I
Eén van de factoren is de gevoeligheid van de compensators voor
allerlei invloêden. Met name hieraan wil ik thans enige aandacht
schenken.
Zowel uit de literatuur als uit eigen ervaring bij de Meetkundige
Dienst blijkt, dat de gevoeligheid van compensators voor magne
tisme, temperatuur en schokken nog steeds zorgen baart.
Magnetisme
De magnetische gevoeligheid van compensatorinstrumenten is
ontdekt in Duitsland. Tijdens metingen van bepaalde trajecten in
de periode 1968 - 1974 constateerde men systematische ver
schillen tussen meetresultaten verkregen met niveau-instrumenten
en compensatorinstrumenten. Hermetingen met de Wild N3 (een
primair niveau-instrument) bevestigden het vermoeden, dat de
oorzaak lag bij de compensatorinstrumenten.
Toen de verschillen bovendien afhankelijk bleken van het azimut,
werd een relatie vermoed met het aardmagnetische veld. Simula-
tieproeven waarbij compensatorinstrumenten in een homogeen
magnetisch veld werden geplaatst, bevestigden de juistheid van
dit vermoeden.
In het begin van de tachtiger jaren werden systematische fouten
gemeld tot =1,5 mm/km. Thans lezen we over verbeteringen tot
ongeveer =0,02 mm/km door andere materiaalkeuze en/of kooi
constructies rond de compensator ter afscherming van het aard
magnetische veld. Bij een aantal fabrikanten lijken deze problemen
te zijn opgelost.
Bij de inzet van compensatorinstrumenten dient men ook verdacht
te zijn op lokale magnetische velden veroorzaakt door gelijk- en/of
wisselstroom, zoals bijvoorbeeld bij boven- en ondergrondse lei
dingen.
4.4
4.0
3.6
3.2
E
2.8
O
in
2.4
2 0
E
1.6
1.2
0.8
04
0
10 20
30 40 50
minuten
60 70 80 90
Fig. 2. Voorbeeld van vizierlijnvariaties gevonden bij een tempera-
tuurstest 145° C naar 20° C) van een compensatorinstrument.
Temperatuur
Zowel uit de internationale literatuur als uit eigen waarnemingen
blijkt, dat waterpasinstrumenten in meer of mindere mate gevoelig
zijn voor temperatuur. In fig. 2 is het resultaat te zien van één van
de temperatuursproeven, uitgevoerd door de Meetkundige Dienst.
De curve toont de vizierlijnafwijking, uitgezet tegen de tijd, van
een instrument dat is opgewarmd tot 45° C en vervolgens op na
tuurlijke wijze is afgekoeld naar een kamertemperatuur van 20° C.
Het is opvallend hoe lang temperatuurinvloeden merkbaar zijn.
Zelfs na 80 minuten is de situatie niet stabiel. In deze curve zien
we vizierlijnveranderingen van 0,05 mm tot 0,10 mm per minuut.
De invloed van een langzaam van richting veranderende vizierlijn
is, bij uit het midden waterpassen, vergelijkbaar met een langzaam
stijgend instrument (in de curve de eerste 15 minuten) of lang
zaam zakkend instrument (in de curve van minuut 15 tot ongeveer
minuut 85). Zoals bekend, doen zakkende instrumenten de kans
op een positief teken van de sectie- en trajectsluitterm toenemen.
Schudden
Voor velen zal het vermoedelijk onbekend zijn, dat door het schud
den van het instrument tijdens het transport van opstelpunt naar
opstelpunt vizierlijnsprongen en drift kunnen ontstaan. Bij het ene
instrument is dit veel, bij het andere weinig. De curve in fig. 3 is
het resultaat van een simulatieproef van een willekeurig instru
ment uitgevoerd door de Meetkundige Dienst.
De verticale as geeft de vizierlijnafwijking weer in mm/50 m en de
horizontale as de tijd. Elke hele minuut is het instrument enige ke-
1.6
E
1.2
O
in
0.8
E
0.4
E
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
minuten
Fig. 3. Voorbeeld van vizierlijnsprongen en drift gevonden bij een
schudtest van een compensatorinstrument.
ren flink geschud. Direct voor en na het schudden is de vizierlijn
afwijking gemeten. In de curve geven de verticale lijnen de vizier
lijnsprongen weer en de schuine lijnen de drift. Wanneer deze drift
na vele vizierlijnsprongen dezelfde richting opgaat, is er sprake van
systematiek.
Als goed vanuit het midden wordt gewaterpast, hebben vizier
lijnsprongen geen invloed op het resultaat van doorgaande water
passingen, vooropgesteld dat tussen het aflezen van de achter- en
voorbaak niets gebeurt. Het passeren van bijvoorbeeld een zware
vrachtwagen kan al funest zijn, doordat zware grondtrillingen die
zich voortplanten naar statief en instrument, ongemerkt een vizier-
lijnsprong kunnen doen ontstaan.
Aan de richting van de drift in deze curve (er zijn andere curves
met andere richtingen) zien we, dat per slag de eerste aflezing een
grotere positieve fout heeft dan de tweede aflezing. Dit uitgewerkt
in een theoretisch getallenvoorbeeld van een secundaire water
passing:
Getallenvoorbeeld (simulatie) van de invloed van drift
voor. achter,
baak baak
achter.
voor
baak
baa k
heengang
teruggang
Gemeten hoogteverschil (m) van
0,0002) - (1,5000 0,0001)
0,1001
Gemeten hoogteverschil (m) van
0,0002) - (1,6500 0,0001)
- 0,9999
Resumtie:
A naar B: (1,6000
0,1000 0,0001
B naar A: (1,5500
- 0,1000 0,0001
punt-
num-
mer
A
B
hoogte
verschil
heen
gang (h)
(m)
0,1001
hoogte
verschil
terug
gang (t)
(m)
- 0,9999
gemiddeld
hoogte
verschil
(h-t) 2
(m)
0,1000
sluitterm
v h t
(mm)
0,2
de drift in het gemiddelde hoogteverschil is geëlimineerd
(onder aanname dat de drift in de heengang even groot is als
in de teruggang, hetgeen in de praktijk onwaarschijnlijk is);
de drift bij dit instrument de kans op een positief teken van de
sectie- en trajectsluitterm doet toenemen.
De drift kan zo groot zijn, dat sectie- en trajectsluittermen niet of
moeizaam binnen de toleranties te krijgen zijn. Het is dan de
druppel die de emmer doet overlopen. Een instrument dat een
karakteristiek bezit overeenkomstig de getoonde curve, geeft zeer
waarschijnlijk problemen. Per slag of per twee slagen doet een
wisselende afleesvolgorde de sluitterm inderdaad verkleinen;
eigenlijk is men dan met een primaire waterpassing bezig en dat
is iets wat we om bedrijfseconomische redenen niet willen. De
oplossing moet instrumenteel zijn.
Deze fouten zijn uiteraard niet van belang voor metingen zoals
lengte- en dwarsprofielen, maar wel voor zettingsmetingen zoals
bij de Oosterscheldewerken en de Willemsspoortunnel. Heel
recent zijn dit soort problemen opgetreden in het gasveld Gro
ningen. Het zal duidelijk zijn dat, naast onder andere service, voor
noemde aspecten moeten meewegen bij de instrumentkeuze.
24
NGT GEODESIA 88
