При наклоне оси нивелира подъемными винтами

Лабораторная работа №1

«Определение углаi»

Цель работы:выполнить поверку определения угла i

Инструменты: Нивелир Ni-002, тренога, инаврная рейка, рулетка.

Угол i, т.е. проекция на отвесную плоскость угла между осью уровня и визирной осью трубы, должен быть меньше 10".

Поверку можно производить двойным нивелированием вперед с концов линии длиной 50 м.

Для этого на концах линии забивают по одному костылю или деревянному колу с гвоздем. Затем рядом с одним из костылей устанавливают нивелир, а на другом - рейку. Нивелир устанавливают так, чтобы окулярный конец трубы отстоял от рейки на 2-3 см, при этом зрительная труба должна быть направлена на дальнюю рейку. Приводят нивелир и рабочее положение, устанавливают отсчетный барабан микрометра на отсчет 50 (при определений угла i у нивелира типа Н-05), наводят нивелир на дальнюю рейку, элевационным винтом совмещают изображения концов цилиндрического уровня и отсчитывают по основной и дополнительной (черной стороне) шкалам рейки Д1. Отсчеты по дальней рейке делают по средней нити нивелира. Для отсчетов по ближней рейке целесообразно использовать пластинку-движок из тонкого прозрачного целлулоида с горизонтальной чертой. Наблюдатель смотрит через объектив на рейку, а помощник по его команде устанавливает движок так, чтобы горизонтальный штрих был виден точно в середине отверстия. При таком положении движка помощник отсчитывает по основной и дополнительной шкалам ближней рейки А1. Отсчеты А и Д делают в делениях рейки, с ошибкой 0,5 мм.

При исследовании нивелиров Н-3 и Н-10 измеряют высоту прибора при помощи рейки между головкой костыля и центром окуляра с ошибкой 1 мм.

После этого переносят нивелир ко второму костылю и выполняют измерения, аналогичные измерениям на первой точке. Получают отсчеты Д2и А2. Перечисленные действия составляют один прием. Значение угла i вычисляют по следующим формулам:

X = (А1+А2)/2-(Д1+Д2)/2;

i= Xρ"/L,

где Д1; Д2 и A1, A2- соответственно отсчеты по дальней и ближней рейкам, полученные на первой и второй точках; L – расстояние между костылями (в мм), измеренное дальномером нивелира; ρ" = 206265.

При исследовании нивелиров делают 2 приема. Не снимая нивелир, выполняют все вычисления и находят среднее значение угла i. Расхождения между значениями угла i, полученные в приемах, не должно превышать 3"у высокоточных и 5" у всех остальных типов нивелиров. Если среднее значение угла i больше 10", то исправляют положение цилиндрического уровня.

Исправление угла iу отдельных типов нивелиров (например, Н-05) можно выполнять вращением защитного стекла, находящегося перед объективом зрительной трубы. Защитное стекло у таких нивелиров выполнено в виде оптического клина с небольшим углом преломления. Для того чтобы уменьшить величину угла i, открепляют стопорный винт и вращают защитное стекло до тех пор, пока отсчет по рейке не станет равным Д'осн, при этом следят, чтобы изображения концов пузырька уровня не расходились.

У нивелиров с компенсатором поверку осуществляют теми же способами, что и у нивелиров с уровнем. При исправлениях перемещают сетку нитей или поворачивают защитное стекло, находящееся перед объективом. В описании нивелира указывают, каким способом следует исправлять угол i. У нивелиров Ni-002 угол i в полевых условиях исправить нельзя, поэтому эти нивелиры юстируют в мастерской. У цифровых нивелиров поверку угла i производят в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Таблица 1 - Определение угла i у нивелира

L=50,0 м

Номер поуприема	Номер костылья	Высота нивелира А	Отсчеты по дальней рейке Д	Х (в делениях рейки)	i
		3109,7 9174,8	3068,3 9144,4	+0,359
6142,3	6106,4
		2972,6 9036,7	2941,4 9004,9	+0,315
6004,7	5973,2
		2949,8 9015,1	2927,7 8984,2	+0,265
5982,5	5956,0
		3085,9 9161,0	3063,2 9119,3	+0,322
6123,5	6091,3

Лабораторная работа №2

«Определение качества работы компенсатора нивелира в полевых условиях»

Цель работы:определить качество работы компенсатора нивелира в полевых условиях

Инструменты: Нивелир Ni-002, тренога, инаврная рейка, рулетка.

Проверка работоспособности компенсатора нивелира должна включать: определение систематической погрешности компенсации и диапазона работы.

