Основные части теодолита


Описание и назначение устройства теодолита: виды, основные части, применение

С точки зрения входящих в комплект частей, устройство теодолита простое. Трудности возникают в процессе настройки прибора. Дело это тонкое и требуют постоянные проверки. Однако в строительстве и проектировании прибор просто незаменим. Геодезисты знают об этом, мы же попробуем описать, так сказать, строение теодолита и его работу более популярным языком.

Приспособление позволяет с высокой точностью замерять углы в пространстве и работать в горизонтальной или вертикальной плоскости. Как правило, выбирается относительный метод, когда за основу принимается эталонный объект, а по нему уже отсчитывается искомый угол. Измерение таким способом известно с XIX века, но сегодняшние теодолиты — это усовершенствованные приспособления, которых существует несколько разновидностей.

Шкала. Этот элемент, представленный горизонтально или вертикально расположенным кругом, показывает результат. Находится на подставке, имеющей регулировочные винты для управления главными узлами. Измеритель смотрит в окуляр, управляемый винтами, которые позволяют навести окуляр на объект и закрепить его, когда найдена контрольная точка.

Лимб и алидада. Части горизонтального круга, активно использующиеся при измерении горизонтальных углов.

  • Лимб — это стационарное стеклянное кольцо с делениями на 360°.
  • Алидада — элемент, вращающийся с примыкающей частью прибора и выставляющий отсчет.

Для фиксации отсчета и дальнейшего проведения измерений относительно него закрепляется специальный винт и отпускается лимб, корпус в этом случае останется неподвижным, двигаться же будут лимб и алидада.

Это и есть главные части теодолита. Но снимать показания помогают и другие устройства, с которыми тоже будет полезно познакомиться. Степень горизонтальности установки теодолита контролируется с помощью цилиндрического уровня, а точку отсчета потерять не дает оптический центрир. Отсчеты снимаются по микроскопу, и это финальная стадия работы замерщика.

Виды устройств

Имеются следующие виды устройств:

  • Механические. Наиболее простой по конструкции и самый дешевый тип, однако у него и самая низкая точность, поэтому для серьезной работы он не подходит.
  • Электронные. Электронный теодолит удобен, потому что оснащен устройством для считывания и обработки результатов, геодезисту остается правильно выставить его, а остальное прибор сделает сам.
  • Оптические. Наиболее широкое распространение получил теодолит оптический. Он не производит расчеты, как электронный, но стоимость устройства и качество измерения привлекают.
  • Лазерные. Эти теодолиты самые дорогие, но и более совершенные устройства. Позволяют делать измерения с большой точностью и удобны в использовании, но приобретать их имеет смысл лишь для постоянных работ, где высоки требования к результату.

Два принципиально разных вида теодолитов отличаются по подвижности алидады и лимба. В повторительных типах данные элементы могут закреплять поочередно, а показания снимать методом последовательных повторений. Обыкновенные варианты этого не допускают, так как алидада с осью представляют в них единое неподвижное целое, и для каждого измерения требуется отдельная настройка.

Марка теодолита — это совокупность букв и цифр. В каждой есть связка литеры «Т» с какой-либо цифрой. Буква указывает на то, что прибор — теодолит, цифры показывают погрешность измерения в секундах, чем они больше, тем больше и погрешность.

  • Цифрой 1 маркируются высокоточные приборы.
  • Цифрами 2 и 5 маркируются точные теодолиты.
  • Цифрами 15 и 30 маркируются технические приборы.

Стоит цифра точности после литеры «Т», а если перед буквой есть другая цифра, она служит для обозначения поколения прибора или его модификации в категории марки.

Требования перед работой

Перед измерением углов теодолит проверяется. Нужно проверять специальную отметку или пломбу, а также периодически — геометрические параметры, так как ошибка в пару градусов со временем может привести к катастрофе!

  • Важна абсолютная вертикальность оси алидады и ее перпендикулярность цилиндрическому уровню.
  • Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна ей, не выполнив этого коллимационного условия, четкая система отсчета невозможна.
  • Оси трубы и алидады должны быть перпендикулярными.
  • Проверяем, насколько измерительная сетка расположена в вертикальной коллимационной плоскости.

