Геометр

Я вот все думаю: неужели от "правильного" по чьему-то мнению расположения буковок на бланке свидетельства изменятся действительные метрологические характеристики СИ или улучшится ситуация с самой метрологией? Неужели кто-то думает, что ремонт здания надо начинать даже не с фасада, а с вывески? Неужели все мы всерьез считаем, что глупые, не проработанные приказы и "указивки" вроде "1815" призваны для решения проблем, а не для создания видимости работы разных министров и министерств? Придет новый начальник и все мы со всеобщим "одобрямс" кинемся менять бланки свидетельств в соответствии с убогими и куцыми представлениями этого начальника о метрологии. Ведь он ничего больше не знает и не умеет - только бланки оформлять, а на смысл ему плевать - он ведь вон какое важное место занимает! Сколько раз уже это было? Сколько раз это еще будет?..

А это не эталон, а образец. И спорить тут бесполезно, ибо в РМГ нет даже соответствующего определения. Так что жлыгу придется калибровать. Зато в РМГ появилось более чем туманное определение "неопределенности", из которого понятно только то, что это - неотрицательный параметр. Ну и куча другого мусора, имеющего исключительно косвенное отношение к метрологии, там появилась. Нормально да?

И как должна выглядеть подобная схема? К примеру приходит некий господин в ЦСМ, приносит какую-нибудь "жлыгу" и говорит: "господа метрологи, откалибруте мне эту вот палку, я ее буду использовать у себя на производстве в качестве образца длины". И каким образом эту "жлыгу" потом включить в схему? Можете даже не смеяться. С подобными просьбами в последнее время приходит достаточно много товарищей. Вот и возникает проблема. Вроде бы мы и не можем эту "жлыгу" откалибровать по-причине отсутствия методики калибровки, но приходится выкручиваться. А теперь еще добавится головная боль с определением места этой самой "жлыги" в калибровочной схеме... Никому здесь не кажется, что это попахивает уже маразмом?

Нет. Я пока одну проблему тут описал. Вернее уже две. Только вот по второй никак не могу дождаться комментариев. А так проблем пруд пруди и с каждым днем их все больше и больше, ибо все больше и больше кое-какеров появляется на наши головы... Чисто ради интереса, приведите пожалуйста.

Как любил говорить мой покойный нынче батя: "Слишком хорошо тоже - нехорошо!" А есть еще одна мудрая поговорка в русском языке: "Лучше сорок раз по-разу, чем за раз все сорок раз!"

Чтобы эта тема не сгинула, решил продублировать ее в блоге. Дамы и господа. На фотографии мы видим обычный нивелир Sokkia B30. Любой геодезист скажет вам, что этот нивелир принципиально не отличается ни от Н3К, ни от 3Н-3КЛ, ни от SETL DSZ3, ни от любого другого оптического нивелира с компенсатором… Но вопрос, а вернее ряд вопросов, заключается не в принципиальной схожести всех нивелиров, а в современном подходе к методике их поверки. Во-первых. Зададимся вопросом: является ли оптический нивелир средством измерения и если является, то что им измеряют? Во-вторых. Какие факторы оказывают влияние на среднюю квадратическую погрешность нивелирования? В-третьих. Какими соображениями руководствовались создатели методики поверки, когда включали пункт по определению СКП нивелира в перечень обязательных при периодической поверке? В-четвертых. Как создатели методики поверки представляют себе поточную поверку нивелиров с обязательным определением СКП нивелирования, особенно если учесть, что эта работа выполняется на полевом стенде, а подавляющее большинство геодезических приборов поверяются в осенне-зимний период, когда они не используются в проведении топографических работ? В-пятых. Какой же основной параметр нивелира подлежит обязательной поверке и юстировке? Попытайтесь ответить на эти вопросы самостоятельно. Естественно, я обращаюсь в первую очередь к тем поверителям и испытателям, что работают в области линейно-угловых измерений. Думаю, что обсуждение этой темы вызовет у вас самый живой интерес и поможет понять некоторые вопросы, касающиеся компетентности создателей методик поверки нивелиров. Дальнейшие рассуждения здесь: http://metrologu.ru/index.php?showtopic=22867 Блог не дает продублировать полностью тему из-за большого количества картинок. :(/>

Непонятно - при чем тут доверительная вероятность и прочие прелести, применяемые для вычисления неопределенности? Может все же лучше говорить о среднеквадратической погрешности единичного измерения?

