Поверки и юстировки нивелиров

Перед началом работ по измерению превышений с помощью нивелира необходимо выполнить следующие его поверки.

1) Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Ось круглого уровня – нормаль к касательной плоскости к внутренней поверхности ампулы в нуль-пункте.

Для проверки выполнения указанного условия пузырек круглого уровня с помощью подъемных винтов приводят на середину и поворачивают на 180°. Пузырек при этом не должен отклоняться более чем на одно деление. Если фактическое отклонение больше указанного допуска, то на половину дуги отклонения пузырек возвращают с помощью подъемных винтов нивелира, а на вторую половину дуги отклонения – с помощью исправительных винтов круглого уровня. После исправления положения круглого уровня его поверку повторяют.

2) Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира.

Ось вращения прибора приводят в отвесное положение, для чего с помощью подъемных винтов пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт. В 10 – 20 м от нивелира устанавливают рейку и наводят на нее трубу. Средняя нить сетки нитей при этом попадет на некоторое деление рейки, называемое отсчетом по рейке. Вращают наводящий винт зрительной трубы и одновременно следят за отсчетом по рейке. Отсчет по рейке при поворотах трубы не должен изменяться. Если отсчет изменяется, то снимают защитный колпачок сетки нитей, открепляют закрепительные винты сетки нитей и, поворачивая ее в своей плоскости, добиваются такого положения, чтобы отсчет не изменялся. После чего колпачок устанавливают на место и поверку повторяют.

3) Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы. Это условие также называют главным условием нивелира. Проверка его выполнения осуществляется следующим образом (рис. 5.4).

На местности закрепляют две точки Aи Bпримерно в 50 метрах одна от другой. Устанавливают нивелир рядом с точкой Aтак, чтобы окуляр зрительной трубы находился над ней, измеряют с помощью рейки или рулетки высоту прибора i₁над точкой A,наводят зрительную трубу на рейку, с помощью элевационного винта приводят пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт и берут отсчет b₁по рейке, установленной в точке B. Отсчет по рейке будет содержать неизвестную ошибку x, обусловленную углом между визирной осью и осью цилиндрического уровня. Поэтому превышение h=H_B–H_Aмежду точками Aи B, как следует из рис. 5.4, будет равно

.

Рис. 5.4. Проверка главного условия

После этого меняют местами нивелир и рейку и выполняют аналогичные действия в точке B, в результате чего получают значения i₂ и b₂ (рис. 5.4). Тогда можно записать следующее выражение для вычисления того же превышения

.

Таким образом, мы получили два линейных уравнения с двумя неизвестными: превышением h и величиной x. Если из первого уравнения вычесть второе, то получим

.

Откуда находим

.

Погрешность x, вызванная непараллельностью оси цилиндрического уровня и визирной оси, не должна превышать 4 мм. Если она больше указанного предельного значения, то вычисляют правильный отсчет b по рейке, установленной в точке A:

.

С помощью элевационного винта устанавливают отсчет по рейке, равный вычисленному значению b. Визирная ось при этом займет горизонтальное положение, но пузырек цилиндрического уровня сместится с нуль-пункта. Его возвращают в нуль-пункт с помощью исправительных винтов цилиндрического уровня. После чего поверку повторяют.

Существует способ выполнения данной поверки, несколько отличающийся от описанного. Первоначально нивелир устанавливают на равном расстоянии от точек A и B, приводят его в рабочее положение и берут отсчеты a и b по рейкам, установленным на точках A и B соответственно. Превышение, вычисленное по формуле

,

будет свободно от ошибки, обусловленной непараллельностью визирной оси и оси цилиндрического уровня. Затем переходят на точку B и выполняют действия, описанные выше (см. рис. 5.4): приводят в рабочее положение, измеряют высоту прибора i и берут отсчет по рейке . Отсчет по рейке должен быть , а отклонение фактического отсчета от этой величины и будет ошибкой, вызванной невыполнением главного условия нивелира, то есть

.

Если полученная ошибка x больше указанного выше допуска, то с помощью элевационного винта устанавливают отсчет по рейке, равный , и с помощью исправительных винтов цилиндрического уровня приводят его пузырек в нуль-пункт. После чего поверку повторяют.

Нивелирные рейки

Для технического нивелирования используются 3-х или 4-хметровые рейки, иногда складные, с сантиметровыми делениями, двусторонние (рис. 5.5). Низ рейки называют пяткой.

Рейки для нивелиров с обратным (на рис. 5.5 слева) или прямым изображением (на рис. 5.5 справа) отличаются надписями. Одна сторона выкрашена в черный цвет (черная сторона) другая - в красный (красная сторона). На черной стороне деления оцифрованы снизу вверх, начиная с нуля. На красной стороне отсчеты возрастают также снизу вверх, но счет начинается с некоторого числа, например, 4687 или 4787 мм. Этот отсчет называют разностью пяток. Очевидно, что разность отсчетов по красной и черной сторонам рейки, то есть разность пяток должна быть одна и та же. Красная сторона используется для контроля превышений, измеренных по черной стороне, и повышения точности их определения.

Рис. 5.5. Нивелирные рейки, костыль и башмак

При нивелировании рейки могут устанавливаться на колья, штыри, специальные костыли и башмаки (рис. 5.5). Перед началом работ выполняется поверка реек с помощью контрольного метра или стальной рулетки. Поверка реек заключается в том, что дважды измеряются метровые и дециметровые деления. Ошибка дециметровых делений не должна превышать 1 мм, длина всей рейки не должна отличаться от номинального значения более чем на 2 мм.