Приемов профессионального использования приборов много, и им учат на специальных курсах, здесь же приведем основные из них.

  • Установка теодолита. Первым шагом станет нахождение точки отсчета. На местности находим ровную поверхность, по которой центрируем прибор на подставке уровнями и зажимными винтами. В итоге положение прибора должно получиться строго горизонтальным.
  • Ловим объект. Визиром отыскиваем цель и точнее наводим винтами измерительную сетку, чтобы установить центр объекта. На это смотрим через окуляр, а если света недостаточно, улучшить ситуацию поможет специальное зеркальце (как в случае с микроскопом). После выставления центра окуляром фиксируется его значение.
  • Обработка результатов. Лучше сделать не одно, а несколько измерений. Новый отсчет рекомендуется на известную величину, к примеру, 90°. Если новые измерения отличаются от предыдущих на 90°, то результат можно фиксировать, если нет — производится еще пара подобных измерений с разным отсчетом и вычисляется среднее значение.

История приборов

Первые теодолиты в центре угломерного круга на острие иголки имели линейку, способную вращаться на этом острие свободно (подобно стрелке компаса). В линейке делались вырезы, в которых натягивались нити, служащие отсчетными индексами. Центр угломерного круга помещался в вершину измеряемого угла, где и закреплялся.

Поворачивая линейку, ее совмещали с первой стороной угла и по шкале круга брали отсчет N1. Потом линейку совмещали со второй стороной угла и брали отсчет N2. Разность N2 и N1 равнялась значению угла. Подвижную линейку назвали алидадой, а угломерный круг — лимбом. Совмещение линейки-алидады со сторонами угла осуществлялось с помощью примитивных визиров.

Современные теодолиты существенно отличаются от предшественников.

  • Совмещение алидады со сторонами угла производится с помощью зрительной трубы, которая может вращаться по высоте и азимуту.
  • Для отсчета по шкале лимба применяется отсчетное приспособление.
  • Конструкцию покрывает прочный металлический кожух.
  • Прочее.

Плавное вращение алидады и лимба обеспечивает система осей, а регулируются вращения наводящими и зажимными винтами.

Установки теодолита производятся с помощью специального штатива. Центр лимба с отвесной линией, которая проходит через вершину измеряемого угла, осуществляется оптическим центриром или нитяным отвесом.

Коллимационная плоскость образуется визирной осью окуляра при вращении зрительной трубы вокруг собственной оси. Стороны угла проектируются на лимб подвижной вертикальной плоскостью, называющейся коллимационной плоскостью. Плоскость эта образуется визирной осью зрительной трубы, когда труба вращается вокруг своей оси.

Визирной осью трубы (визирной линией) называется воображаемая линия, которая проходит через центр сетки нитей и оптический центр объектива трубы.

tokar.guru

Основные части теодолита

Зрительная труба. В современных приборах применяются зрительные трубы с внутренней фокусировкой. Труба состоит из окуляра, объектива, фокусирующей линзы в середине трубы, которая перемещается при фокусировании кремальерой, и сетки нитей, установленной в окулярной части трубы. На рис. 5.5 приведен вид сетки нитей, применяемой в теодолитах.

гг – горизонтальная нить для измерения вертикальных углов; вв – вертикальные нити для измерения горизонтальных углов (двойные вертикальные линии образуют биссектор); дд – дальномерные нити для измерения расстояний; 1,1 – горизонтальные исправительные винты для исправления коллимационнй погрешности; 2,2 – вертикальные исправительные винты для исправления места нуля вертикального круга.

Рис. 5.5 Вид сетки нитей

Вертикальные нити вв служат для измерения горизонтальных углов. Двойные нити называются биссектором, угловая величина которого 1. Биссектор используется при наведении на визирные цели, толщина которых в поле зрения трубы меньше ширины биссектора.

В других случаях используется одинарная нить. Горизонтальная нить г служит для измерения вертикальных углов. Горизонтальные штрихи д являются дальномерными нитями и служат для определения расстояний. Сетка нитей может смещаться горизонтально при помощи исправительных винтов 1 и вертикально – винтами 2. Для установки сетки нитей по глазу она может перемещаться относительно окуляра при помощи диоптрийного кольца, установленного на окуляр. Линия, соединяющая центр сетки нитей и центр объектива, называется визирной осью трубы. В теодолитах 3-4 поколений стали устанавливаться зрительные трубы, дающие прямое изображение.

