Предварительные замечания и рекомендации

а) Конструкция маятникового рычага, на конце которого закреплена призма компенсатора, предусматривает возможность изменения его длины путём раздвижения двух его частей с помощью регулировочного винта с накатанной головкой. С «неподвижной» частью рычага жёстко связана ось, концы которой установлены в подшипники качения. Вместе с осью они выполняют функцию шарикоподшипниковой подвески рычага. Эта часть рычага в месте сопряжения с «подвижной» его частью содержит призматическую направляющую, охватываемую «вилкой» перемещаемой части рычага. На «неподвижной» части рычага закреплена шкала, по делениям которой оценивают величину раздвижки двух частей рычага. Цена деления этой (основной шкалы) составляет 0,8 мм. На подвижной же части рычага закреплён нониус (цена его деления составляет 0,75 мм). Приводной винт, который может лишь вращаться, закреплён на «неподвижной» части рычага. На «подвижной» же части рычага закреплена гайка. Таким образом, при завинчивании винта общая длина рычага уменьшается, что находится в соответствии с оцифровкой шкалы.

В процессе работы для оценки положения регулируемой части рычага рекомендуется пользоваться основной шкалой и нулевым штрихом нониуса.Причём, рекомендуется изменение длины рычага производить на целое число делений основной шкалы.

б) При изменении длины рычага происходит расфокусировка изображения штрихов сетки коллиматора, поскольку изменяется положение призмы БР-180° вдоль оптической оси. Восстановить фокусировку можно как смещением окулярного микрометра со втулкой при отпущенном стопорном винте в кронштейне, так и перемещением объектива. Первая регулировка нежелательна, так как может нарушиться параллельность биссектораокуляр-микрометра по отношению к штриху сетки коллиматора, да и усилие зажима стопорного винта будет влиять на положение окуляр-микрометра. Вторая регулировка может производиться лишь квалифицированным специалистом, поскольку сопряжение объектива с оправой осуществляется не по резьбе, а по плотной скользящей посадке при большом диаметре. Поэтому при возникновении расфокусировки следует обращаться к преподавателю, ведущему занятие.

в) для исключения грубых погрешностей и повышения точности измерений следует руководствоваться следующими правилами:

- для исключения самопроизвольного «сползания» подвижной части рычага из-за зазора в резьбе, под действием собственной тяжести, что можно наблюдать по шкале, установку определённого отсчёта по шкале следует производить исключительно на завинчивании приводного винта, при котором зазор выбирается.

- снимать отсчёты по окуляр-микрометру следует лишь в моменты точного совмещения штриха коллиматора с биссектором окуляр-микрометра и лишь в момент успокоения маятника;

- штрихи сетки коллиматора должны быть строго параллельны штрихам биссектора;

- отсчёт по барабанчику окуляр-микрометра производить с точностью до 0,1 деления;

- изменение длины рычага следует оценивать в делениях шкалы, и только лишь при определённых исследованиях можно учитывать цену деления.

г) для проведения исследований по указанию преподавателя здесь приводится значение фокусного расстояния объектива нивелира, измеренное с погрешностью ±1%:

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Предлагаемый порядок выполнения работы основывается на некоторых конструктивных особенностях макета нивелира.

1. Установить основание макета нивелира в горизонтальное положение (в продольном направлении), пользуясь передним установочным винтом 8 и контролируя по уровню.

2. Установить отсчёт «5» по основной шкале, добившись совмещения с этим штрихом нулевого штриха нониуса.

3. Убедиться в том, что при настройке окуляра по своему глазу ( по резкости штрихов шкалы и сетки окулярного микрометра) одновременно резко наблюдается изображение штрихов и окружностей сетки коллиматора. Фокусировку производить продольным перемещением окулярного микрометра при отпущенном стопорящем винте с накаткой. Кроме того, следует убедиться в параллельности одного из штрихов сетки коллиматора биссектору сетки окуляр-микрометра. Исправление лучше производить разворотом последнего, но можно и разворотом трубки коллиматора при отпущенном (с помощью отвёртки) винте.

