Барометрическое нивелирование
|
Скачать 358.49 Kb.
|
|
ПРИБОРЫ ДЛЯ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ При барометрическом определении высот пользуются приборами для измерения давления и температуры воздуха. 10. Ртутный барометр является весьма совершенным прибором для определения давления воздуха. С его помощью величина давления воздуха может быть определена с ошибкой, не превышающем ±0,1 мм. Однако прибор этот громоздок, хрупок и в настоящее время при работе в маршруте не применяется. В поле работают с барометрами — анероидами (см. § 11), а ртутный барометр используется для определения добавочных поправок анероидов (см. §14). В отсчет по ртутному барометру вводят следующие три поправки: поправку шкалы и поправки за приведение показаний прибора к t=0° и к широте φ=45°. На метеостанциях, кроме того, вводят поправку за приведение давления к уровню моря. При сличении своих анероидов со ртутным барометром надо следить, чтобы эта последняя поправка и не была введена. 11. Устройство анероида в основных чертах таково: внутри прибора находится металлическая коробка, из которой выкачен воздух; верх коробки придерживается пружиной. Поверхность коробки колеблется в зависимости от перемен давления воздуха. Системой пружины, рычагов и цепочки Гааля колебания коробки передаются стрелке анероида. Ввиду трения в системе передачи и недостаточности упругих свойств коробки, точность определения давления по анероиду ниже, чем по ртутному барометру. Анероид снабжается внутренним термометром для измерения температуры прибора В компенсированных анероидах такой термометр отсутствует. 12. Отсчеты по анероиду. Шкалы анероидов градуированы в мм ртутного столба. Подписи на шкале даны либо в мм (760, 770 и т. д.), либо в см (76, 77 и т. д.). Отсчеты давления следует производить при горизонтальном положении анероида. Прибор не следует класть на холодные или сильно нагретые предметы. Отсчет давления рекомендуется производить спустя пять-десять минут после прихода на точку, чтобы анероид успел воспринять давление в данном пункте. Особенно важно соблюдать это правило после подъема, спуска, переходя глубокого оврага и т. д. По возможности следует повторить отсчет через несколько минут, чтобы убедиться в отсутствии упругого последействия. Перед каждым отсчетом надо слегка постучать пальцем по стеклу, чтобы облегчить стрелке преодоление трения. Отсчет давления делается с точностью до 0,1 мм строго по направлению оси стрелки анероида, во избежание параллакса (§ 15г). Температуру анероида отсчитывают по внутреннему термометру до 0,2°. 13. Введение поправок в отсчеты по анероиду. Отсчет по анероиду не показывает истинной величины атмосферного давления в данной точке. В этом легко убедиться, сопоставив между собою отсчеты по нескольким анероидам или сверив их с показаниями ртутного барометра. Отсчеты по анероидам будут различаться между собой Чтобы определить величину атмосферного давления, в отсчет по анероиду должны быть введены следующие три поправки: 1) поправка шкалы, 2) за температуру анероида (не путать с температурой воздуха!) и 3) добавочная. Значения этих поправок для каждого анероида определяются в метеорологических лабораториях (Бюро поверки) и указываются в аттестате, который прикладывается к анероиду (рис. 378). Главное Управление Гидрометеорологической Службы при Совете Министров СССР Бюро проверки: __________________ Адрес: __________________________ АНЕРОИД № 544258 Поправки анероида выведены из сличения его с нормальным барометром Обсерватории, приведенным и нормальной тяжести. 1. Поправки шкалы:
2. Поправка для приведения показаний к 0°= -0.05*t, где t обозначает температуру анероида. 3. Добавочная поправка +5.0. Определена в марте 1947 г. Время определения поправок шкалы: март 1947 г. » » температурой поправки: март 1947 г. Примечание. Поправки должны быть придаваемы, если имеют знак +, и вычитаемы при знаке -. Начальник Бюро проверки _____________ Отв. поверитель ________ Рис. 378 Образец аттестата анероида Порядок введения поправок покажем на примере. Положим в Иркутске 5 мая 1947 г. в 9 час. 27 мин. по анероиду № 544258 отсчитаны: Давление (показание стрелки)……………….724,7 мм, Температура анероида (показание внутреннего термометра)……………………………….+14,4° С а) Поправка шкалы, как видно в аттестате (рис. 378), при отсчете 724,7 мм равна — 1,5 мм. Знак минус означает, что поправку следует вычесть из значения отсчета; следовательно, освобожденный от погрешности шкалы отсчет равен 724,7 — 1,5=723,2 мм. К полученной величине следует, соответственно знаку, придать или вычесть б) поправку за температуру анероида, которая для данного анероида вычисляется по формуле — 0,05*t где t — температура анероида. В нашем примере температурная поправка равна — 0,05 * 14,4= — 0,7 мм. Освобожденный от погрешности шкалы и приведенный к 0° отсчет равен 723,2 — 0,7=722,5 мм. К последней величине следует еще придать или вычесть из нее, смотря по знаку, в) добавочную поправку, т.