Устройство для измерения рефракции Советский патент 1986 года по МПК G01N21/41 G01N1/00 

Изобретение относится к области астрономического и геодезического приборостроения и может использоваться для измерения рефракции в приземном, слое, например, зальной, геодезической, а также для.исслещования астрономического гнутия. Известен рефрактометр для измерения рефракции при геодезических измерениях,, содержащий излучатель, направляющий попеременно два -световых потока различной длины волны и приемник с отдельными каналами рдя каждого из световых потоков, подводимых к общему фотодетектору, вырабатывающему сигнал, зависящий от соотношения интенсивностей световых потоков Их недостатками является сложность конструкции, недостаточная точность, вызванная, в частности, тем, что. угол рефракций вычисляется по измеренному коэф 1 нциенту преломл ния . Ближайшим по технической сущности к предлагаемому, устройству является устройство, выполненное в виде пары угломерных инструментов, которььмн молсно измерять вертикальные углы и благодаря этому - полньш угол рефра ции, из ко.торых хотя бы один имеет талькоттовский уровень и источник света, освещающий сетку нитей со ст роны окуляра, что позволяет использовать его в качестве когшиматора. Этим, инструментом может быть универсал.ьный инструмент, снабженный автоколлимационным окуляром. Недостатками устройства является жесткое скрепление уровня с его держателем, что не позволяет поворачивать уровень на 180с с целью исключения смещения нульпункта уровня вследствие чего снижается точность измерений. Это же обстоятельство непозволяет поворачивать трубу,скрепленную с уровнем на 180, что необходимо для исследования.гнутия второго угломерного инструмента. Другим недостатком является то, что устройство содержит лишь один источник параллельного пучка света, что не позволяет повторить наблюдения после поворота трубы на 180 вокруг вертикальной оси, вследствие чего нельзя исключить влияние смеще ния держателя уровня по отношению к источнику параллельного пучка свет (трубе)4 722 Еще одним недостатком является ограниченность Диапазона измерений, вызванная тем, что нижняя часть инструмента не позволяет наводить коллт-iaTop вниз, вследствие чего, невозможны измерения для малых зенитных расстояний. Целью изобретения является повышение точности измерения и обеспечение возможности измерения астрономического гнутия. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения рефракции, состоящем из двух угломерных инструментов, один из которых имеет талькоттовский уровень, держатель уровня, горизонтальную ось и нижнюю часть и 1струкента, в инструмент с талькоттовским уровнем введены двгг плоских зеркала, скрепленных подвижно с горизонтальной осью, а держатель уровня выполнен в виде соосньк цилиндров, жестко скрепленных друг с другом, на которые установлены съемные уровни, причем оси цилиндров перпендикулярны к горизонтальной оси. На чертеже представлен обицш вид предлагаемого устройства: Устройство содержит угломерный инструмент 1, имеющий микрометр и автоколлимационньй окуляр (например, меридианный круг или универсальный инструмент), угломерный инструмент 2с уровнем. Шюские зеркала 3 и А жестко скреплены с осями 5 и 6, которые вращаются в полой горизонтальной оси 7 и могут скрепляться .с последней зажимными гайками 8 и 9. С горизонтальной осью 7 жестко скреплен , держатель уровня 10 с цилиндрами 11 на которые устанавливаются накладные, шш подвесные уровни (на чертеже не показаны). Нижняя часть инструмента Z обозначена позицией 12. Оси 5 и б зеркал 3 и 4 могут поворачиваться в оси 7 независимо друг от друга, что позволяет направлять нормади отражающей,поверхности зеркал на любое зенитное расстояние. Горизонтальная ось 7 имеет на концах продольные разре.зы и при завинчкванип .