Итак, подведем итог и ответим на 5-й вопрос. Из восьми факторов, влияющих на СКП нивелирования, к самому нивелиру относятся: 3. Невыполнение главного условия нивелира; 4. Погрешность установки зрительной трубы; 5. Погрешность отсчёта по рейке. Невыполнение главного условия поверяется и в процессе поверки проводится юстировка нивелира, то есть визирная ось выводится в горизонтальное положение (если это возможно). Погрешность установки зрительной трубы поверяется только у нивелиров с компенсатором, а у нивелиров с уровнем при трубе этот параметр является вычисляемым и заложенным конструктивно, а поэтому не меняющимся с течением времени. Погрешность отсчета по рейке не поверяется и не может быть исправлена. Для высокоточных нивелиров вместе с погрешностью отсчета поверяется и погрешность округления отсчёта. Поверка проводится путем определения цены минимального деления микрометра... Из всего сказанного можно сделать вывод: введение в методику поверки такого параметра, как определение СКП на станции или СКП на километр двойного хода являются, мягко говоря, непродуманным шагом некомпетентных разработчиков методик поверки, так как по-большей части эти параметры просто не относятся к поверяемому нивелиру, который по-сути и средством измерения назвать сложно... После всего написанного обращаюсь к читателям и прошу высказать хоть какое-нибудь мнение по поводу вопросов 3 и 4 первого топика данной темы. Уж эти вопросы можно обсудить, даже не имея профессиональных навыков в области геодезии.

Завидую вам! У нас уже лет 6 такого не бывает - деньгу куем без отдыха.

А вот это, кстати сказать, вариант! С такими СИ всегда больше всего мороки. Иногда приходится перепроверять параметр по два-три раза, чтобы подтвердить результат.

Особенно порадовал этот пункт. В институтах работают такие же люди. И они тоже ошибаются. А если учесть, что в последнее время туда набирают таких кадров, что не могут доказать банальное sin2A + cos2A = 1, то я бы не был столь категоричен с заявлениями о том, что научный институт корректно может решить поставленный вопрос...

7. Погрешность в дециметровых делениях рейки - ∆д. Используемые при техническом нивелировании нивелирные рейки могут иметь погрешности в дециметровых делениях шкал до 0,7 мм, что допускается технической инструкцией. Для превышения, определяемого по различным дециметровым диапазонам, погрешность может составить ∆hд = 1 мм для реек, используемых для технического нивелирования. Данная погрешность относится только к нивелирной рейке и поверяется по МИ 02-01. 8. Погрешность округления отсчёта. Эта погрешность оценивается как 0,1 часть наименьшего деления рейки. То есть, если используется рейка с сантиметровыми делениями, то погрешность округления составит 1 мм, а для измеренного превышения ∆hо = 1,41 мм. На самом деле погрешность округления отсчета по шашечной рейке у опытных нивелировщиков может быть и меньше - 0,5 мм, а для измеренного превышения - 0,7 мм. Для высокоточного нивелирования предусмотрено оптико-механическое устройство в самом нивелире, позволяющее снимать отсчеты по рейке с точностью 0,05 мм, а сами рейки имеют инварную отсчетную шкалу с очень небольшим коэффициентом температурного расширения. Это позволяет минимизировать погрешность снятия отсчета по рейке... Таким образом мы видим, что и эти два фактора не имеют отношения к нивелирам, за исключением оптико-механического микрометра у высокоточных нивелиров типа Н-2 или Н-05.

6. Погрешность в отсчёте из-за наклона рейки. Очевидно, что чем больше наклон рейки, тем больше будет и погрешность отсчёта. Предположим, что рейка отклонилась от вертикального положения на угол α. Визирный луч находится на высоте ао, соответствующей вертикальному положению рейки. Из-за наклона по рейке читается отсчёт а. Погрешность из-за наклона рейки может быть получена по формуле: а превышения – по формуле: Предположим, что α = 1о (ρ = 57,3о), ао = 2000 мм. Тогда ∆hH = 0,43 мм. Для частичного устранения погрешности, возникающей из-за наклона рейки, при техническом нивелировании и нивелировании средней точности при больших отсчётах по рейке, реечник выполняет качание рейкой в направлении наблюдателя с переходом через вертикальное положение. Наблюдатель при этом фиксирует минимальный отсчет. При точном и высокоточном нивелировании используют нивелирные рейки, снабжённые круглым или цилиндрическим уровнем. В этом случае реечник удерживает рейку или закрепляет её в вертикальном положении по показанию уровня. Как мы видим, данный фактор не имеет отношения к нивелиру, но зато имеет самое непосредственное отношение к неучтенной погрешности, которую мы получим, поверяя СКП нивелирования на станции и на километр двойного хода, применяя полевой высотный стенд. А ведь в сегодняшних методиках поверки оба этих пункта внесены как обязательные при периодической поверке.