Основной метрологической характеристикой зрительной трубы является увеличение трубы v , которое определяет точность визирования:

mv = 60 / v , (5.3)

чем больше v , тем точнее визирование, (разрешающая способность глаза в угловой мере  60). В теодолитах Т30 v = 18, T15, T5, T2 v = 25 , T1 v=40. Таким образом, в технических и точных теодолитах средняя квадратическая погрешность визирования mv = 2.5 - 3.

Уровни. В теодолитах применяются цилиндрические уровни (рис.5.6).

Рис.5.6 Цилиндрический уровень

Верхняя точка называется нуль-пунктом. От нее вправо и влево нанесены штрихи, расстояния между которыми 2 мм. Угловая величина 2 мм называется ценой деления уровня . Она зависит от радиуса R кривизны внутренней поверхности ампулы

Чем больше R , тем меньше , тем точнее уровень. В теодолитах Т30, Т15 -  = 45, Т5 -  = 30, Т2 -  = 10. Касательная uu1 к внутренней поверхности ампулы в нуль-пункте называется осью уровня. При положении пузырька уровня на середине (концы пузырька уровня симметричны нуль-пункту) ось уровня uu1 горизонтальна.

Отсчетные устройства. Отсчетные устройства служат для оценки долей деления лимба. Они бывают штриховыми микроскопами (рис.5.7), шкаловыми микроскопами (рис.5.8, 5. 9) и оптическими микрометрами (рис.5.10).

В теодолитах Т30 наименьшее деление лимба, называемое ценой деления, l=10 (рис.5.7). Отсчет производится по неподвижному штриху алидады с оценкой деления лимба на глаз.

Отсчеты: по горизонтальному кругу Г=12 45, по вертикальному кругу В=358 57

Рис.5.7 Поле зрения микроскопа теодолита Т 30

В теодолитах 2Т30 (2Т30П) l = 10 , на алидаде шкала в 10 разделена на 12 частей, цена деления шкалы 5 , на глаз оценивается 1/5 деления шкалы (рис.5.8).

Отсчеты при положительном угле наклона: Г=180 22’ , В=+10 12’;

при отрицательном угле наклона: Г=240 46’ , В= - 00 47’

Рис. 5.8 Поле зрения микроскопа теодолита 2Т30 при положительном и отрицательном угле наклона

В теодолитах 2Т30М, Т15, Т5 l=10. Шкала на алидаде в 10 разделена на 60 частей. Цена деления 1′ (рис.5.9). Отсчет в теодолитах Т5 можно производить до десятых долей минуты

Отсчеты: Г=100 37′, В=20 26′

Рис.5.9 Поле зрения микроскопа 2Т30М

В теодолите 4Т15П установлен оптический микрометр, цена деления которого 10″ при цене деления лимба 10′. На глаз можно оценить секунды (рис.5.10).

а – отсчет по горизонтальному кругу Н=3230 55′ 28″=3230 55.5′

б – отсчет по вертикальному кругу V=910 21′ 52″ =910 21.9′

Рис.5.10 Поле зрения микроскопа 4Т15П

Схема отсчета: микрометром двойной подвижной индекс (на рис.5.10 показан утолщенными штрихами) наводят на штрих лимба и записывают номер штриха лимба плюс отсчет по оптическому микрометру. Отсчеты берутся независимо по горизонтальному кругу (Н) (рис.5.10, а) и вертикальному кругу (V) (рис.5.10, б). Для вычислительной обработки результатов измерений на ЭВМ целесообразно секунды пере вычислять в десятые доли минуты.

В теодолитах Т30, 2Т30, 2Т30М предельная погрешность отсчета ОТСЧ = 1.5; в теодолитах Т15 – 0.8; в теодолитах Т5 – 0.3. Средняя квадратическая погрешность отсчета mОТСЧ = ОТСЧ /3 и определяет в основном точность измерения углов одним приемом в лабораторных условиях.

