УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИИ Советский патент 1971 года по МПК G01B3/04 

Изобретение относится к устройствам для линейных измерений, в частности « устройствам для измерения расстояний при геодезических работах.

Из1вестны устройства для измеренля ра-сстояний, в которых мерный элемент составляется из проволок с различными .коэффициентами линейного расширения, причем во многих случаях коэффициенты подбирают близкими по абсолютной величине, но лротивололожными по зна1ку. Однако в этих устройствах не исключено влияние градиента температуры вдоль измеряемой линии.

В предложенном устройстве для .измерения расстояний проволоки с различными по знаку коэффициентами линейного расширения расположены параллельно, а их концы закреплены в коромыслах, шарнирно соединенных с растягивающими приспособлениями в точках, делящих промел уток между закрепленными концами проволок на части, прапорциональные абсолютным значениям коэффициентов линейных расширений.

На фиг. 1 .показано предложенное устройство, вид сбоку .и в плане; на фиг. 2 - схема, поясняющая приндии действия устройства.

ленные в коромыслах 5 и 4, центр тяжести которых смещен «низу. В коромыслах установлены подшипники 5 и , в которых смонтированы оси тяг 7 и 5, соединенных с проволоками 5 и 10, перекинутыми через блоки 11 л 12, закрепленные на кронштейнах 13 и 14. На лроволоках 9 vi 10 укреплены шкалы 15 и 16 и грузы /7 и 18.

Перед началом работы устройство устанавливают в рабочее положение. Для этого на блоки 11 и 12 накидывают проволоки 9 и 10. По команде к концам проволок прикрепляются грузы 17 & 18.

Для обеспечения необходимой точности измерений проводят юстировку устройства. При юстировке необходимо добиться, чтобы плоскость, проходящая через инварные проволоки и 2, была отвесной. ЮстироВКу выполняют с помощью, например, инвелира, теодолита, отвеса .и т. п. Мерный элемент необходимо периодически компарировать на оптико-механическом компараторе.

При изменении температуры параллелограмм, составленный из проволок и 2 и коромысел 3 и 4, меняет форму за счет сокращения одной проволоки и удлинения другой, однако расстояние между осями подшипников 5 и 5 и, следовательно, между шкалами 15 и 16 остается неизменным.

(см. фи-г. 2) рассчитать плечи а я в, являющиеся функцией коэффициентов линейного расширения инварных проволо-к. Расчетпроводится при условии постоянства длины мерного устройства (расстояние между ш-калами 15 и J6). Допустим, что в вертикальной плоскости вдоль мерного элемента имеется градиент температуры ДГ. Этот градиент (по условию) одинаков как для верхней, так и для нижней проволоки. Допустим также (для упрощения расчетов), что градиент температуры может быть выражен уравнением лрямой линии. Обозначив длины проволок через SB и SH, найдем приращения длины проволок:

АГ.ДГ

- ;Л5н ан5а - ,

где ав - коэффициент линейного ра-сщирения верхней проволоки; аа - коэффициент линейного расширения нижней проволоки.

.,.. Д5в Дхн а Д«1 CB-SB &Ф -- -, откуда- г- .

ав в Д$н anS-Sii

Так как SB 5„ , то

а в

О.В

(I) «а

Если, например, ав ан. то а в. Формула (1) позволяет для каждого конкретного случая по известным из компарирования значениям ав и Он вычислять отрезки айв. Формула (1) дает .правильные результаты при любом законе, выражающем градиент температуры, поскольку температура не входит в нее в качестве аргумента.

Пред:мет изобретения

Устройство для измерения расстояний, содержащее мерный элемент, составленный из проволок с различными коэффициентами линейного расширения, к концам которого прикреплены растягивающие приспособления, отличающееся тем, что, с целью уменьщения влияния градиента температуры вдоль измеряемого расстояния, проволоки с различными по знаку коэффициентами линейного расщирения расположены параллельно, а их концы закреплены в коромыслах, шарнирно соединенных с растягивающими приспособлениями iS точках, делящих промежуток между закрепленными концами -проволок на части, пропорциональные абсолютным значениям коэффициентов линейных расщирений.

f 12 16 6 ff / bd -// , --; Г I / J 5 7 J It 13

Градиент Т