Kompansatörlü nivolara sıcaklık değişiminin etkisi üzerine bir araştırma

Abstract

ÖZET Bu çalışmada yükseklik kavramı tanımlanarak, yükseklik ölçme metodla^ rı ve ölçü aletleri tanıtılmış, bunların tarihi gelişmeleri hakkında özet bilgiler verilmiştir. Günümüzde kullanılmakta olan yükseklik ölçme araçla rından nivolar, yapılarına göre guruplandırılarak incelenmişlerdir, Bunlar dan, bu çalışmaya konu olan kompansatörlü nivolar, kompansatörleri açısın dan guruplara ayrılarak ve herbir guruba örnek verilmek suretiyle tanıtıl mışlardır. Daha sonra, uygulamada kullanılan kompansatörler, kompansatörün etkili elemanını taşıyan sistemlerin şekilleri ve yapı malzemelerinin cin sine göre ele alınmışlar ve ayrıntılı biçimde tanıtılmışlardır. Kompansatörlü nivolarla, doğru ölçme sonuçları elde edebilmek için by nivolarda bulunması gerekli olan özellikler hakkında genel mahiyette bil giler verilmiştir, Kompansatörlü nivolarm yöneltme eksenlerinin eğim de ğişimine (kompansazyon hatası) uğramasına yol açabilecek etkenler araştırıl mıştır. Bunlardan bazılarının, yöneltme ekseninin durumuna olan etkileri - nin azaltılması için alınması gerekli önlemler açıklanmıştır. Yine, yönelt me ekseninin eğimini değiştiren etkenlerin ortaya çıkarabilecekleri kompan sazyon hatasının büyüklüğü hakkında bir fikir verebilmek için, ilgili bölüm ve paragraflarda yaklaşık değerler ve ön kabullerle sayısal örnekler veril miştir. Araştırmanın üçüncü bölümünde incelenen bu hata kaynaklarından, ima lat ve montaj hatalarının, bu çalışmada denenen aletlerde bulunmadığı ka bul edilmiştir. Kullanma hataları ve diğer yan etkiler de bu araştırmanın konusu dışında bırakılmıştır. Yerçekimi kuvvetinin değişmesine bağlı hata nın ise, araştırma belli bir yerde(sabit enlemde) yapıldığından sabit bir miktarda kalacağı tabiidir. Ayrıca, ölçme sonuçları aletin yöneltme ekseni nin ilk konumuna göre sıfıra indirgenerek hesaplamalar yapıldığından, bu etkinin de varılan sonuçları bozmadığı anlaşılmıştır. Ölçme dizileri süre since dürbünün eğimi değişmediğinden, paralelyüzlü camın yöneltme ekseni nin durumunda bir değişiklik yapmadığı kabul edilmiştir. Yine ölçme dizile ri boyunca aletin netlik ayarı değiştirilmediğinden, netleştirme merceği nin etkisi de burada ayrıca dikkate alınmamıştır, Ve nihayet, kıllar şebe kesi plakasının sıcaklıkla değişmesi ayrı bir araştırmanın konusudur. V.Aslında, yukarıda sayılan hata kaynaklarını ve bunların nivoların yö neltme eksenlerinin durumuna olan etkilerini bir alet için ayrı ayrı orta ya koymak oldukça zor ve hatta imkansızdır, Bu çalışmada, denenen aletler için hesaplanan Aa = £(t), sıcaklık değişimine bağlı yöneltme ekseni eğim değişimi fonksiyonları, amprik eşitliklerdir, Tesbit edilen yöneltme ekse ni eğim değişimi miktarları içinde, netleştirme merceğinin sıcaklık etki siyle konum değiştirmesinin ve kıllar şebekesi plakasının aynı şekilde, sı caklık tesiriyle bir miktar yer değiştirmesinin de payı vardır. Sıcaklık değişiminin etkisiyle, kompansatörlü nivolarda ortaya çıka bilecek olan toplam yöneltme ekseni eğim değişimlerini tesbit edebilmek i- çin, dördüncü bölümde anlatılan ölçme düzenleri ile deneysel ölçmeler ya pılmıştır. Bu bölümde anlatıldığı gibi, ölçmeler hem laboratuvarda kapalı kabinde ve hem de açık havada yapılmıştır. Yöneltme ekseni eğim değişimle ri Zeiss eğme kaması ve hesap yoluyla, alet yüzey sıcaklıkları bir termis- tör ve bir elektronik direnç ölçer yardımıyla elde edilmişlerdir. Ölçü sonuçları, bir (YOX) dik eksen sisteminde, eğim değiş imleri (Aa

SUMMARY In this study, the concept of altitude is defined and the methods of measuring altitude and the instruments are introduced. Then the historical development for these instruments is summerized. Leveling instruments currently used for the measurement of altitude are classified according to their structural details. Automatic levels which are the subject of the present work, are grouped according to their compensators and discussed with examples. Finally automatic levels used in practice are discussed in detail by means of their diagrams and type of constructional elements. Some general information about leveling instruments are given in order to obtain correct results by using automatic levels. The causes for the variation of the inclination of line of sight of automatic levels are investigated. The measures necessary for the elimination of some kind of compensating errors are described. Some numerical examples using approxi mate values are given for the determination of the magnitude of the com pensating errors due to the.variation of the line of sight of the automatic levels. The measuring instruments used in this work are assumed to be free of constructional and assembling errors. Errors of misusing and the other side effects are also excluded. Since the investigation is carried out at a cer tain place(fixed lattitude), the error due to the change of gravitational force is constant. Besides, the results of the measurements are not affect ed, since the calculation are based on the initial position of the line of sight of the instrument. Since the inclination of telescope does not change during the measuring time, it is assumed that there is no change on the position of the orientation axis of the optical micrometer. The effect of focusing lens is not taken into account because the focusing of the tele scope during the measuring time does not change. Finally, it should be mentioned that the change of the plate of reticule due to temperature is the subject a separate work. In fact, it is a very difficult or may be an impossible task to ob serve the above mentioned sources of errors and the effect of these errors on the position of the orientation axis of levels separately. In this study the calculated function of Aa ?= f(t), the change of inclination of the orientation axis with temperature, are the empirical equations, The changes of positions of the focusing lens and the plate of reticule with tempera ture have also contributed to the total change of inclination of the ori entation axis. In order to find out the total ^change of inclination of the orienta tion axis due to temperature changes in the automatic levels, some experi mental measurements have been made by the systems discussed in the fourth chapter. The measurements have been made both in a cabinet in the labora tory and in the open air(in the field), The changes of the inclinations of the line of sight and the surface temperature of the instrument have been obtained by Zeiss 'rotary wedge attachment' and thermistor respectively. VIIThe results of measurement have been plotted on a (YOX) rectangular coor dinate system; the change of inc 1 inat ion (Aa