4. Совмещением биссектораокуляр-микрометра с ближайшим горизонтальным штрихом сетки коллиматора – снять начальный отсчёт .

5. Наклонить основание макета нивелира в продольном направлении с помощью переднего установочного винта 8 на 24' (угловые минуты), для чего винт повернуть на два оборота (по часовой или против часовой стрелки).

6. Совмещением биссектора с тем же штрихом снять следующий отсчёт по барабанчику окуляр-микрометра.

7. Изменить длину рычага компенсатора путём его увеличения на одно деление основной шкалы, установив по ней отсчёт «6».

8. Совмещением биссектора с прежним штрихом снять отсчёт .

Внимание! Наблюдаемую расфокусировку устранять не разрешается, а при необходимости перемещением окуляра получить более или менее приемлемую картину, позволяющую ввести штрих в биссектор.

9. Изменить длину рычага компенсатора путём её уменьшения на одно деление по сравнению с исходной длиной, установив по ней отсчёт «4».

10. Снять отсчёт по барабанчику окуляр-микрометра, руководствуясь теми же правилами.

11. Вычислить величину корректирующего изменения отсчёта по основной шкале по формуле (11). Для предложенных величин изменения длины рычага второй сомножитель в числителе будет равен 2.

.

12. По формуле (4) рассчитывают . Если >0, то необходимо уменьшить.

13. Установить по шкале длины рычага вычисленное значение .

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЩИТЕ

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Что понимается под визирной линией нивелира, и какими способами можно компенсировать наклон корпуса нивелира в процессе измерения?

2. Какой физический принцип положен в основу работы большинства компенсаторов нивелиров с самоустанавливающейся линией визирования?

3. Каким дополнительным устройством должен быть снабжён нивелир с компенсатором, чтобы в короткое время погасить колебания маятника? Что собой оно представляет и на каком физическом принципе работает?

4. Что произойдёт в работе нивелира с компенсатором, если прибор наклонить в боковом направлении, т.е. в плоскости, перпендикулярной оси визирования?

5. Что произойдёт в работе нивелира, если призму типа БР-180° компенсатора заменить призмой ВР-180°?

6. С помощью формулы (1) найдите численное выражение для коэффициента компенсации k, если в качестве компенсатора используется зеркальный ромб, у которого расстояние между зеркалами составляет величину b, а угол падения осевого луча на зеркало составляет в исходном положении 45°?

7. Подсчитайте, с какой точностью следует регулировать длину маятниковой подвески призмы БР-180°, чтобы погрешность визирования не превысила 1"?

8. Какие типы шарниров маятниковых подвесок оптических элементов применяются в компенсаторах нивелиров?

9. Что понимают под гистерезисом нитей компенсатора?

10. Как называется устройство, с помощью которого можно достаточно точно (например, с точностью 30") задать угол наклона нивелира в процессе исследования точности самоустановки линии визирования?

11. Как проконтролировать, что визирная линия нивелира строго горизонтальна?

12. Предложите способ (способы) приведения визирной линии нивелира в горизонт.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кочетов Ф.Г. Нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования. М.: «Недра», 1969.

2. Елисеев С.В. Геодезические инструменты и приборы. Основы расчёта, конструкции и особенности изготовления. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: «Недра», 1973, 392 с.

3. Черемисин М.С., Ардасенов В.Д., Кольцов В.П. Нивелиры с компенсаторами (Устройство, исследование, применение). М.: «Недра», 1978, 142 с.

4. Плотников В.С. Геодезические приборы: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1987. – 396 с.

5. Геодезическое инструментоведение. Д-р-инж. Деймлих Ф. Перевод с 4-го перераб. и доп. немецкого издания. М.: Недра, 1970, 584 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11