עבודה עם מאזנת

מאמר זה מספק מידע על יסודות המדידה בעזרת מאזנת ועל המשימות היומיומיות החשובות בהן עסוקים המודדים ומשתמשים אחרים.

מתחילים ומקצוענים בתחומי מדידות, הנדסה האזרחית, אדריכלות, ובתחומים רבים אחרים יוכלו למצוא תשובות לשאלות שלהם :

• מה הם המאפיינים של המאזנת?

• מה עליי לוודא בעת מדידה עם מאזנת?

• מהי ההשפעה של שגיאה במכשיר וכיצד לזהות, לקבוע, ולמנוע טעויות כאלה?

• כיצד אוכל לבצע משימות מדידה פשוטות?

משימות מדידה רבות- חישוב של שטח או נפחים, האיסוף, הבדיקה, והסימון של נקודות או ההעברה של גבהים- יכולות להתבצע באופן אוטומטי באמצעות אפליקציות יישום מובנות.

עם כמעט 200 שנים של ניסיון בפיתוח וייצור מכשירי מדידה חברת Leica Geosystems מספקת מגוון רחב של מוצרים ופתרונות חדשניים למשימות מדידה.

אנו מייבאים מגון רחב של מכשירי מדידה עליהם תוכלו לקבל מידע נוסף בלשונית המוצרים באתר, את חלקם ניתן לרכוש בחנות הווירטואלית שלנו בלחיצת כפתור, ממש כאן.

מקווים שתמצאו מאמר זה שימושי ומעשיר!

ההסברים בחוברת זו תורגמו מחוברת הדרכה של חברת LEICA GEOSYSTEMS.

המאזנת

המאזנת היא במהותה מכשיר אופטי שמסתובב סביב ציר אנכי.

היא משמשת כדי ליצור מישור אופקי כדי שיהיה ניתן לקבוע את גובה הנקודות ולסמנן, וניתן יהיה לחשב את ההפרשים.

המאזנות של LEICA GEOSYSTEMS מצוידות במעגל אופקי שהוא מאוד שימושי עבור יציאה בזוויות ישרות למשל במהלך מדידה של חתכי אורך.

בנוסף, ניתן להשתמש במאזנות כדי לקבוע מרחקים אופטיים עם דיוק של 0.1-0.3 מטר

הכנה למדידה

1. הארך את הרגליים של החצובה ככל הנדרש והדק את הברגים בחוזקה.

2. הצב את החצובה כך שצלחת החצובה תהא אופקית ככל האפשר והרגליים של החצובה יהיו נעוצות בקרקע.

3. עכשיו, ורק עכשיו, מקם את המכשיר על גבי חצובה ואבטח אותו עם בורג הקיבוע המרכזי.

פילוס המכשיר

לאחר ההכנה למדידה , אזן את המאזנת באמצעות בועת הפילוס.

סובב שניים מברגי הפילוס יחד בכיוון נגדי. האצבע של יד ימין שלך מצביעה על הכיוון בה הבועה צריכה לזוז. כעת השתמש בבורג השלישי כדי למרכז את הבועה.

כדי לבדוק אם המכשיר מפולס, סובב אותו ב180 מעלות. הבועה צריכה להישאר בתוך המעגל המוגדר. אם היא זזה, נדרש כיול של הפלס (עיין במדריך למשתמש) או פנה אלינו למעבדת השירות.

מנגנון פיצוי הפילוס דואג אוטומטית שהמאזנת תישאר מפולסת עד סוף המדידה. מנגנון פיצוי הפילוס מורכב ממנסרה אופטית אשר תלויה על מערכת פילוס אוטומטית שמכוונות את קרן האור אופקית למרכז הכוונת גם אם יש הטיה בטלסקופ המאזנת.

אם תקיש קלות על רגל החצובה, אז (בתנאי שהבועה ממורכזת) תראה איך קו הראייה מתנדנד סביב הנקודה אותה אתה מנסה לקרוא על הסרגל ותמיד מתייצב באותה הנקודה.