гаек.8 и 9 концы оси 7 плотно обжимают оси 5 и 6, обеспечивая надежное скрепление зеркал с осью 7, а следовательно, и с держателем уровня 10. Горизонтальная oci имеет размеры превышающие размер 1нжнен части инструмента, что обеспечивает иозможность измерений на любых зенитных расстояниях, поскольку при этом уело ВИИ нижняя часть инструмента не пере крывает отражающую поверхность зеркал. Цилиндры 11 держателя уровня 10 должны иметь высокое качество обработки и ограничители, позволяющие ставить уровни на одно и то же место чтобы yMBHbmiiTb случайные ошибки отдельных установок уровней. В угломерном инструменте 1 вместо .автоколлимационного окуляра может устанавлшваться горизонтальная щель, свет от которой с помощью оптического кубика выводится из объектива тру бы параллельным пучком. Это усложнит конструкцию, но позволит измерять двойной угол рефракции, что может повысить точность измерений. Для измерения полного угла рефрак ции 6 на некотором отрезке АВ (на чертеже не показаны) в точке Л уста навливается угломерньш инструмент 1. Инструмент 2 устанавливают так, чтобы зеркало 3(4) располагалось максимально близко к объективу инструмента 1, и с помопц ю накладных или подвесных уровней придают u ijniHApaM 11 горизонтальное положение, выводя пузырек уровня в нульпункт механизмом микрометрического вращения оси 7 (на чертеже этот механизм не показан). Затем зеркалу 3(4) придают такое Положение, при котором в поле зрения инструмента 1 наблюдается автоколлимационное отражение нити микрометра, после чего гайкой 9(8) скрепляют зер кало с горизонтальной осью 7. Нить микрометра совмещается с ее автоколлимационным изображением и определяется отсчет микрометра инструмента 1 Мд . С помощью уровней замеряют наклон осей цилиндров 11 к гшоскос ти горизонта fi лвух положениях каждого уровня (с поворотом irx на 180 ), Затем механизмом микрометрического вращения оси 7 пузырьки уровней смещаются, и зш еряются аналогичные величины д Мд п т.д. замеряют величины -Од. , и Мд; . Инструмент 2 поворачивают вокруг вертикальной оси на 180 и производят аналогичные измерения с использованием второго зеркала. 724 инструмент 2 переносится я точку В, и там производят аналогичные измерения. Обработка наблюдений состоит в вычислении отсчетов микрометра М и Mj, соответствующих одному и тому же произвольно выбранному наклону осей цилиндров к горизонту , .исходя изусловия (Мд - Мд, ) R (9,--Рд.)гчдср MB- Ч;) (,Г где R - цена оборота микрометра инструмента 1; - цена деления уровня; ACf - угол между отвесньс-ш линиями в точках А и В. Условие (1) можно представить в виде Мл (Л;-Л) , --,V и аналогичной системы уравнений для точки В. . Система уравнения (2) решается по способу наименьших 1свадратов относительно неизвестных Мд и Т по каждом / уровню отдельно, но объединяет в себе уравнения, полученные по обоим зеркалам. Полученный отсчет Мд характеризует отсчет ьткрометра в условиях, когда зеркало находится D непосредственной близости к объективу инструмента 1, когда слой воздуха объективом и зеркалом очень мал, и рефракцией, возникающей на этом интервале, можно пренебречь. Поэтому отсчет Мд является безрефракционным и полный угол рефракции б на отрезке АВ можно получить как разность отсчетов М , и М( d (MQ - Мд) R Описанный способ обработки примеим в том случае, если ампула уровня меет идеальную шлифовку. В про Ивном случае целесообразна графи- t еская обработка, при которой стротся график, показывающий связь отчетов Мд;, Mg; с наклонами оси цншдров 1t д., по данным, полуенным в точках А и В. Смещение лиий, построенных для точек А и В по

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕФРАКЦИИ, состоящее из двух угломерных инструментов, один из которых имеет талькоттовскнй уровень, держатель уровня, горизонтальную ось и нижнюю часть инструмента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и обес печения возможности измерений астрономического гнутия, в инструмент с талькоттовским уровнем введены два плоских зеркала, скрепленных подвижно с горизонтальной осью, а держатель уровня выполнен в виде соосных цилиндров, жестко скрепленных друг с другом, на которые установлены съемные уровни, причем оси цилиндров перпендикулярны к горизонтальной оси. (О со о CD