Устройство геодезических приборов.
Устройство геодезических приборов.
Устройство теодолитов.
Принципиальная схема устройства теодолита показана на рис. 7.3. В отверстие подставки 2, опирающейся на три подъёмных винта 1, входит ось вращения лимба 3, в которую в свою очередь входит ось алидады 4.
 | Рис. 7.3. Схема устройства теодолита: ii - ось вращения алидады; tt - ось вращения трубы; ss - визирная ось трубы; uu - ось уровня алидады. |
Лимб это стеклянный круг, по скошенному краю которого нанесены деления с оцифровкой от 0 до 360º по часовой стрелке.
Алидада - верхняя часть прибора, расположенная соосно с лимбом. Алидада несет стойки 6, на которые опирается ось tt вращения зрительной трубы 8 с вертикальным кругом 7. Установка оси ii вращения алидады в отвесное положение выполняется тремя подъёмными винтами подставки по цилиндрическому уровню 5.
Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами для их установки в неподвижное положение и наводящими винтами для плавного их вращения.
Зрительная трубаслужит для обеспечения точности наведения на визирные цели. Трубы бывают с прямым и обратным изображением.
 | Рис. 7.4. Зрительная труба |
Оптическая система трубы (рис. 7.4.) состоит из объектива 1, окуляра 2 и фокусирующей линзы 3, которую с помощью специального устройства - кремальеры 5, перемещают вдоль геометрической оси трубы. Между фокусирующей линзой и окуляром помещена сетка нитей 4 – деталь, несущая стеклянную пластину с нанесёнными на нее вертикальными и горизонтальными штрихами. При измерении углов перекрестие штрихов – центр сетки нитей, наводят на изображение визирной цели.
Сетка нитей имеет четыре исправительных винта, позволяющих перемещать ее в горизонтальном и вертикальном направлениях.
Линия, проходящая через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей, называется визирной осью.
Увеличением трубы называется отношение угла, под которым изображение предмета видно в трубе, к углу, под которым предмет виден невооружённым глазом. Практически увеличение трубы равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Трубы геодезических приборов имеют увеличение от 15´ до 50´ и более.
Полем зрения трубы называется пространство, видимое в трубу при её неподвижном положении. Обычно оно бывает от 1 до 2º.
Визированием называют наведение трубы на цель. Точность визирования зависит от увеличения трубы и приближенно равна
,
где v´ – увеличение зрительной трубы, а 60²– средняя разрешающая способность глаза.
Для визирования трубу фокусируют “по глазу” и “по предмету”. При этом, глядя в трубу, вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются чёткого изображения сетки нитей, а перемещением фокусирующей линзы 3 - чёткого изображения наблюдаемого предмета.
Отсчётные устройства служат для взятия отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Они снабжены отсчетными микроскопами. Различают микроскопы штриховые, шкаловые и микроскопы с оптическими микрометрами.
В штриховом микроскопе отсчет с точностью 1¢ берут по положению нулевого штриха алидады а (рис. 7.5, а), интерполируя минуты на глаз.
 | в) |  |
Рис. 7.5. Поле зрения отсчётных микроскопов:
а - штрихового (отсчёт по горизонтальному кругу 159º46’, по вертикальному 350º48’); б - шкалового (отсчёт по горизонтальному кругу 295º36’, по вертикальному -4º47’);
в - оптического микрометра (отсчет 145º23’14’’).
Шкаловый микроскоп имеет две шкалы, совмещённые с лимбами вертикального и горизонтального кругов (рис. 7.5, б). Отсчёты берут по градусным штрихам лимбов. Шкала вертикального круга теодолита 2Т30 имеет два ряда подписей. Если перед градусным делением отсутствует знак, отсчёт делают так же, как и по горизонтальному кругу. Если перед цифрой градусов стоит минус, то минуты считывают по шкале от -0 до -6 (справа налево).
Точные теодолиты снабжены микроскопами с оптическим микрометром (рис. 7.5, в). Градусы отсчитывают по основной шкале после совмещения верхнего и нижнего изображений штрихов горизонтального (или вертикального) круга, а минуты и секунды читают по шкале микрометра.
Устройство нивелиров.
Нивелиры с уровнем при трубе снабжены точным цилиндрическим уровнем, приводимым для измерений вместе со зрительной трубой в горизонтальное положение вручную. Нивелирами с уровнем при трубе являются нивелиры российского производства Н-3, Н-05, 3Н5Л и др.