כך אפשר לבדוק אם מנגנון פיצוי הפילוס יכול לנוע בחופשיות.

כוונון נכון של עינית המכשיר למניעת שגיאת "פרלקס"

"פרלקס" זו שגיאה שמשפיעה על מכשירים אופטיים ואלקטרו-אופטיים כגון מאזנות ומערכות טוטאל סטיישן.

השגיאה מתרחשת כאשר מרכז הצלב אינו חופף למיקוד של מרכז התמונה של האובייקט שהמכשיר משקיף עליו (כלומר אין חפיפה בין הצלב של המאזנת לדמות של המטרה)

זה ניתן בקלות לזיהוי על-ידי הזזת הראש מעט למעלה-למטה או שמאלה-ימינה אל מול העינית. הצלב נראה בתנועה ולא נשאר ממוקם על הציר האופטי.

אם שגיאה זו לא תתוקן הקריאה של הצוות במאזנת או המטרה של הפריזמה הן שגויות וכתוצאה מכך יביאו לתוצאה שגויה.

כל פעם לפני תחילת המדידה בדוק את ההיסט (את שגיאת הפרלקס) ובמידת הצורך פתור זאת כך:

• כוון את הפוקוס בטלסקופ ע"י ניגודיות גבוהה או רקע בהיר (למשל פיסת נייר).

• התמקד על הצלב על-ידי שימוש בכוונן העינית המסתובב.

• עכשיו התמקד באובייקט או בפריזמה.

צלב העדשה והן האובייקט הנמדד כעת חופפים.

בדיקת קו הייחוס (מבחן שתי היתדות)

במאזנות חדשות למנגנון פיצוי הפילוס יש מתאם לטמפרטורת החדר כך קו הייחוס הוא אופקי גם אם המכשיר בהטיה קלה.

מצב זה משתנה אם יש תנודות בטמפרטורה של יותר מ10-15 מעלות, לאחר מסע ארוך, או אם המכשיר קיבל מכה. במקרים כאלו רצוי לבחון את קו הייחוס, במיוחד אם מודדים מרחקים לעבר יותר ממטרה אחת.

1. בשטח שטוח הגדר שני סרגלים, לא יותר. כאשר המרחק ביניהם לפחות 20 מטר

2. הצב את המכשיר כך שהמרחק בינו לבין כל סרגל יהיה בערך שווה. ( כ-10 מטרים)

3. קרא את שני הסרגלים וחשב את הפרשי הגבהים ביניהם (ראה חישוב).

4. סרגל א': 1.549

סרגל ב': 1.404

גובה: 0.145= ב'-א'

1. העבר את המכשיר כמטר אחד לפני הסרגל וקרא את הסרגל (לדוגמה א'= 1.496)

2. . חשב כנדרש את נקודה ב' (ראה חישוב).

3. סרגל א': 1.496

גובה: 0.145

סרגל ב': 1.351

1. הסתכל על תוצאת החישוב של סרגל ב'. אם הקריאה השנייה סוטה מהקריאה הנדרשת (הראשונה) ביותר מ3 מ"מ עלייך להתאים את קו הייחוס (עיין במדריך למשתמש). או לפנות אלינו לביצוע כיול במעבדה ![endif]--![endif]--

הבדל גובה בין שתי נקודות

העיקרון הבסיסי של המאזנת כרוכה בקביעת הפרשי הגבהים בין שתי נקודות.

כדי למנוע שגיאות שיטתיות הקשורות לתנאי השטח ומזג האוויר או שגיאה של קו הייחוס, המכשיר צריך להיות במרחקים שווים משתי הנקודות.

ההבדל הגובה מחושב על פי ההפרש בין קריאות הצוות במאזנת על הנקודות A ו- B בהתאמה.

יש על הצלב הנימות שני קווי עזר להערכת המרחק שעוזרים להסדיר את ההצטלבות באופן סימטרי.

