательно выявлена при параметрическом синтезе,

когда определены основные параметры всех структурных цепей и звень-

ев,

на основе системного подхода с учетом оптимизации поточ-

ности, габаритным размерам, жесткости, надежности, технологичности.

При этом обязательно учитывается влияние изменения внешних усло-

вий в заданных ГЗ диапазонах (например, диапазон изменения темпера-

туры для теодолитов разной точности, как было указано в § 3, опре-

делен в ГОСТ, а в ТЗ он может быть лишь расширен).

Структурная схема прибора и его отдельных частей определяется

с учетом соображений и условий, изложенных в § 6, и уточняется на ос-

нове структурного синтеза. При структурном синтезе, который про-

изводят также на основе системного подхода, следует использовать

ряд принципов. Принцип комплексности структурных цепей предпо-

лагает использование механических, оптических, оптико-злектронных

и других структурных элементов. Исходная схема определяется, как

правило, на основе опыта (методом аналогии). Принципы усиления

сигнала применяют при необходимости усилить слабый входной сигнал

без существенных помех до уровня восприятия его органами чувств

оператора. Например, разрешающая способность глаза оператора повы-

иается (усиливается) в Г раз в системе прибор - глаз, где Г - видимое

/величение оптической системы. Принцип точной фиксации чувстви-

тельных, визирных и позиционных элементов, например, в теодолите

предусматривает точное наведение зрительной трубы, точное ориентиро-

вание в пространстве осей, лимбов и отсчетных индексов. Принцип

кратчайшей структурной цепи соблюдают для уменьшения влия-

ния технологических и эксплуатационных ошибок.

Кинематический принцип конструирования позволяет избе-

жать деформаций деталей и частей прибора при их сопряжениях. Число

опор должно быть достаточным для статической определенности детали

или механизма с учетом действия сил тяжести. Лишних опор не должно

быть, ибо они приводят только к нежелательным деформациям. Так,

плоскость определяется тремя точками, поэтому, например, подъемных

винтов должно быть три, а не четыре, как в некоторых зарубежных при-

борах, например американских; линия любой длины определяется дву-

мя точками, поэтому промежуточная жесткая опора (кроме двух),

например, винта приведет к его деформации; положение горизонтальной

оси в лагерах определяется пятью точками - по две на каждую цапфу

для фиксации оси в вертикальном направлении и одна - для фиксации

в направлении вдоль оси. При весьма малых допусках на детали систе-

мы вертикальной оси, например цилиндрической, и малых зазорах при

соблюдении кинематического принципа конструирования предусматри-

вают "освобождения", т.е. касания осевой пары по двум узким пояс-

кам вверху и внизу, а не по всей длине оси, так как ошибки изготовле-

ния привели бы к возникновению лишних точек опоры (кроме двух),

возможной деформации оси, неравномерности вращения и даже закли-

ниванию, причем чем длиннее ось, тем точнее она должна быть изготов-

лена.

Следует учитывать, что опоры в точках при значительной массе при-

бора или специально предусмотренной замыкающей силе приводят

к большим удельным давлениям, поэтому практически опоры в точках

заменяются опорами по площадкам и линиям, хотя и небольшого раз-

мера.