Эксцентриситет алидады. В соответствии с принципом измерения горизонтального угла (рис.5.1) центр вращения алидады должен совпадать с центром делений лимба.

Впрактике это условие не выполняется. Несовпадение центра вращения алидадыА с центром делений лимба С (рис.5.11), называется эксцентриситетом алидады

Рис. 5.11 Эксцентриситет алидады

Линейный элемент эксцентриситета е величина не большая. Так в серии теодолитов Т30 может быть е=0.02 мм. Но при радиусе лимба r=35 мм погрешность в отсчете х=2. При предельной погрешности отсчета ОТСЧ=1.5 х=2 величина существенная и пренебрегать влиянием эксцентриситета алидады нельзя.

Если брать отсчеты М и N по диаметрально противоположным штрихам алидады, то правильные отсчеты M =M - x , N = N + x , откуда следует что

(M + N)/2 = (M + N)/2 - (5.4)

среднее арифметическое из отсчетов по диаметрально противоположным штрихам алидады свободно от влияния эксцентриситета алидады. Данная схема отсчетов была реализована в старых теодолитах, начиная со времен Герона. В современных оптических теодолитах эта схема реализована в Т2, Т1, Т0.5.

В оптических теодолитах Т30, 2Т30, Т15, Т5 применяется односторонняя система отсчетов, (штрих или шкала на одном конце алидады). Для исключения влияния эксцентриситета алидады измерения ведутся на диаметрально противоположных частях лимба. Измеряют при круге лево (КЛ – положение вертикального круга слева от трубы, если смотреть со стороны окуляра), затем переводят трубу через зенит (поворот трубы на 1800 вокруг своей оси), поворачивают алидаду на 1800 и измеряют при круге право (КП). Среднее из измерений при КЛ и КП , согласно (5.4) , исключает погрешность за эксцентриситет алидады.

Измерения при КЛ и КП называются полуприемами, а среднее из них - приемом. Средняя квадратическая погрешность измерения угла одним приемом и является метрологической характеристикой теодолита (Т30 m = 30).

Приспособления для центрирования. Установка центра лимба над вершиной измеряемого угла (центрирование теодолита) и визирной цели в определяемой точке производятся при помощи нитяного отвеса, механического центрира, оптического центрира (рис.5.12).

а – нитяный отвес; б – механический центрир; в – оптический центрир

Рис.5.12. Приспособления для центрирования

Простейший прибор для центрирования – нитяный отвес (рис.5.12, а). Погрешность центрирования в безветренную погоду порядка 5 мм (при ветре порядка 1-2 см).

При определенных условиях в строительстве и при архитектурных обмерах применяют механический центрир (рис.5.12, б). Острие телескопической штанги 1 совмещают с точкой В местности. Теодолит, скрепленный с верхним концом штанги, перемещают по головке штатива до тех пор, пока пузырек круглого уровня 2 на штанге не установится в нульпункте. Погрешность центрирования 1-2 мм.

Более точное центрирование достигается оптическим центриром (рис.5.12, в). Оптические центриры вмонтированы в подставки теодолитов Т15, 4Т15П, Т5, Т2. Алидада теодолита приводится в горизонтальное положение по цилиндрическому уровню. Луч, идущий от точки В, призмой 1 преломляется на 900 и через объектив 2 , сетку нитей 3 и окуляр 4 идет к глазу наблюдателя. После фокусировки в поле зрения центрира видны точка В и крест сетки нитей. Передвигают по головке штатива подставку теодолита до совмещения креста сетки нитей с точкой В. Погрешность центрирования порядка 0.5 мм

studfiles.net

Основные части теодолита

Зр и т е л ь н а я т р у б а. В современных приборах применяются зрительные трубы с внутренней фокусировкой. Труба состоит из окуляра, объектива, фокусирующей линзы в середине трубы, которая перемещается при фокусированиикремальерой, и сетки нитей, установленной в окулярной части трубы. На рис. 4.2 приведен вид сетки нитей, применяемой в теодолитах.