5. Погрешность отсчёта по рейке - mтр. Указанная погрешность определяется недостаточной разрешающей способностью зрительной трубы нивелира: где Гх – увеличение зрительной трубы. Предположим, что для тех же условий измерений Гх = 25х. Тогда mтр = 1,16 мм, а для превышения ∆h(тр) = ∙1,16 мм = 1,64 мм . Стоит заметить, что существенной составляющей погрешности отсчета по рейке является погрешность исполнителя, то есть человека, работающего с нивелиром. Но эта составляющая уж ни как не может относиться к самому нивелиру, а недостаточная разрешающая способность зрительной трубы нивелира заложена в него конструктивно и со временем не меняется, и кроме того не определяется в процессе поверки, а вычисляется по вышеприведенной формуле. А это означает, что включать этот параметр в методику поверки было бы, мягко говоря, некорректно. Итак мы имеем третий параметр, имеющий отношение к самому нивелиру. Но этот параметр не поверяется.

Э-ммм... Ну, на счет 485 мм я писал уже по-памяти и малёха обшибся. Тем не менее, для изменения базовой высоты на 10 мм перекос все равно должен быть больше 40 сантиметров. А такой перекос будет видно невооруженным глазом. Смысл как раз в этом, а не в конкретной цифре, которую при желании может посчитать каждый, кто хоть немного знаком со стереометрией и тригонометрией. Где-то так...

Думаю, что об этом стоит рассказать членам комиссии, которая аккредитовывала тот же СНИИМ и натворила там таких глупостей, что хоть святых выноси.

Следующим в нашем списке влияющих факторов будет: 4. Погрешность установки зрительной трубы. Данная погрешность обусловлена неточностью установки пузырька цилиндрического уровня в нульпункте, а также недостаточной чувствительностью уровня к малым перемещениям трубы элевационным винтом. Здесь же следует указать и на недостаточную чувствительность компенсатора у нивелиров с компенсатором (систематическая погрешность недокомпенсации). Принимая погрешность установки пузырька уровня mτ = 2" (для контактных уровней технических нивелиров), расстояние от нивелира до реек L = 100 м, определим значение вероятной погрешности в отсчёте http://konspekta.net/studopediaorg/baza11/991991999262.files/image503.gifмм Для превышения, определяемого разностью отсчётов, как это следует из фомулы погрешности для разности двойных измерений либо для функции, представленной разностью аргументов, ∆h(τ) = http://konspekta.net/studopediaorg/baza11/991991999262.files/image276.gif∙0,96 мм = 1,35 мм. То есть данный фактор тоже относится к поверяемому инструменту и подлежит поверке, но только для нивелиров с компенсатором. У нивелиров с уровнем при трубе данная погрешность заложена конструктивно и не меняется с течением времени, а значит при периодической поверке не должна исследоваться. У нивелиров с компенсатором со временем система подвеса компенсатора может разболтаться или выйти из строя. Поэтому погрешность недокомпенсации может измениться, а значит должна периодически поверяться. Итак. Мы уже имеем два параметра, относящихся к самому нивелиру, но никак не относящихся к полевому высотному стенду.

Дюлей пропишет по-минимуму.

Это еще одно из следствий непродуманного заполнения Госреестра, о котором я говорил в теме "Fatal error".

И если учесть, что при отмене ГОСТ изымается у поверителя...

Поэтому думаю, что стоит рассуждать от обратного. Для начала необходимо вычислить угол наклона, при котором базовая высота изменится на критичную величину. A = acos(H/НH) При высоте 10 м (10 000 мм) и критичном изменении ее (10 010 мм) получим, что угол наклона А = 2,56о. Теперь вычислим перепад высот "h" противоположных сторон резервуара, исходя из того, что диаметр D = 10 м (10 000 мм). h = D*tgA = 447 мм. Кстати сказать, при здравом размышлении я пришел к выводу, что данная логика будет верна для любого направления наклона резервуара. А это значит, что наклон резервуара не будет существенно влиять на изменение базовой высоты, хотя будет влиять на изменение параметров градуировочной таблицы. Базовая же высота будет существенно меняться только в случае деформаций резервуара или при наличии т.н. хлопунов на днище резервуара, а так же при наличии осадочных отложений (парафинов) в резервуаре. Вывод в этом случае однозначен: контроль базовой высоты без контроля наклона резервуара - такая же глупость, как и учет ширины и толщины рулетки при измерении длины окружности первого пояса резервуара.