על-ידי הכפלת המרווח בין קו העזר העליון לקו העזר התחתון ב- 100 ניתן להעריך את המרחק במטרים(למשל מרווח של 0.5 סנטימטר * 100= 5 מטרים).

הדיוק של מרחק המדידה: 10-30 ס"מ (4-12 אינץ')

דוגמה:

קריאה של קו עזר עליון- B 1.205

קריאה של קו עזר תחתון- A 0.996

אורך המקטע- ס"מ B-A= 0.209

המרחק- 100 * המרחק 0.209 = 20.9 מטר

בדיקת מרחק עם מאזנת אופטית

לצלב שבעינית יש שני קווי עזר שעוזרים ליצור הצטלבות סימטרית. המרווח שלהם היא כזאת ניתן לגזור את המרחק על ידי הכפלת המקטע שנקרא על הלטה פי 100.

דיוק המדידה ממרחק: 10 – 30 ס"מ (4 – 12 אינץ').

דוגמה:

קריאת קו העזר העליון B = 1.205

קריאת קו העזר התחתון A = 0.996

קריאת הלטה = I = B-A = 0.209

100 = המרחק X I = מטר 20.9

קו הפילוס

אם בין A ל- B קיים הבדל גובה נרחב, המרחק ביניהם נקבע על-ידי קו הפילוס. המרחק בין המטרות בדרך כלל נע בין 30 ל 50 מטרים. כשמודדים את המרחקים בין המטרות למכשיר עליהם להיות בערך זהים.

1. הצב את המכשיר על נקודה S1.

2. הצב את הסרגל בדיוק באנך על נקודה A. קרא ורשום את הגובה (קריאה אחורה בשרטוט מסומנת (R.

3. הזז את הסרגל והצב אותו על נקודת הביניים 1 (חשוב במקום בו הקרקע יציבה) קרא והקלט את הגובה (קריאה קדימה בשרטוט מסומן V).

4. הצב את המכשיר על נקודת הביניים S2. (השאר את הסרגל על נקודה 1).

5. בעדינות, סובב את הסרגל במקומו כך שהחלק הקדמי שלו יפנה למכשיר.

6. קרא והקלט את הגובה של הסרגל האחורי, וכך המשך להתקדם.

סכום הקריאות קדימה ואחורה של נקודות הביניים נרשם בפנקס האיזון וכאשר מחסרים אחד מהשני מתקבל הפרש הגובה בין A לB.

התווית נקודות גובה

בחפירה, נתווה את נקודה B כהפרש גובה= מטר (דלתא H) של המפלס במורד הרחוב (נקודה A).

1. הצב את המאזנת כך שהמרחקים בין נקודה A ל B יהיו בערך שווים.

2. הצב את הסרגל על נקודה A וקרא אחורה R= 1.305

3. הצב את הסרגל על נקודה B וקרא קדימה V= 2.520

4. הפרש הגובה h מהגובה הדרוש בנקודה B מחושב כך:

5. H = V – R – H delta = 2.520 – 1.305 -1.00 = +0.215 m

6. הכנס יתד בקרקע בנקודה B וסמן עליה את הגובה הנדרש (0.215 m מעל פני הקרקע)

בשיטה אחרת, הקריאה הנדרשת מחושבת מראש:

V = R – H delta = 1.305 – (-1.000) = 2.305

כעת יש לתקוע יתד בקרקע להצמיד אליו את הסרגל.

יש להעלות או להוריד את הסרגל עד אשר הקריאה הרצויה (2.305) תתקבל במאזנת ואז יש לסמן קו על היתד.

קו זה מייצג את הגובה הנדרש אליו יש להביא את הקרקע בנקודה זו.

חתך לאורך וחתך לרוחב

חתכי אורך ורוחב מיצירת תשתית ועד לתכנון מפורט והתוויה (כמו בהכנות לסלילת כביש), יעזרו בחישוב של חפירה ומילוי האדמה באופן מיטבי להתאמת הנתיבים לטופוגרפיה.

