Аналіз похибок цифрового нівеліра
Цифровий нівелір складається з оптично-механічної частини та електронного пристрою, і його похибка спричинена не лише двома вищезазначеними елементами, але також включає похибку, спричинену їх комбінацією. Серед них добре відомі помилки, що генеруються оптико-механічною частиною. В основному він включає а. похибка кругового рівня; b. помилка ходу фокусування лінзи; в. похибка колімаційної осі, викликана нахилом вертикальної осі; d. похибка компенсації автоматичного компенсатора. Нижче в основному обговорюються помилки, спричинені електронним обладнанням і їх комбінацією.
1 Помилки, спричинені фізичними характеристиками детектора лінійної матриці (CCD)
1.1 Інтенсивність світла викликає ефект помилки контрастності зображення лінійки штрих-коду
Цифровий рівень вимірюється відповідно до положення та співвідношення зображення штрих-коду на детекторі. Фізичні характеристики CCD визначають, що його можна використовувати в таких ситуаціях, як занадто сильне або занадто слабке світло, нерівномірне освітлення на поверхні шкали штрих-коду, сильне мерехтіння світла в момент спостереження та зовнішнє мерехтіння тепла. За будь-яких обставин контрастність масштабного зображення буде значно знижена, а також призведе до локальних спотворень, що спричинить помилки вимірювань і навіть унеможливить читання.
1.2 Вплив штучного освітлення
Детектор цифрового рівня використовує частину інфрачервоного випромінювання (матриця ПЗЗ найбільш чутлива до інфрачервоного випромінювання) для отримання та виявлення зображення штрих-коду. Тому під час вимірювання під штучним освітленням, наприклад, коли компонент інфрачервоного випромінювання слабкий, це спричинить помилки вимірювання та навіть не зможе прочитати. У цьому відношенні цифрові нівеліри серії Zeiss DINI використовують видиме світло для отримання та виявлення зображень штрих-кодів, тому це не впливає на них.
2 Errors in signal analysis and processing
2.1 Похибка методу аналізу сигналу
У цифровому нівелірі для вимірювання використовується кореляційний метод. Відповідно до досвіду, точність кореляції (вирівнювання) між еталонним сигналом (псевдовипадковим кодом), що зберігається в приладі, та сигналом вимірювання (псевдовипадковим кодом) становить приблизно 1 відсоток ширини символу (або довжини хвилі коду). Ширина символу шкали штрих-коду становить 2.025 мм, тому відносна точність становить близько 0,02 мм.
2.2 Похибка розрахунку максимального коефіцієнта кореляції
Коли цифровий рівень корелюється, в області пошуку кореляції точності вимірювальний сигнал і опорний сигнал корельуються з усіма вісьмома цифрами, оскільки амплітуди двох сигналів різні, а максимальний коефіцієнт кореляції обчислюється точка за точкою в система координат висоти та відстані: максимальна кореляційна позиція. Точність залежить від розміру сітки, відповідних обчислень інтерполяції, ігноруючи вплив відсутніх штрих-кодів.
2.3 Помилка обробки вимірювального сигналу (обробки зображення).
Обробка вимірювального сигналу цифрового рівня є ключовою ланкою для отримання високоточного вимірювання рівня. Якість зображення зображення штрих-коду на ПЗЗ матриці та якість технології обробки значною мірою визначають точність вимірювань. Основні ефекти помилок, які викликають помилки зображення, включають: (1) помилки, спричинені фізичними характеристиками матриці ПЗЗ; (2) помилки, спричинені втратою інформації про штрих-код через заблоковану лінійку; (3) помилки роздільної здатності зображення, викликані точним фокусуванням; (4) Помилка деформації зображення, викликана нахилом масштабу; (5) Помилка зображення, викликана зміною зовнішніх умов; (6) Помилка електронного обладнання при вимірюванні формування сигналу тощо.
Отримання стабільного, чіткого, помірно контрастного та повного зображення штрих-коду є передумовою генерації та обробки вимірювального сигналу та є ключем до вимірювання. Загалом, обробка зображень виконується вбудованим програмним забезпеченням рівня. Його похибка залежить від прогресивного характеру програмного алгоритму та технології.
3. Похибка вирівнювання осі ТВ (кут i)
Вплив похибки телевізійної колімаційної осі (кут i) на нівелювання є таким самим, як і похибка i-го кута оптичного рівня в теорії, але телевізійна колімаційна осі (i кут) не має абсолютного значення оптична колімаційна вісь (кут i) у цифровому рівні. Відкалібрувати характер горизонтальної лінії зору. Проте вплив квазіосі ТВ (кута i) на точність нівелювання певний і змінюється зі зміною зовнішніх умов. Хоча його можна послабити, використовуючи однакову довжину відстаней передньої та задньої мушки, і цифровий рівень також можна автоматично коригувати програмою, встановленою в машині, але зовнішні умови змінюються в будь-який час, вимірювання кута i в будь-якому місці час і його виправлення не тільки вплинуть на ефективність роботи, але й число виправлення неможливо лінійно змоделювати. з.
4 Помилки, викликані зміною зовнішніх умов
Вимірювальна система, що складається з цифрового рівня та лінійки штрих-коду, працює в умовах, що постійно змінюються. Зміни зовнішніх умов спричинять помилки в різних компонентах приладу. Цей ефект часто проявляється як комплексний вплив кожного компонента та його поєднання. До помилок, викликаних впливом зовнішніх факторів, в основному відносяться:
(1) Вплив зміни колімаційної осі (i кута);
(2) Вплив атмосферної вертикальної рефракції;
(3) Вплив вертикального зміщення приладу та шкали;
(4) Вплив вібрації ґрунту;
(5) Вплив електромагнітного поля землі тощо.
5 Похибки звичайних рівнів долаються цифровими нівелірами
(1) Немає помилки читання та немає штучної помилки читання;
(2) Вимірювання з декількома штрих-кодами (можна розглядати як багатоподілкове), що послаблює похибку поділки шкали;
(3) автоматичні багаторазові вимірювання для послаблення впливу змін зовнішніх умов;
(4) Реалізуйте інтеграцію внутрішніх і зовнішніх галузей, реалізуйте автоматичний запис, перевірку, обробку та зберігання.