Рис. 4.2. Сетка нитей

Вертикальные нити а, а служат для измерения горизонтальных углов. Двойные нити а называются биссектором, угловая величина которого 1. Биссектор используется при наведении на визирные цели, толщина которых в поле зрения трубы меньше ширины биссектора. В других случаях используется нить а. Горизонтальная нить в служит для измерения вертикальных углов. Горизонтальные штрихи d являются дальномерными нитями и служат для определения расстояний. Сетка нитей может смещаться горизонтально при помощи исправительных винтов 1 и вертикально – винтами 2. Для установки сетки нитей по глазу она может перемещаться относительно окуляра при помощи диоптрийного кольца, установленного на окуляр. Линия, соединяющая центр сетки нитей и центр объектива, называется визирной осью трубы. В теодолитах 3-4 поколений стали устанавливаться зрительные трубы, дающие прямое изображение.

Основной метрологической характеристикой зрительной трубы является увеличение трубы v , которое определяет точность визирования:

mv = 60 / v , (4.2)

чем больше v , тем точнее визирование, (разрешающая способность глаза в угловой мере  60). В теодолитах Т30 v = 18, T15, T5, T2 v = 25 , T1 v=40. Таким образом, в технических и точных теодолитах средняя квадратическая погрешность визирования mv = 2.5 - 3.

У р о в н и. В теодолитах применяются цилиндрические уровни,рис.4.3.

Рис.4.3. Цилиндрический уровень

Верхняя точка называется нуль-пунктом. От нее вправо и влево нанесены штрихи, расстояния между которыми 2 мм. Угловая величина 2 мм называется ценой деления уровня . Она зависит от радиуса R кривизны внутренней поверхности ампулы. Чем больше R , тем меньше , тем точнее уровень. В теодолитах Т30, Т15 -  = 45, Т5 -  = 30, Т2 -  = 10. Касательная uu1 к внутренней поверхности ампулы в нуль-пункте называется осью уровня. При положении пузырька уровня на середине (концы пузырька уровня симметричны нульпункту) ось уровня uu1 горизонтальна.

О тс ч е т н ы е у с т р о й с т в а. Отсчетные устройства служат для оценки долей деления лимба. Они бывают штриховыми, шкаловыми микроскопами и оптическими микрометрами, рис.4.4.

В теодолитах Т30 наименьшее деление лимба, называемое ценой деления, l = 10 , рис.4.4, а. Отсчет производится по неподвижному штриху алидады с оценкой деления лимба на глаз : 250 24.

а б

в

г

Рис. 4.4. Схемы отсчетных устройств

а – штриховой микроскоп; б, в – шкаловые микроскопы ; г - оптический микрометр

В теодолитах 2Т30 (2Т30П) l = 10 , на алидаде шкала в 10 разделена на 12 частей, цена деления шкалы 5 , на глаз оценивается 1/5 деления шкалы: 25012 , рис.4.4, б. В теодолитах 2Т30М, Т15, Т5 l = 10 . Шкала на алидаде в 10 разделена на 60 частей. Цена деления шкалы 1 . Отсчет в теодолитах Т15, Т5 производится до десятых долей минуты: 250 18.5 , рис.4.4, в.

В теодолитах Т2, рис.4.4, г , l = 20 . Оптическим микрометром совмещают диаметрально противоположные штрихи лимба. Приближенно отсчет можно взять по неподвижному штриху алидады с оценкой деления лимба на глаз: 250 52 (для контроля). Полный отсчет: число делений между одноименными штрихами лимба (250 и 2050 ), умноженное на 10 , плюс отсчет по микрометру: 250 52 41.3.

В теодолитах Т30, 2Т30, 2Т30М предельная погрешность отсчета ОТСЧ = 1.5; в теодолитах Т15 – 0.8 ; в теодолитах Т5 – 0.3. Средняя квадратическая погрешность отсчета mОТСЧ = ОТСЧ /3 и определяет в основном точность измерения углов одним приемом в лабораторных условиях.

Э к с ц е н т р и с и т е т а л и д а д ы. В соответствии с принципом измерения горизонтального угла, рис.4.1, центр вращения алидады должен совпадать с центром делений лимба. В практике это условие не выполняется. Несовпадение центра вращения алидады Ас центром делений лимбаС, рис.4.5, называетсяэксцентриситетом алидады.

