Лабораторная работа Изучение оборудования планиметра.

Лабораторная работа № 3

Тема: Изучение оборудования планиметра. Определение цены деления планиметра.

Цель: научить студентов определять цену деления планиметра.

Задача: определить цену деления планиметра.

Методическое обеспечение: инструкция.

Оборудование: учебная топографическая карта масштаба 1:10000; 1:25000; 1:50000; полярный планиметр ПП-2К.

Техника безопасности:

1.Строго соблюдать внутренний распорядок техникума.

2. Внимательно изучить инструкцию.

3. Соблюдать порядок на своих рабочих местах.

Ход работы

1.Входящий контроль

1.1.Графический способ определения площади.

1.2.Аналитический способ определения площади.

2.Последовательность выполнения лабораторной работы

2.1. Изучить оборудование планиметра ПП-2К.

2.2.Выполнить измерения площади квадрата километровой сетки топографической карты масштаба 1:10000; 1:25000; 1:50000.

2.3. Определить цену деления планиметра.

2.1. Изучить оборудование планиметра ПП-2К.

Механический способ определения площадей основан на применении планиметра - прибора, который позволяет сравнительно быстро и точно измерять площади участков любой конфигурации. Широкое распространение получили полярные планиметры (рис.4.28).

Полярный планиметр состоит из трех главных частей: полюсного рычага 1, обводного рычага 3 и каретки 7. На одном конце полюсной рычаг имеет груз 2 с иглой, которая накалывается на лист, закрепляют планиметр на рабочей поверхности и он выполняет роль полюса.

На другом конце рычага - штифт с шаровой головкой, с помощью которой полюсный рычаг соединяется с кареткой. На конце обводного 3 рычага есть лупа с меткой 4, которой обводят контур участка с помощью рукоятки 5. При измерении площадей в зависимости от размера участков длину обводного рычага (расстояние от шарнира до обводной метки) можно изменить, если переместить вдоль него каретку 7.

Рисунок 4.28 - Полярный планиметр.

Длина обводного рычага определяется по нанесенной на нем шкале с помощью верньера 9 счетного механизма.

Отсчет по шкале верньера (рис.4.29) 173,2 состоит из числа делений до нулевого штриха верньера (173), а десятые доли отсчета определяются номером штриха верньера, который совпадает со штрихом шкалы обводного рычага.

Рисунок 4.29 - Счетный механизм планиметра.

Счетный механизм (рис.4.29) состоит из трех частей: циферблата 2, счетного колеса 3 и верньера 4. По циферблату определяют количество полных оборотов счетного колеса, шкала которого разделена на 10 делений, подписанные арабскими цифрами 1,2 ,..., 10. Одно деление циферблата соответствует одному полному обороту колеса. С помощью верньера отсчитывают десятые, сотые и тысячные доли делений счетного колеса.

Полный отсчет по счетному устройству выражается четырехзначным числом в делениях планиметра. Например, на рис.4.29 отсчет по планиметру равен 7316, выражающий обороты счетного колеса (от начала отсчета).

Первая цифра «7»- отсчет по циферблату 2, что соответствует меньшему значению, снятом по направлению показателя 1 и, следующие две цифры «3» и «1»- это отсчет по счетном колесу 3, причем цифра «3» - это номер меньшего подписанного штриха счетного колеса 3, которое прошло ноль верньера 4, а цифра «1»- количество маленьких полных делений счетного колеса 3 до нуля верньера 4, четвертая цифра «6» - номер штриха верньера 4, который совпадает со штрихом счетного колеса 3.

2.2. Выполнить измерения площади квадрата километровой сетки топографической карты масштаба 1:10000; 1:25000; 1:50000.

Значение площади S, измеренное полярным планиметром, вычисляется по одной из формул:

при положении полюса вне фигуры:

S = с (m₂-m₁); (4.24)

при положении полюса внутри фигуры:

S = с (m₂-m₁ + q), (4.25)

где с - цена деления планиметра;

m₁, m₂ - отсчеты по счетному механизму в начале и в конце обвода фигуры;

q - постоянное число планиметра.

Измерение площадей до 400см2 производится при положении полюса вне контура. Площади чрезмерно узких, вытянутых фигур (дорог, оврагов, рек и т.д.) измерять планиметром не рекомендуется.

Определению площади контура предшествует вычисления цены деления планиметра с. Для этого внутри листа карты выбирают квадрат координатной сетки, площадь которого известна, например, квадрат километровой сетки топографической карты масштаба 1:10000 равна 100га. Устанавливают планиметр так, чтобы его полюс располагался вне выбранного квадрата, а полюсный и обводной рычаги образовывали при этом примерно прямой угол. Быстро обводят контур квадрата и убеждаются в том, что углы между рычагами планиметра не менее 30 ° и не более 150 ° градусов, и чтобы счетное колесо при обводе не сходило с листа карты.