е. +5,0 мм и нашем примере. Следовательно, окончательно исправленный отсчет анероида, соответствующий величине атмосферного давления, равен 722,5+5,0=727,5 мм. Чтобы упростить работу по введению поправок в отсчеты по анероиду, рекомендуется построить для каждого анероида отдельный график суммарной поправки. Для этого складывают поправки шкалы с добавочной поправкой (в пределах, требуемых условиями местности); по полученным значениям на миллиметровке, строят кривую значении и правок в отсчеты по анероиду при t=0 (рис. 379). Сбоку от этой кривой строят ряд других кривых для соединенной поправки при 10°, 20°, 30° и т. д. Эти кривые будут и точности повторять изломы первой кривой, но отстоять от нее на величины температурной поправки соответственно при 10°, 20° и 30° (в масштабе графика). В приведенном выше примере сумма всех Поправок равна -1,5 -0,7 +5,0= +2,8 мм. Эту же величину легко найти и на графике рис. 379 по аргументам: отсчет давления 724,7 мм; температура анероида +14,40 (показаны пунктиром). 14. Определение добавочной поправки. В аттестате анероида укалывается значение добавочной поправки для определенного момента времени (например, для анероида № 544258 добавочная  Рис. 379. График суммарной поправки поправка была равна +5,0 мм в марте 1947 г.). С течением времени особенно от толчков и от небрежного обращения с анероидом, величина добавочной поправки изменяется. Поэтому перед началом полевых работ и после их окончания следует сдавать анероид для исследования в Бюро поверок, а во время экспедиционных работ наблюдатель должен сам регулярно определять значение добавочной поправки путем сравнения показаний анероидов и ртутного барометра на метеорологических станциях. При этом в отсчет по ртутному барометру вводятся все необходимые поправки, кроме приведения на уровень моря (см. §10), а показания анероида исправляются поправками шкалы и поправками за температуру анероида (см. § 16). Разность поправленных показаний ртутного барометра и каждого анероида укажет добавочную поправку этого анероида в данным момент. Ниже приводится образец записи определений добавочной поправки. Определение добавочной поправки анероида № 544258 на метеорологической станции 1/ VI 1947 г. 1. Станционный ртутный барометр №134213 Отсчет 742,9 мм Поправка шкалы — 0,2 » Поправка за температуру инструмента — 1,4 » Поправка за широту . +0.9» __________________________________ Сумма поправок — 0,7 Атмосферное давление 742,2 мм 2. Анероид № 544258 Температура анероида . +20,6° Отсчет но шкале ..... . . . 739.8 мм Поправка шкалы ... — 1,1 Поправка за температуру анероида — 1,0 __________________________________ Сумма поправок — 2,1 Исправленный отсчет 737,7 мм Атмосферное давление 742,2 ____________________________________ Добавочная поправка 1/VI 1947 г. +4,5~мм Через некоторое время определение добавочной поправки следует повторить. Особенно важно знать величину добавочной поправки, когда анероидом пользуются для определения абсолютных высот. Отдельные превышения (относительные высоты) можно определить достаточно точно без знания величины добавочной поправки. 15. Выбор анероида. Перед выездом в экспедицию следует отобрать только такие приборы, которые могут обеспечить успех работы. Анероид должен удовлетворять следующим требованиям: а) Шкала анероида должна соответствовать абсолютным высотам в районе предстоящих работ.
Для работы в горных областях существуют особые горные анероиды. б) К анероиду должен быть приложен аттестат (см. § 13). Величины поправок шкалы хорошего анероида не превосходят:
Температурный коэфициент не должен превышать 0.05 мм на 1° Значение добавочной поправки, данное в аттестате необходимо проверить (§ 14), особенно, если с момента лабораторных определении прошло много времени. Желательно определения добавочной поправки произвести несколько раз в течение ряда дней, чтобы убедиться в ее постоянстве (в пределах ±0,3 — 0,4 мм). ' в) Отклонения стрелки анероида от первоначального положения после легких постукиваний пальцем по стеклу не должны выходить за пределы ±0,3 — 0,4 мм. г) В хорошем анероиде тонкая, не загнутая стрелка располагается близко к циферблату, благодаря чему отсутствует параллакс при отсчитывании (т. е. при изменении положения головы наблюдателя отсчет изменяется не больше, чем на 0,1 — 0,2 мм). д) Термометр при анероиде должен плотно прилегать циферблату, ртутный столбик должен быть без разрывов, стекло — без трещин. Рекомендуется также до отъезда и поле провести пробное барометрическое нивелирование дома, — например, определить относительные высоты лестничных клеток и сравнить их с превышениями, измеренными рулеткой. Не следует измерять с помощью анероида превышения меньше 5 м, так как даже от хорошего анероида можно ожидать ошибок порядка ±1 — 2 м (см.§ 19). |