Рис. 4.5. Эксцентриситет алидады

Линейный элемент эксцентриситета е величина не большая. Так в серии теодолитов Т30 может быть е = 0.02 мм. Но при радиусе лимба r = 35 мм погрешность в отсчете х = 2. (Связь между угловым х и линейным е элементами эксцентриситета: x= ( e/r)/, где число минут в одном радиане =3438). При предельной погрешности отсчета ОТСЧ = 1.5 х=2 величина существенная и пренебрегать влиянием эксцентриситета алидады нельзя.

Если брать отсчеты М и N по диаметрально противоположным штрихам алидады, то правильные отсчеты M = M - x , N = N + x , откуда следует что

(M + N)/2 = (M + N)/2 - (4.3)

среднее арифметическое из отсчетов по диаметрально противоположным штрихам алидады свободно от влияния эксцентриситета алидады. Данная схема отсчетов была реализована в старых теодолитах, начиная со времен Герона. В современных оптических теодолитах эта схема реализована в Т2, Т1, Т0.5, см. схему отсчета по рис.4.4.г.

В оптических теодолитах Т30, 2Т30, Т15, Т5 применяется односторонняя система отсчетов, (штрих или шкала на одном конце алидады). Для исключения влияния эксцентриситета алидады измерения ведутся на диаметрально противоположных частях лимба. Измеряют при круге лево (КЛ – положение вертикального круга слева от трубы, если смотреть со стороны окуляра), затем переводят трубу через зенит (поворот трубы на 1800 вокруг своей оси), поворачивают алидаду на 1800 и измеряют при круге право (КП). Средне из измерений при КЛ и КП , согласно (4.3) , исключает погрешность за эксцентриситет алидады.

Измерения при КЛ и КП называются полуприемами, а среднее из них - приемом. Средняя квадратическая погрешность измерения угла одним приемом и является метрологической характеристикой теодолита (Т30 m = 30).

П р и с п о с о б л е н и я д л я ц е н т р и р о в а н и я.Установка центра лимба над вершиной измеряемого угла (центрирование теодолита) и визирной цели в определяемой точке производятся при помощи нитяного отвеса, механического центрира, оптического центрира, рис.4.6.

а б в

Рис.4.6. Приспособления для центрирования

а – нитяный отвес; б – механический центрир; в – оптический центрир

Простейший прибор для центрирования – нитяный отвес, рис.4.6, а. Погрешность центрирования в безветренную погоду порядка 5 мм (при ветре порядка 1-2 см).

При определенных условиях в строительстве применяют механический центрир, рис.4.6, б. Острие телескопической штанги 1 совмещают с точкой В местности. Теодолит, скрепленный с верхним концом штанги, перемещают по головке штатива до тех пор, пока пузырек круглого уровня 2 на штанге не установится в нульпункте. Погрешность центрирования 1-2 мм.

Более точное центрирование достигается оптическим центриром, рис.4.6,в. Оптические центриры вмонтированы в подставки теодолитов Т15, Т5, Т2. Алидада теодолита приводится в горизонтальное положение по цилиндрическому уровню. Луч, идущий от точки В, призмой 1 преломляется на 900 и через объектив 2 , сетку нитей 3 и окуляр 4 идет к глазу наблюдателя. После фокусировки в поле зрения центрира видны точка В и крест сетки нитей. Передвигают по головке штатива подставку теодолита до совмещения креста сетки нитей с точкой В. Погрешность центрирования порядка 0.5 мм

В соответствии с применяемым прибором для центрирования и расстоянием d от теодолита до визирной цели можно рассчитать в угловой мере погрешность центрирования mц и установки визирной цели mр , которую называют погрешностью редукции, рис.4.7.

Рис.4.7. Погрешности центрирования и редукции

Центр лимба С не совпадает с точкой В на величину ец в мм, а точка визирования М не совпадает с определяемой точкой М на величину ер в мм. Максимальные погрешности за центрирование и редукцию в угловой мере будут при  = 900: xц =(ец / d)  , xр” = (ер / d)  ,  = 206265- число секунд в радиане

Приняв ец = mц и ер = mр в мм в соответствии с применяемыми приспособлениями, получим формулы для расчета средних квадратических погрешностей центрирования и редукции в измеряемом направлении :

mц = (mц / d) , mр = (mр / d)  (4.4)

Пример: длина линии d = 50 м, теодолит и визирная цель центрируются нитяным отвесом в безветренную погоду , mц = mр = 5 мм. Подставим в формулу (4.4) исходные значения:

mц = mр = (5 мм / 50 000 мм) 206 000 = 20.

