Urządzenie do pomiaru wysokości względnej: opis, przeznaczenie, klasyfikacja urządzeń

Ten artykuł jest poświęcony urządzeniom, którezmierzyć parametr, taki jak wysokość. Zanim jednak przejdziemy do opisu samego narzędzia, zastanówmy się, co reprezentuje ten wskaźnik.

Koncepcja wysokości

Wspomniany parametr jest względnywartość, to znaczy ta wartość jest zawsze określana względem czegoś. Najczęściej jest mierzony względem poziomu morza, co oznacza, że ​​za punkt odniesienia przyjmuje się linię powierzchni morza.

Taki system przypomina określanie stopnia wody.Celsjusza, gdy punktem odniesienia jest temperatura przejścia wody ze stanu ciekłego do stałego i odwrotnie. Podobnie w przypadku pomiarów wysokości wartość nad poziomem morza jest uważana za dodatnią, a wartość poniżej poziomu morza za ujemną. W szczególnych przypadkach jako punkt odniesienia można wybrać dowolną inną powierzchnię. Na przykład nikt nie zmierzy wysokości domu względem poziomu morza, tutaj punktem odniesienia jest powierzchnia ziemi, na której budynek jest zbudowany. Wszystkie szczególne przypadki są mierzone według tej samej zasady: wysokość drzewa, konstrukcji itp. Ale wysokość góry lub dowolnego punktu na powierzchni ziemi, a także obiektu lecącego w atmosferze (samolot, helikopter itp.) jest mierzony względem poziomu morza. Czytelnik może zadać pytanie: „Jakiego urządzenia zwykle używa się do pomiaru względnego wzrostu?” Odpowiedź na to pytanie znajdziesz, jeśli przeczytasz artykuł do końca.

Urządzenie do pomiaru wysokości względnej: historia rozwoju i główne typy

Od czasów starożytnych ludzie używali do budowy iokreślenie ulgi takiego narzędzia jako poziomu. To urządzenie stało się również podstawą nowoczesnego mechanizmu pomiarowego. Do starożytnego poziomu została przymocowana rurka, dzięki czemu uzyskano najbardziej elementarne urządzenie do pomiaru względnej wysokości, które nazwano poziomem, co oznacza „poziomowanie”. Poziom podstawowy to poziomy pasek i pionowy pasek, do którego przymocowana jest pion. Jednak wraz z rozwojem nauki ulepszane są również narzędzia. Urządzenie do pomiaru wysokości nie było wyjątkiem. Tak więc współczesne poziomy można podzielić na trzy główne grupy. Ten pierwszy jest najczęstszy, w skład którego wchodzą urządzenia oparte na wysokiej jakości optyce. Druga grupa to urządzenia laserowe. Instrumenty te charakteryzują się bardzo dokładnymi pomiarami. A trzeci – „najmłodszy” – to niwelatory cyfrowe.

Optyczne przyrządy pomiarowe

Takie urządzenie jestniwelator cylindryczny (lub kompensator) oraz układ optyczny, który jest umieszczony w metalowej obudowie (rurze). Poziomica jest wymagana do ustawienia osi celowniczej w pozycji poziomej.

Aby dokonać pomiarów, zainstalowano poziomicęna statywie z platformą wspierającą. Poziom cylindryczny to ampułka z płynem (eter, alkohol). Część przestrzeni wypełniona oparami alkoholu nazywana jest poziomicą. Na górnej powierzchni ampułki znajduje się podziałka z krokiem dwóch milimetrów, jej punkt środkowy nazywany jest linią zerową.

Poziom lasera

W tych urządzeniach oprócz optycznychsystemy otrzymały laserowe diody LED, ale w rzeczywistości wspomniane urządzenie niewiele różni się od optycznego. Jego główną cechą jest bardzo cienka, idealnie równomierna wiązka rzucana na mierzoną powierzchnię. To znacznie upraszcza proces określania wysokości.

Cyfrowy przyrząd do pomiaru względnej wysokości

To narzędzie znacznie różni się od jegoprzodkowie. Zmienił nie tylko swój wygląd i strukturę wewnętrzną, ale także znacznie rozszerzył swoje możliwości. Niwelator cyfrowy to urządzenie pomiarowe, które jest w stanie nie tylko mierzyć, ale także rzutować promienie, płaszczyzny na dowolną powierzchnię. To narzędzie jest po prostu niezastąpione podczas wykonywania prac budowlanych i naprawczych. Wspomniane urządzenie charakteryzuje się dużą dokładnością pomiaru oraz łatwością obsługi, nawet początkujący może posługiwać się takim narzędziem.

