1、第八章 工业设备的安装和检校测量特点:( 1)保证每个部件之间的精密连接,精度要求高( 2)有特殊的测量仪器和方法( 3)不同对象安装要求的精度不同( 4)伴随工程建设的全过程学习要点: 精密微型安装测量控制网的建立设备安装和检校测量仪器与方法精密定线、短边方位传递和姿态准直三维工业测量系统大型天线安装测量实践第一节 精密微型安装测量控制网的建立( 1)对小型设备的安装,一般不在需要建立专门的安装控制网了。( 2)大型设备的安装,特别是需要分段、分区安装的情况则必须建立安装测量控制网。这类网常布设成精密微型控制网的形式,其精度与设备安装的精度要求有关,对于大型和特种精密设备,测量精度甚至达到了
2、计量级。(3)控制网的形状根据安装对象确定。 一、直伸三角形网(一)适用条件直线方向要求高的设备安装。(二)误差分析1、边长观测误差分析设 A为固定点, AB为固定方向,且设为 x轴方向。其它控制点1、 2 等基本上位于 AB直线上,通过边角测量来确定各点的纵横向坐标。由于控制点基本上位于一条直线上,三角形内角接近 0 和180 ,故三角网的图形条件很差,但边角网的图形条件是强的。这一结论可以从对边角观测值误差方程分析得出。边长观测误差的一般形式: 其中,为 ij0为 ij边的近似方位角, 边长的近似值, Sij为观测值。由于各控制点近似在一条直线上,方位角接近 0 或 180 ,故有:因此直
3、伸网边长误差方程可简化为 :即边长误差方程仅用于求解 x坐标 (纵向 )的改正数。2、方向观测误差分析方向观测误差方程的一般形式为 :其中, d i为定向角改正数, 为 ij边近似边长, , 为 ij方向近似值, Tij为 观测值 , Z0i为 i测站定向角近似值。 上式进一步简化为: 上式中、 xi0、 xj0为 i、 j点的近似坐标。因此方向误差方程仅用于求解 y坐标(横向)的改正数。二、环形控制网环形控制网一般布设成测 高环形三角网和大地四边形环锁 等形式。(一)测高环形三角网测高环形三角网的布网方案所示,除了测定每个三角形的二条短边外 ,在每一个狭长的三角形中,在长边上引张一条弦线,再
4、用专用工具丈量三角形之高,根据两边和高可以推算出三角形的三个角值。在加速器工程中,采用专用因瓦测距仪Distinvar测距,精度可达 0.030.05mm, 因此能显著地改善方位角传递的精度,有效地克服了三角形因视线靠近隧道壁产生的旁折光影响,实质上是以测边、测高达到高精度测角。在直伸三角形 abc中,三角形内角的计算公式为:微分上式之第一式,并转换成中误差可得: 环形控制网的边长一般较短,三角形为狭长三角形,故有:,上式化为: 由此可见,在测边误差和边长一定的条件下, h越小, ma也随之变小。 例如在某环形加速器工程中,环的半径为 R=233.45mm, 布设60个控制点。(圆心角为 6度
5、,对应的弦切角 3度)设 ms=0.06mm, mh=0.03mm, 代入上式后可得ma=0.25 ” , 同样可得 mb=0.25 ” , 而 mc= ma=0.35 ”。如果只测量狭长三角形的三条边 S1、 S2、 S3, 那么可以推出三角形的角值:可得中误差公式为: 当 h=1.28m, 设: ms1=ms2=ms3=0.04mm, 则可得: mc=11.2“由此可见, 用狭长三角形三条边长来推求角度的精度不高,证明了测量二条短边和高来求角的方案是最佳的。 但测量底边长可以起到检核作用,也有助于减少相邻点的相对点位误差。 三、 大地四边形环锁四边形环锁的图形结构比较坚强,测量全部边不测角
6、度,也是一种较好的布设方案。但它的工作量大,需要具备四种不同长度的铟瓦尺。在评定环形控制网的精度时,一般要求给出切向误差和径向误差,如果在直角坐标系下进行平差,则平差后要将 x和 y方向的误差转换成切向误差和径向误差。考虑到环形控制网的特点, 可采用极坐标系,在平差时要建立大地四边形环锁在极坐标系下的边长误差方程。在高能粒子加速器环形控制网的测量中,现在也可以采用激光跟踪仪的测量方法,为了和其他设备采集的数据对应或便于归算,一般要研制相应的测量目标和配件。 四、三维控制网三维控制网缺陷 :三角高程测量的精度较低,与平面位置的精度不匹配,特别是在野外大气折射对垂直角的影响很大。三维控制网的优点:
7、1)避免了二次布网、观测和平差的繁琐工作;2)避免了一些相关元素分开处理在精度上、时间上和信息上带来的损失,理论上更加完善。五、高程控制网目前几何水准仍然是精度最高的高程测量方法,因此安装测量的高程控制网一般仍布设成水准网的形式。第二节 设备安装和检校测量仪器与方法 以天线的安装和检校为例,介绍有关的测量手段和方法。一、传统的测量方法主要有:机械测量法 样板法(旋转样板法和固定样板法)和数控机床法光学测量法 双五棱镜法、经纬仪钢带尺法和五棱镜带尺法等电学测量法等。样板法1、旋转样板法原理 :按给定的抛物线方程,用数控铣床或其他方法制造出抛物线样板;将样板安装到被检天线的轴心线上,当它回转一周时,测量样板曲线和抛物面的吻合间隙,并对天线作出评价。因此 样板法成形及测量的关键是如何保持旋转轴与面板设计轴线的一致性