לפני מדידה של חתך אורכי (כמו כביש) יש להציב את הסרגלים במקום כלומר לציין את נקודות הביניים במרחקים שווים- דבר זה נעשה בדרך כלל ע"י מדידת מרחק בסרט מדידה או ע"י שימוש בטוטאל סטיישן לקביעת מיקום החתכים.

אז יוצרת המדידה האורכית לאורך הכביש קו פילוס המאפשר לחשב את הפרשי הגבהים. ניתן ליצור גם שרטוט רוחבי בנקודות הביניים, ובמאפייני שטח בולטים (בזוויות ישרות לשרטוט האורכי של קו הכביש).

גובה הקרקע של הנקודות נקבע בייחוס לגובה המאזנת הידוע לנו.

ראשית, מקם את הסרגל בנקודת ביניים ידועה. גובה המאזנת כולל את סכום הקריאה על הלטה וגובה נקודת הייחוס מעל פני הים (גובה אורתומטרי).

כעת חסר את קריאות הסרגל (בנקודות המדידה של חתכי האורך) מגובה המאזנת: כך יתקבלו הגבהים של הנקודות הנמדדות.

המרחק מגובה פני הים לנקודות השונות על חתכי האורך נקבע באמצעות סרט מדידה, טוטאל סטיישן או שימוש אופטי במאזנת.

אם נציב חתך רוחב גרפי, נקודות הגובה של האנכים יתבטאו באופן יחסי כהרבה יותר גבוהות (בערך פי 10) מאשר אם הרפרנס שלהן יהיה גובה פני הים.

המאזנת הדיגיטלית

LEICA GEOSYSTEMS היו החלוצים של המאזנות הדיגיטליות עם המאזנת הראשונה בעולם לעיבוד תמונות וקביעת גבהים באופן דיגיטלי.

על הסרגל ישנו ברקוד שנקרא לגמרי אוטומטית באופן אלקטרוני (ראו תמונה)

קריאות הסרגל והמרחקים מוצגים על מסך המאזנת וניתן לשמור אותן.

הגבהים של נקודות הצבת הסרגל מחושבים באופן רציף, וכך לא יכולות להיווצר שגיאות הקשורות לקריאה עצמה, לשמירת הנתונים או לחישוב. LEICA מציעה גם חבילת תוכנה לאחר התהליך של שמירת הנתונים.

הלייזר המסתובב (חיסכון בכוח אדם)

אם למשל באתר בנייה גדול, צריך להתוות מספר רב של נקודות בגבהים שונים, מדי פעם יהיה הגיוני להשתמש בלייזר מסתובב. במכשיר הלייזר המסתובב, נקבל קו אופקי שישמש לנו כרפרנס למדידת הגבהים.

על הסרגל מרכיבים את גלאי הלייזר- נעלה אותו למעלה/ נוריד אותו למטה- עד שנקלוט את קרן הלייזר והיא תפגע במרכז. אז נוכל לקרוא את הגובה היישר מהסרגל. אין צורך לעמוד ולצפות בצד הלייזר עצמו.

למעשה מדובר במערכת פילוס המופעלת ע"י משתמש בודד. אין צורך שיעמוד אדם נוסף ליד המאזנת.

מכשירי הפילוס הם הנדבך הבסיסי של מכשור למדידות גובה ואיזון. ישנם כמובן מגוון מכשירים שונים לצרכים מיוחדים.

אנו מקווים שתפיקו תועלת מהמידע המוגש כאן!

במידה וישנן שאלות נוספות בנוגע למידע שבמאמר או בנוגע ליישומים שלא פורטו כאן ונדרשים לכם, אתם מוזמנים לפנות אלינו ונשמח לענות.

בני אלי אטקס מכשירי מדידה והנדסה בע"מ​

השדרה 1, מושב צופית

טל: 09-7415043

דוא"ל: info@etkes.com