Для повышения точности выбранную фигуру квадрата обводят по контуру четыре раза: два раза при положении «полюс право» (ПП) - первый полуприйом, и два раза при положении «полюс слева» (ВЛ) - второй полуприйом.

Если смотреть со стороны огибающей точки вдоль обводного рычага, то при положении ПЛ - полюс планиметра размещен слева, а при положении ПП - справа относительно каретки (рис.4.30).

Совместив обводную точку планиметра при ПЛ с одним из углов выбранного квадрата (точка 1), снимают по счетному механизму отсчет m₁ и обводят весь контур квадрата по ходу часовой стрелки. Вернувшись в исходную точку 1, берут второй отсчет m₂. Обводят квадрат еще раз и берут отсчет m₃. Вычисляют разности m₂ – m₁ и m₃ - m₂.

Рисунок 4.30 - До определения цены деления планиметра

Различия между ними не должно превышать:

- двух единиц для площадей до 200 делений;

- трех единиц - для 200 - 2000 делений;

- четырех единиц - более 2000 делений.

На этом заканчивается первый полуприйом. После этого счетный механизм переводят в положение слева и делают два обвода контура квадрата так же, как и при предыдущем положении счетного механизма.

Вычислив средние значения из двух разностей отсчетов, а также из результатов обвода контура при ПЛ и ПП, получают площадь квадрата в делениях планиметра с одного приема. Аналогичные измерения выполняют во втором приеме, немного переместив полюс, чтобы изменить путь счетного колеса. Образец записи отсчетов приведен в таблице 4.2.

2.3. Определить цену деления планиметра.

Цену деления планиметра с сохранением четырех значащих цифр вычисляют по формуле:

с = S_о / (m₂ – m₁), (4.26)

где с - цена деления планиметра;

S_о - площадь выбранного квадрата километровой сетки;

(m₂ – m₁) - среднее значение из результатов обвода контура квадрата из двух приемов.

В приведенном примере (табл.4.2) цена деления планиметра:

с = 200 га / 2552 = 0,0888 га.

Таблица 4.2 - Ведомость определения площадей участков механическим способом

Примечание (1 )...( 14) - порядок записи и вычислений.

Если при обводе контура по часовой стрелке второй отсчет оказался меньше первого, то к нему добавляют 10000. В процессе измерений бывают ситуации, когда показатель на циферблате останавливается напротив конкретной цифры и тогда возникают трудности с правильным снятием отсчета. В этом случае рекомендуется придерживаться следующего правила (рис.4.31).

Если на счетном колесе напротив нуля верньера окажутся цифры 0,1,2, то по циферблату отсчитывают ту цифру, которая стоит напротив показателя, если же напротив нуля верньера на счетном колесе окажутся цифры 8,9, то по циферблату отсчитывают ближайшую меньшую цифру. В нашем примере отсчет будет равняться 3126 (рис.4.31).

Если цена деления планиметра выражается мелким числом, то ее можно свести к удобной величине путем изменения длины обводного рычага. Если, например, с = 0,0952 га при длине рычага R = 156,7 мм, то длина рычага для желаемой цены деления с = 0.1г может быть найдена из пропорции:

R: с = R₀: с₀.

Откуда получаем:

R_о = Rс_о / с,

где R_о - длина обводного рычага, которая соответствует желаемому значению цены деления счетного механизма;

R - фактическое значение длины обводного рычага;

с_о - желаемое значение цены деления;

с - фактическое значение цены деления.

Рисунок 4.31 - Пример отсчета по счетному механизму

В нашем примере:

R_о = 156,7 х 0,1 / 0,0952 = 164,2 мм.

Вычесленную длину обводного рычага устанавливают на его шкале, после чего вновь определяют цену деления планиметра. Порядок определения площади фигуры на картах такой же, что и при определении цены деления планиметра. После нахождения среднего числа делений планиметра 911,5 (табл.4.2), которые отвечают искомой площади, последний вычисляют по формуле (4.24):

S = 0,0888 х 911,2 = 80,94 га.

3.Выходящий контроль

3.1.Назовите основные части планиметра.

3.2. Перечислите правила работы с планиметром.

3.3. Как определить цену деления планиметра?

3.4. Возьмите отсчет по счетному механизму планиметра.

4.Защита работы: отчет и контрольные вопросы.

Литература

1. Поклад Г.Г. Геодезия / Г.Г.Поклад. – М.: Недра,1988. – с.65,69.