Если центрирование теодолита и визирной цели производится оптическим центриром, то mц = mр = 2.

По формулам (4.4) рассчитываются максимальные погрешности за центрирование и редукцию в направлении. Угол вычисляется как разность двух направлений. При неблагоприятных условиях (угол близок к 1800) максимальная погрешность в угле будет в два раза больше (в приведенных примерах 40 и 4). В строительстве при заданной точности угловых измерений и фактических расстояний от теодолита до визирных целей рассчитываются способы центрирования. Либо достаточно применить нитяный отвес, или необходим механический центрир, или необходимо вести угловые измерения теодолитом с оптическим центриром (Т15, Т5).

studfiles.net

Устройство теодолита

На местности измерения горизонтальных и вертикальных углов производится прибором, называемым теодолитом. Теодолиты в зависимости от точности разделяются на высокоточные, точные и технические. К последней группе относятся теодолиты, применяемые в строительное- монтажном производстве (Т – 30, 2Т - 30), средняя квадратическая погрешность измерения углов в таких теодолитах составляет 30ʹʹ. Схема устройства теодолита представлена на рисунке 23. Теодолит имеет стеклянный или металлический лимб, разделённый по окружности на 360º. Над лимбом установлен вращающийся круг –алидада.

К подставкам теодолита прикреплена зрительная труба, вращающаяся в вертикальной плоскости вокруг оси НН1.

Ось ZZ1 является вертикальной осью вращения прибора. В горизонтальное положение теодолит приводится с помощью трёх подъёмных винтов (17) и цилиндрического уровня (4). На оси вращения трубы наглухо с ней прикреплён вертикальный круг (9). Он может располагаться справа или слева от зрительной трубы; первое положение называется «круг право» – КП, второе положение «круг лево» – КЛ. В комплект теодолита входят буссоль, штатив и отвес. Теодолит крепится к штативу с помощью станового винта. Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами (2,8,12) для закрепления их в неподвижное состояние и наводящими винтами (3,5,16) для точного ориентирования прибора по заданному направлению (рис.28, 29).

Рис.28 Схема устройства теодолита

J J1 – вертикальная ось вращения теодолита

U U1 – ось цилиндрического уровня горизонтального круга

Н Н1 – горизонтальная ось вращения трубы

V V1 – визирная ось зрительной трубы

Рис. 29 Основные части теодолита

1 – подставка

2 – закрепительный винт лимба

3 – наводящий винт алидады

4 – наводящий винт зрительной трубы

5 – окуляр отсчётного устройства

6 – оптический визир

7 – вертикальный круг

8 – закрепительный винт зрительной трубы

9 – кремальера

10 – исправительные винты уровня

11 – уровень

12 – закрепительный винт алидады

13 – наводящий винт лимба

14 – трегер

15 – подъёмные винты

16 – пружинящая пластина

У оптических теодолитов данного типа отсчётными устройствами являются: штриховой и шкаловой микроскопы. На рисунке 30 показано поле зрения штрихового микроскопа, где кроме делений лимба с ценой деления 10' виден штрих, по которому на глаз оценивают десятые доли наименьшего деления лимба.

Рис.30 Штриховой микроскоп Рис.31 Шкаловой микроскоп

Более точные отсчёты даёт шкаловой микроскоп. На рисунке 31 изображена шкала с наименьшим делением лимба 60'. Шкала микроскопа разделена на 12 частей, т.е. одно деление равняется 5'.