В полевых условиях погрешность работы компенсатора σк определяют следующим образом.

Нивелир располагают в середине створа между двумя рейками, установленными по уровню и укрепленными с помощью рейкодержателей.

Наблюдения выполняют сериями, общее число которых должно быть не менее 2. Перед взятием отсчетов по рейкам оси нивелира задают наклоны I–V подъемными винтами

Рисунок 1. Положение пузырька установочного уровня

при наклоне оси нивелира подъемными винтами

В каждой серии для каждого наклона оси определяют превышение по основной и дополнительной шкалам реек. У двухсторонних реек - по черной и красной сторонам. Перед каждой серией изменяют высоту прибора. Для высокоточных нивелиров проверку выполняют при расстояниях между рейками 10, 50 м; для точных нивелиров – 10 и 75 м; для технических – 100 м.

Систематическую погрешность компенсации σк на 1' наклона оси нивелира вычисляют по формуле:

где hν, h0 – превышения, полученное при наклоне оси нивелира и при ν=0; Д - расстояние до рейки.

Таблица 1 - Определение качества работы компенсатора нивелира в полевых условиях

Номер серии измерении	Измеренное превышение h, мм
При положении пузырька в нуль-пункте	При продольном наклоне на угол	При поперечном наклоне на угол
+10	-10	+10	-10
	3095,8 3096,0 3095,7 3095,8	3096,0 3096,1 3095,9 3096,1	3095,6 3095,9 3095,8 3095,7	3095,9 3096,0 3095,8 3095,0	3095,8 3095,8 3095,9 3096,0
hср, мм dh, мм σк	3095,8	3096,0 0,2 -0,05̎	3095,8 0,0 0,0̎	3095,7 -0,1 -0,3̎	3095,9 0,1 0,3̎

Лабораторная работа №3

«Определение цены деления уровня нивелира по рейке»

Цель работы:Определить цену деления уровня нивелира по рейке.

Инструменты: Нивелир Ni-004, тренога, инаврная рейка, рулетка.

Цена деления уровня зависит от изменения температуры воздуха. Поэтому перед выездом на полевые работы необходимо убедиться, не изменяется ли цена деления уровня и в каких пределах.

Эти исследования лучше всего выполнять в облачную или пасмурную погоду, при небольшом ветре. Нивелир должен быть хорошо защищен от попаданий на него солнечных лучей.

Выбирают ровную площадку длиной более 50 м, на концах которой забивают костыли или колья с гвоздями. Над одним из костылей за2-3 ч до начала исследований устанавливают нивелир, вблизи которого подвешивают термометр. Исследования нивелиров типа Н-05 делают четырьмя приемами, два приема - утром и два вечером. Между приемами изменяют высоту нивелира. В начале и конце каждого приема измеряют температуру воздуха. Расстояние между костылями определяют металлической лентой или рулеткой с ошибкой не более 0,2 м. Приводят нивелир в рабочее положение, наводят зрительную трубу на рейку, вращением элевационного винта точно совмещают биссектор сетки нитей с одним из штрихов рейки или наводят среднюю нить на край шашки, при этом изображения концов пузырька уровня должны располагаться так, чтобы один находился вблизи нуля, а по другому отсчет был максимальным. Отсчеты по микрометру во время исследований должны оставаться неизменными. Вращением элевационного винта точно наводят биссектор (или среднюю нить) на следующий смежный штрих рейки и делают все необходимые отсчеты. Наведения продолжают до тех пор пока можно производить отсчеты по концам пузырька уровня. После этого приступают к наблюдениям в обратном ходе. Поворачивают элевационный винт примерно на 1/4 оборота, вращением его в обратном направлении наводят на те же штрихи рейки, что и в прямом ходе, и делают отсчеты по концам пузырька уровня. Эти действия составляют один полуприем. Изменив высоту нивелира подъемными винтами или поворотом отсчетного барабана, приступают ко второму полуприему. Наблюдения и отсчеты выполняют также как в первом полу приеме.

В прямом ходе биссектор всегда наводят на штрих рейки вращением элевационного винта на ввинчивание, в обратном – на вывинчивание.

Последующие три приема не приводятся.

Цену деления уровня τ вычисляют по формуле:

где s- расстояние от нивелира до рейки, мм;

n - число штрихов на рейке, на которые наводили биссектор в полуприеме;

μ - расстояние между смежными штрихами рейки, мм; r – смещение пузырька уровня при наклоне зрительной трубы на μ.