Нивелиры с компенсатором углов наклона отличаются наличием устройства, автоматически приводящего визирную ось зрительной трубы в горизонтальное положение. Компенсатор работает в пределах 12 - 15¢, поэтому прибор предварительно устанавливают в рабочее положение по круглому уровню. Такими нивелирами являются Н-3К, 3Н2КЛ и др.
Нивелиры с оптическим микрометром (например, нивелир Н-05) имеют перед объективом стеклянную пластину, повороты которой вокруг ее горизонтальной оси смещают лучи света параллельно самим себе. Это позволяет наводить визирную ось точно на штрих рейки. Величина смещения измеряется оптическим микрометром, чем достигается высокая точность отсчета по рейке.
Лазерные нивелиры излучают видимый пучок света. Отсчет берут по световому пятну на рейке.
Цифровые нивелиры автоматически формируют отсчет по рейке, шкала которой представляет собой штриховой код. Снабжены компенсатором углов наклона. Отсчеты по рейкам регистрируются на магнитном носителе. Примером такого прибора является нивелир SDL30M, Япония.
По точности нивелиры делят на высокоточные, точные и технические в зависимости от величины средней квадратической погрешности mh измерения превышения на 1 км двойного хода (табл. 9.1).
Таблица 9.1
| Типы нивелиров | Точность | Примеры нивелиров |
| Высокоточные | mh £ 0,5 мм | Н-05 (Россия), PL1 (Япония) |
| Точные | mh £ 3 мм | 3Н2КЛ, Н-3, Н-3К (Россия), С300 (Япония), DSZ3(Китай) |
| Технические | mh £ 5 мм | 3Н5Л (Россия), АТ20D (Китай) |
Нивелир с уровнем при трубе
Нивелиром с уровнем при трубе является, например, нивелир Н-3. Его устройство показано на рис. 9.3.
Для выполнения измерений нивелир устанавливают на штативе и подъемными винтами 7 приводят в нульпункт пузырек круглого уровня 5. Пользуясь закрепительным 3 и наводящим 4 винтами, наводят зрительную трубу на рейку. Вращением диоптрийного кольца окуляра 10 фокусируют трубу “по глазу” и вращением головки фокусирующего винта 2 - “по предмету”. В поле зрения трубы будут видны штрихи сетки нитей, изображение нивелирной рейки и в отдельном окошке - изображения двух половинок цилиндрического уровня (рис. 9.4).
Рис. 9.3. Устройство нивелира Н-3:
Зрительная труба; 2 - фокусирующий винт зрительной трубы; 3, 4 – закрепительный и наводящий винты; 5 – круглый уровень; 6 – исправительные винты круглого уровня; 7 – подъемные винты; 8 - подставка; 9 – элевационный винт; 10 – окуляр с диоптрийным кольцом для фокусировки трубы по глазу; 11 – исправительные винты цилиндрического уровня; 12 – цилиндрический уровень.
Вращая элевационный винт 9 (рис. 9.3), изменяющий наклон трубы 1 и цилиндрического уровня 12, приводят ось уровня в горизонтальное положение. Ось уровня горизонтальна, если его пузырек находится в нульпункте, на что указывает совмещение концов изображений половинок уровня в поле зрения трубы (рис. 9.4). Отсчет берут по среднему штриху сетки нитей.
 | Рис. 9.4. Поле зрения зрительной трубы нивелира: отсчет по рейке равен 1449 мм |
2.Журнал измерений горизонтальных углов теодолитом (способом приемов)
| Станция | Точка наблюдения | Положение вертикального круга | Отсчет по горизонтальному кругу | Угол, полученный из полуприема | Среднее значение угла | Примечание | |||
| ◦ | ' | ◦ | ' | ◦ | ' | ||||
| КЛ | |||||||||
| КП | |||||||||
| КЛ | |||||||||
| КП | |||||||||
| КЛ | |||||||||
| КП | |||||||||
| КЛ | |||||||||
| 46,5 | |||||||||
| КП | |||||||||
| КЛ | |||||||||
| КП | |||||||||
3. Журнал измерений горизонтальных углов и длин линий теодолитного хода
| № станции | № точки | Отсчет по гори- зонтальному кругу | Значение угла из полуприема | Среднее значение угла | Длина линии, м | Угол наклона | Примечание | ||||
| ◦ | ' | ◦ | ' | ◦ | ' | ◦ | ' | ||||
| КЛ КП | 20,5 20,5 | 13,5 14,5 | 14,0 | (1) – (2) 26,76 26,75 26,76 | +0 | Теодолит 2Т30 №45686 | |||||
| КЛ КП | 02,0 02,0 | 0,20 | (2) – (3) 58,40 58,38 58,39 | -2 | |||||||
| КЛ КП | 06,5 | 55,0 55,5 | 55,2 | (3) – (4) 70,49 70,51 70,50 | -0 | ||||||
| КЛ КП | 49,5 25,5 | 36,5 36,5 | 36,5 | (4) – (5) 90,59 90,61 90,60 | +1 | ||||||
| КЛ КП | 08,5 | 10,5 10,0 | 10,2 | (5) – (1) 76,33 76,33 76,33 | +0 |
Устройство геодезических приборов.