Кстати сказать, если упростить ваше конечное выражение, то получим более удобоваримую формулу: НH = H/cosA Что в общем-то логично и очевидно из приведенного чертежа. Как говорится: от чего шли, к тому и пришли.

3. Невыполнение главного условия нивелира. Если в нивелире не выполняется главное условие, т.е. после установки нивелира в рабочее положение визирный луч (4) займет не горизонтальное положение, а будет отклонен от него на угол i, то отсчёты по рейкам будут равны З4 и П4. Разности отсчётов (З4 – З1) и (П4 – П1) характеризуют погрешность из-за невыполнения главного условия нивелира. Её величина может быть оценена по формуле где ρ = 206265". При нивелировании из середины, при использовании симметричной схемы измерений, погрешности в отсчётах по рейкам из-за невыполнения главного условия нивелира будут одинаковыми и исключаться в разности отсчётов. При нивелировании вперёд превышение будет содержать систематическую погрешность, если визирная ось зрительной трубы не будет при измерениях совпадать с горизонтальной плоскостью. Суммируя сказанное, сделаем следующий вывод: при нивелировании из середины влиянием кривизны Земли, рефракцией атмосферы, остаточным невыполнением главного условия нивелира, как систематическими погрешностями, можно пренебречь (при соблюдении требований установленной методики измерений). Так как эта составляющая погрешности нивелирования напрямую относится к нивелиру, остановимся на ней немного подробнее. На рисунке мы видим, что нивелировка проводится методом "из середины", то есть соблюдается условие равенства плеч. Очевидно, что вследствие наклона визирной оси на угол i, вместо верных отсчетов a и b будут прочтены отсчеты a1 и b1. Вследствие равенства расстояний до реек ошибки в обоих отсчетах будут одинаковыми, Da = Db. Вычисленное при этом превышение будет равно h = a1 – b1 = (a + Da) – (b + Db) = a – b. То есть вычисленное превышение будет свободно от погрешности, вызванной несоблюдением главного условия нивелира. Но в реальности зачастую по разным причинам невозможно выдержать равенство плеч. Следствием этого является вот такая картина: Рисунок пропал. Поэтому пост пришлось отредактировать. Рисунок смотри в самом низу поста (прикрепленный файл). 26.07.16 г. Очевидно, что в данном случае превышение не будет полностью свободно от влияния угла i. И погрешность превышения будет вычисляться по формуле: dx = x2-x1 В целях минимизации этого значения инструкциями по нивелировке предусмотрены максимально допустимые значения неравенства плеч для нивелирования разных классов точности при условии, что максимальное значение угла i будет составлять 10'', что и отражено во всех без исключения методиках поверки нивелиров. Исходя из этих требований можно с легкостью вычислить максимально допустимые значения погрешности нивелирования на станции и, как следствие, на километр двойного хода. То есть значение это не поверяемое, а вычисляемое на основании максимальных значений неравенства плеч и угла i. Значит мы только что нашли первый параметр, который напрямую относится к нивелирам, а поэтому должен проверяться и, при необходимости, юстироваться в процессе поверки нивелира.

Я проводил эти вычисления. Для резервуара высотой 10 м и диаметром 10 м как раз и получилось, что изменение базовой высоты на 10 мм будет вызвано перекосом резервуара на пол-метра, а вернее на 485 мм.

2. Влияние рефракции атмосферы. Визирные лучи (3), проходя в атмосфере через слои воздуха, имеющие разную плотность, искривляются, отклоняясь в сторону земной поверхности. Погрешность в отсчёте, вызванная влиянием рефракции атмосферы, r = (З3 – З2 ), r = (П3 – П2), может быть оценена по приближённой формуле При нивелировании из середины (при симметричной схеме) rЗ = rП , т.е. эти погрешности исключаются из значения полученного превышения, а при нивелировании вперёд rЗ значительно меньше rП, что приводит к погрешности в определении превышения. Но и это, если рассматривать вопрос с точки зрения метрологии, не главное. Главное то, что и эта составляющая погрешности нивелирования также не имеет никакого отношения к нивелиру, а значит не должна присутствовать в методике поверки нивелиров. На данный момент влияние рефракции, наряду с влиянием кривизны земной поверхности, входят в методику поверки вместе с полевым высотным стендом.