Способ определения отстояния точки от референтной плоскости и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01C15/06 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к геодезии, и может быть использовано для сборки и контроля поверхностей, работающих при отсутствии силы тяжести,, а также в строительстве при сборке и контроле произвольно ориентированных плоскостей.

Целью изобретения является повы- шенце точности измерений.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа; на фиг. 2 - схема устройства; на фиг. 3 - измерительная линейка, продольный разрез.

Точка поверхности обозначена А, а точки пересечения направлений измерения расстояний с референтной плоскостью 1 - соответственно через А,, А А

Плоскости ,

и .

2 Э

взаимно

J . J4J1W1«I U 1 П По Ха

перпендикулярны и пересекаются по линии . Плоские углы АгА(А9 и А3А,,А4 равны ft, . Точки Ag-и Ag являются основаниями перпендикуляров, опущенных из АЛ на продолжения прямых АеАэ и .. Точка 0 является ортогональной проекцией точки Af на плоскость 1, Для вывода формулы вычисления длины перпендикуляра АдО обозначают измеренные длины по направлениям , 1( ), А(А + как в,а,с и вычисляют рас- стояния А и А$А4 по формуле косинусов. Далее, пользуясь вычисленными расстояниями, вычисляют по формуле ко-° 4

jin &±§in -2sj.n sjj 1cosj

sin

7

(3)

На фиг. 2 представлена схема устройства, где показаны пята 1, фиксирующая положение точки, относительно которой выполняют измерения, измерительная линейка 2 со шкалой, дополнительные линейки 3, передвижные части 4 линеек со шкалами, пяты 5 на передвижной части линеек, закрепительные винты 6;кроме того, РО - положение референтной плоскости при задании ее

синусов значение Ъд4д,д , лежащего и оптическими способами, Рм - положение

плоскости 1

референтной плоскости при задании ее механическими способами. Вместо шкал в устройстве могут быть использованы приспособления для измерения перемещений: индикаторы часового типа, микрометры, муаровые датчики и т.п.

cos

У

AlIAtil±lAiIA tllA4 A.f.(1

ПА А ТЦ-АаГ

Таким образом, в, четырехугольнике AjAjA-jAs известны значения всех внут ренних углов 1д6д,«f ,

1 90°; LM,A(. 180e-f.

Для нахождения длины стороны необходимо вычислить 1-Д,Д,А6 Рассматривая треугольник , в котором LAiAjA 90Л, a .A,3 jf, получают формулу вычисления угла

|для случая, когда

t8(f,- ctgfi,-

tglft- ctgfV ---f--.

(2)

Аналогичная формула для случая, когда а с.используется и для вычисления Ьд д А , только в ней вместо (J{ следует читать Cf4, вместо b - с а вместо ft, - Й2.

Для случая когда а Ь; с, в фор муле величины а и Ь, а также а и с следует поменять местами. Для случая, когда а Ь; с, значениеt b/c.

Расстояния А.-А6 и находят по формулам

А3-А6 asin((; Aj-Aj asin

Квадрат длины диагонали четырехугольника находят по формуле

Iа

(0-АЭ)

,,+sinltfi - 2sinC{,sinj|icosjf) ,

sin $

пользуясь которой из прямоугольного треугольника А,ОАЭ находят и отстояние точки А, от плоскости 1 по формуле

jin &±§in -2sj.n sjj 1cosj

sin

7

(3)

На фиг. 2 представлена схема устройства, где показаны пята 1, фиксирующая положение точки, относительно которой выполняют измерения, измерительная линейка 2 со шкалой, дополнительные линейки 3, передвижные части 4 линеек со шкалами, пяты 5 на передвижной части линеек, закрепительные винты 6;кроме того, РО - положение референтной плоскости при задании ее

оптическими способами, Рм - положение

референтной плоскости при задании ее механическими способами. Вместо шкал в устройстве могут быть использованы приспособления для измерения перемещений: индикаторы часового типа, микрометры, муаровые датчики и т.п.

Определение отстояния от точки до референтной плоскости выполняется следующим образом: совмещают пяту с точ- кой, в местах пересечения плоскости Р Оерут отсчеты 10,1 и LJ по каждой линейке, находят значения а, Формулам

Ь, с по

а

Ь

о, +

1ог +

V

г

с 10 + (Хз ,

находят величину отстояния точки от плоскости по формулам (1) - (3).

В случае задания референтной плоскости механическим путем совмещают пяту 1 с точкой, открепляют винты 6 и перемещают передвижные части 4 линеек до контакта пят 5 с плоскостью Рм, берут отсчеты (У{ и по каждой линейке, находят значения а, Ь, с. по формулам

а

Ь

IMC дч 1

+ У| ;

+ tft J

мэ +

искомую величину находят по формулам (1) - (3).

Формула изобретения

1. Способ определения отстояния точки от референтной плоскости, при котором задают три направления, причем два из них задают из определяемой точки, измеряют по заданным направлениям три расстояния, при т том два

51

расстояния измеряют до референтной плоскости, и обрабатывают результаты измерений, отличаю щи й- с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют углы между третьим направлением и первыми двумя направлениями при определяемой точке, при этом плоскости, в которых лежат первое и третье направления, второе и третье направления располагают ортогонально, а третье расстояние измеряют до референтной плоскости.

2. Устройство для измерения отсто1 яния точки от референтной плоскости,

332836

содержащее измерительную линейку со шкалой и пятой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, к пяте жестко прикреплены две дополнительные линейки со шкалами, оси которых и ось измерительной линейки пересекаются в точке начала отсчетов всех шкал, оси дополнительных линеек расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, прохо- дящих соответственно через ось дополнительной линейки и ось измерительной линейки, причем все линейки вы- jr похшены раздвижными.

10

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к геодезии, и может быть использовано при сборке оборудования и контроле сопрягаемых поверхностей. Целью изобретения является расширение области применения за счет возможности выполнения измерений при отсутствии силы тяжести, при произвольном ориентировании, референтной плоскости, а также повышение точности измерений и производительности труда. При осуществлении способа формируют в определяемой точке два луча, расходящихся под постоянными углами, ориентированные таким образом, что каждый луч и направление измерений расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Все направления жестко фиксируются в пучке и по каждому лучу изменяют масштаб измерения пропорционально секансу угла. Устройство состоит из линейки с пятой К пяте жестко прикреплены измерительные линейки со шкалами, оси которых пересекаются в одной точке, совпадающей с началом отсчета, причем все линейки раздвижные с дополнительными шкалами,выполненными с возможностью перемещения относительно начала отсчета, на концах шкал имеются пяты, фиксирующие положение начала отсчета относительно референтной плоскости. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. с е (Л О5 СО со 00 со

JSt

Фиг.1

Фиг.2