Расхождения между значениями цены деления уровня τ на 2 мм, определенными на экзаменаторе и при помощи рейки, не должны быть более0,5" у нивелиров Н-05 и 3" - у нивелиров Н-3 и Н-10.

Если нет экзаменатора и необходимо более тщательно исследовать цилиндрический уровень, то для определения цены деления уровня используют рейку со штрихами через 1 мм или микрометр нивелира. Рейку предварительно эталонируют, используя для этого контрольную линейку. Нивелир в этом случае устанавливают на расстоянии ~ 20 м от рейки. Для каждого интервала вычисляют τ и на основе сравнения делают вывод о пригодности нивелира.

Таблица 1 - Определение цены деления уровня нивелира по рейке

Номер приема	t воздуха, С	Отсчет по рейке	Отсчеты по уровню	П-Л	Расстояния по рейке, мм	Число полуделений уровня, r
Прямой ход	Обратный ход	Прямой ход	Обратный ход	Среднее
Л	П	Л	П
	+19,8	29,6 29,6 29,8	1,8 13,3 24,3	23,7 13,6 7,9	2,4 12,3 23,8	22,8 12,7 2,1	+21,9 +0,3 -22,4	+20,4 +0,4 -24,7	-21,15 +0,35 -23,55		20,8 21,2
	+19,8	90,2 90,3 90,4	2,5 12,6 23,0	22,8 12,7 2,2	1,9 12,5 22,6	23,3 12,7 2,3	+22,3 +0,1 -2,08	+21,4 +0,2 -20,3	+21,85 +0,15 -20,55 Сумма		21,7 20,9   86,1

Лабораторная работа №4

«Определение коэффициента дальномера и асимметрий нити»

Цель работы: Определить цену деления уровня нивелира по рейке.

Инструменты: Нивелир Н-05, тренога, инаврная рейка, рулетка.

Коэффициент дальномера и асимметрию нитей определяют перед выездом в поле. Для определения коэффициента выбирают ровную площадку с уклоном менее 0,5°, удобную для измерения расстояний мерной лентой или металлической рулеткой с относительной погрешностью не более 1:1500. Забивают два костыля или кола на расстоянии 50 м друг от друга.

Над первым костылем с ошибкой 1 см устанавливают нивелир, а на втором - рейку. Делают отсчеты по дальномерным штрихам и средней нити по основной и дополнительной шкалам рейки. Затем наклоняют зрительную трубу в разные стороны так, чтобы изображение пузырька уровня сместилось на 4 -5 делений и отсчитывают по основной и дополнительной шкалам рейки. Изменяют высоту нивелира и повторяют все измерения.

При исследованиях нивелиров с компенсатором после первых отсчетов по основной и дополнительной шкалам изменяют высоту нивелира (пять раз).

При исследовании нивелиров Н-3 и Н-10 отсчитывают только по черной стороне рейки без изменения высоты нивелира.

Коэффициент дальномера вычисляют по формуле, если зрительная труба нивелира имеет постоянную дальномера С:

K = (Д - С)/(н- в)ср,

где С- постоянная дальномера, взятая из описания нивелира;

Д - длина базиса, мм;

(н - в)ср - среднее из разности отсчетов по нижнему и верхнему дальномерным штрихам, мм.

При С, равном нулю, формула принимает вид

K = Д/(н - в)ср.

Коэффициент К не должен отличаться от 100% более чем на 1%. Одновременно находят асимметрию нитей (в %) по формуле:

где с,в, н - отсчеты по соответствующим штрихам сетки нитей.

Асимметрия не должна быть более 0,5%.

При вычислении длин секций, измеренных нивелиром, у которого постоянная дальномера C = 0, следует пользоваться формулой:

где lз и ln – разности отсчетов по дальномерным штрихам при визировании на заднюю и переднюю рейки. Если отсчеты делали по средней нити и одному дальномерному штриху, то Σ(lз + ln) следует увеличить в два раза;

К - коэффициент дальномера;

n - число станций в секции;

С - постоянная, взятая из паспорта нивелира.

Таблица 1 - Определение коэффициента дальномера и асимметрии нитей нивелира

Положение нивелира	Положение пузырька уровня	Отсчеты по нитям	с-в н-с	а, ½ мм	l = н-в, ½ мм
	На середине
Смещен к окуляру
Смещен к объективу
	На середине
Смещен к окуляру
Смещен к объективу

Таблица 2 – Определение коэффициента дальномера

Отсчеты по дальномерным нитям	н-в
в н в н в н
	Среднее =