Устройство теодолитов.
Принципиальная схема устройства теодолита показана на рис. 7.3. В отверстие подставки 2, опирающейся на три подъёмных винта 1, входит ось вращения лимба 3, в которую в свою очередь входит ось алидады 4.
| | Рис. 7.3. Схема устройства теодолита: ii - ось вращения алидады; tt - ось вращения трубы; ss - визирная ось трубы; uu - ось уровня алидады. |
Лимб это стеклянный круг, по скошенному краю которого нанесены деления с оцифровкой от 0 до 360º по часовой стрелке.
Алидада - верхняя часть прибора, расположенная соосно с лимбом. Алидада несет стойки 6, на которые опирается ось tt вращения зрительной трубы 8 с вертикальным кругом 7. Установка оси ii вращения алидады в отвесное положение выполняется тремя подъёмными винтами подставки по цилиндрическому уровню 5.
Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами для их установки в неподвижное положение и наводящими винтами для плавного их вращения.
Зрительная трубаслужит для обеспечения точности наведения на визирные цели. Трубы бывают с прямым и обратным изображением.
| | Рис. 7.4. Зрительная труба |
Оптическая система трубы (рис. 7.4.) состоит из объектива 1, окуляра 2 и фокусирующей линзы 3, которую с помощью специального устройства - кремальеры 5, перемещают вдоль геометрической оси трубы. Между фокусирующей линзой и окуляром помещена сетка нитей 4 – деталь, несущая стеклянную пластину с нанесёнными на нее вертикальными и горизонтальными штрихами. При измерении углов перекрестие штрихов – центр сетки нитей, наводят на изображение визирной цели.
Сетка нитей имеет четыре исправительных винта, позволяющих перемещать ее в горизонтальном и вертикальном направлениях.
Линия, проходящая через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей, называется визирной осью.
Увеличением трубы называется отношение угла, под которым изображение предмета видно в трубе, к углу, под которым предмет виден невооружённым глазом. Практически увеличение трубы равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Трубы геодезических приборов имеют увеличение от 15´ до 50´ и более.
Полем зрения трубы называется пространство, видимое в трубу при её неподвижном положении. Обычно оно бывает от 1 до 2º.
Визированием называют наведение трубы на цель. Точность визирования зависит от увеличения трубы и приближенно равна
,
где v´ – увеличение зрительной трубы, а 60²– средняя разрешающая способность глаза.
Для визирования трубу фокусируют “по глазу” и “по предмету”. При этом, глядя в трубу, вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются чёткого изображения сетки нитей, а перемещением фокусирующей линзы 3 - чёткого изображения наблюдаемого предмета.
Отсчётные устройства служат для взятия отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Они снабжены отсчетными микроскопами. Различают микроскопы штриховые, шкаловые и микроскопы с оптическими микрометрами.
В штриховом микроскопе отсчет с точностью 1¢ берут по положению нулевого штриха алидады а (рис. 7.5, а), интерполируя минуты на глаз.
| | в) | |
Рис. 7.5. Поле зрения отсчётных микроскопов:
а - штрихового (отсчёт по горизонтальному кругу 159º46’, по вертикальному 350º48’); б - шкалового (отсчёт по горизонтальному кругу 295º36’, по вертикальному -4º47’);
в - оптического микрометра (отсчет 145º23’14’’).
Шкаловый микроскоп имеет две шкалы, совмещённые с лимбами вертикального и горизонтального кругов (рис. 7.5, б). Отсчёты берут по градусным штрихам лимбов. Шкала вертикального круга теодолита 2Т30 имеет два ряда подписей. Если перед градусным делением отсутствует знак, отсчёт делают так же, как и по горизонтальному кругу. Если перед цифрой градусов стоит минус, то минуты считывают по шкале от -0 до -6 (справа налево).
Точные теодолиты снабжены микроскопами с оптическим микрометром (рис. 7.5, в). Градусы отсчитывают по основной шкале после совмещения верхнего и нижнего изображений штрихов горизонтального (или вертикального) круга, а минуты и секунды читают по шкале микрометра.
Устройство нивелиров.