Jak działa poziom cyfrowy

Podstawą rozważanego urządzenia jestelektromagnetyczny układ wahadłowy i układ optyczny LED (laserowy), który jest przeznaczony do wyświetlania wiązek laserowych w postaci kropek lub linii. Jedno takie urządzenie może rzutować jednocześnie kilka płaszczyzn, co jest bardzo wygodne przy budowie. Aby zapewnić dokładność pomiarów w niwelatorze cyfrowym, zastosowano wahadło metalowe, które wyrównuje całą część elektroniczną i optyczną urządzenia względem poziomu gruntu. Nawet jeśli urządzenie jest niedokładne lub przesunięte podczas pracy, wahadło ustawi obwód równolegle do podłoża, a rzutowana powierzchnia pozostanie dokładna. Zobaczmy, jak to się dzieje. Pod wahadłem znajduje się kilka magnesów elektrycznych lub naturalnych. Wytworzone pole magnetyczne zapobiega kołysaniu się wahadła podczas zmiany poziomu. Podczas instalacji urządzenia ten element może się swobodnie kołysać. Jednak przy przejściu przez pole magnetyczne w materiale (metalu) indukowane jest pole elektryczne, które zamieniane jest na energię cieplną, co spowalnia cały układ.

Układ optyczny urządzenia oparty jest na:Diody LED tworzące wiązki poziome, pionowe i ukośne. Przechodząc przez system soczewek, są przekształcane w linie, które są rzutowane na mierzone powierzchnie.

Zalety i wady niwelatorów cyfrowych

Główną zaletą takiego urządzenia jestprostota i przejrzystość, a także możliwość pracy z płaszczyzną bazową w kilku punktach jednocześnie. Należy również wspomnieć o możliwości konstruowania płaszczyzn poziomych i pionowych, a jednocześnie w różnych kierunkach.

Wadą omawianego urządzenia jestjego wysoki koszt. Spośród nich tylko urządzenia trzeciej klasy są współmierne cenowo do niwelatorów optycznych. Można ich używać tylko podczas wykonywania prac naprawczych w pomieszczeniach, gdzie wysoka dokładność nie odgrywa dużej roli. Na przykład do oznaczania podłóg, ścian, sufitów. A do wykonywania pomiarów geodezyjnych i wyznaczania okazałych obiektów w budowie wymagane są przyrządy pierwszej lub drugiej klasy dokładności. Jednak zakres zastosowania takich narzędzi jest nadal ograniczony do 600 metrów. Niwelatory optyczne powinny być używane, gdy wymagane są pomiary na duże odległości.

Klasyfikacja poziomów cyfrowych

1. Urządzenie punktowe do pomiaru wysokości. Przypomina wskaźnik laserowy, to znaczy rzutuje jeden lub więcej punktów na mierzoną powierzchnię.

2. Statyczny lub pozycyjny poziom cyfrowy.Urządzenie to posiada dwa źródła rzucające wiązki laserowe na prostopadle umieszczone pryzmaty, które przekształcają je w dwie widoczne płaszczyzny. Rezultatem są dwie płaszczyzny przecinające się krzyżem. W przypadku stosowania złożonych układów optycznych zawierających więcej niż trzy diody półprzewodnikowe, możliwe staje się rzutowanie dużej liczby płaszczyzn, co jest bardzo wygodne przy pracy z obiektami wielowymiarowymi. Ponadto im więcej samolotów, tym więcej rzemieślników może wykonać prace naprawcze lub konstrukcyjne. Niwelatory pozycyjne są również wyposażone w funkcję „pionownika laserowego”. Są to dodatkowe diody, dzięki którym można skierować wiązkę jednocześnie na podłogę i sufit.

3. Obrotowy niwelator cyfrowy.W takim urządzeniu laser jest przymocowany do wału silnika elektrycznego, czyli może obracać się o 360 stopni. Dodatkowo takie urządzenia (zamiast pryzmatu) wykorzystują soczewkę ogniskującą. W rezultacie zamiast płaszczyzny człowiek widzi mały punkt, jednak po włączeniu linia ciągła jest rzutowana na cały obszar roboczy lub powierzchnię pomieszczenia.