Поверки теодолита

Чтобы обеспечить ожидаемую точность измерения углов, теодолит должен удовлетворять определённым оптико – механическим и геометрическим условиям. Первые условия обычно гарантирует завод – изготовитель. Геометрические условия чаще всего подвержены изменениям в процессе работы и транспортировки прибора. Поэтому геометрические условия необходимо проверять перед началом полевых работ. При геодезическом обслуживании строительно-монтажных работ малейшее несоблюдение этих условий вызовет брак, особенно при монтаже строительных конструкций. В связи с этим требуется систематически выполнять поверки теодолита. Каждая поверка состоит из двух частей: 1) выявления нарушения или соблюдения данного условия; 2)исправления (юстировки) положения соответствующей части инструмента для устранения нарушения поверяемого условия.

Поверки – это действия, которыми контролируют правильность взаимного расположения осей.

Я поверка.

Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна вертикальной оси вращения теодолита ( U U1 ┴ J J1).

Порядок подготовки.Перед выполнением поверки проводят предварительное нивелирование теодолита. Для этого устанавливают уровень параллельно плоскости двух подъёмных винтов и вращением этих винтов в разные стороны приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. Далее поворачивают верхнюю часть теодолита на 90º и вращением третьего винта приводят пузырёк уровня на середину.

Порядок поверки.Устанавливают уровень в плоскости двух подъёмных винтов, вращением этих винтов в разные стороны, приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. Ослабляют закрепительный винт алидады и поворачивают верхнюю часть теодолита на 180º. Если пузырёк уровня остался на середине или сместился менее чем на одно деление, то условие выполнено. В противном случае проводят юстировку.

Порядок юстировки. Действуя исправительными винтами, перемещают пузырёк уровня к нуль-пункту на половину дуги отклонения, другую половину устраняют подъёмными винтами. Эти действия повторяют до тех пор, пока пузырёк уровня будет отклоняться от середины не более чем на одно деление.

Исправительные винты вращают с помощью специальной шпильки. Если пузырек уровня требуется сместить по направлению к исправительным винтам, то следует ослабить верхний винт и подтянуть нижний. Перемещение пузырька начинают с ослабления одного из винтов. Вращают их в одном направлении.

Я поверка.

Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси вращения трубы (V V1 ┴ Н Н1).

Порядок подготовки. Приводят вертикальную ось теодолита в отвесное положение (нивелирование теодолита). Выполняют также, как и перед первой поверкой.

Порядок поверки.

Закрепляют лимб и поворотом алидады наводят перекрестие сетки нитей на точку, примерно расположенную на одном уровне с теодолитом. Берут отсчёт по горизонтальному кругу – КЛ, результат записывают в журнал (табл.1). Переводят трубу через зенит и наводят зрительную трубу на ту же точку, берут отсчёт по горизонтальному кругу – КП, результаты заносят в журнал.

Погрешность, которую называют коллимационной, вычисляют по формуле:

С =

Если коллимационная погрешность по абсолютной величине не превышает двойной точности отсчётного устройства, условие выполнено.

│С│ 2t

Если │С│ 2t, производят юстировку.

Порядок юстировки.Вычисляют свободный от влияния коллимационной погрешности отсчёт:

N =

и устанавливают его на лимбе (табл.3). Перекрестие сетки нитей при этом сойдёт с наблюдаемой точки. С помощью исправительных винтов, сетку нитей совмещают с изображением точки. После выполнения юстировки, поверку повторяют.

Табл. 3

Точка визирования Отсчёт по горизонтальному кругу   Вычисления    
КЛ КП
До юстировки  
            30º 29ʹ     210º 21ʹ   С1 = = + 4ʹ   2t = 2ʹ    
После юстировки  
    30° 24ʹ   210° 25ʹ   N = = 30°25ʹ     С2 = = – 30ʹʹ      

Я поверка.

Горизонтальная ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора (НН1 ┴ JJ1).

При подготовке к поверке необходимо вертикальную ось теодолита привести в отвесное положение (нивелирование теодолита).

Порядок поверки.На расстоянии 20 – 30 м от стены здания устанавливают теодолит и наводят перекрестие сетки нитей на точку М в верхней части стены. Опускают зрительную трубу до уровня высоты теодолита и отмечают на стене точку М1, на которую проецируется перекрестие сетки нитей. Переводят трубу через зенит и повторяют те же действия при другом положении круга, отмечают точку М2 (рис.32).

Если в поле зрения трубы отрезок ММ1 укладывается в биссекторе сетки нитей, то условие считают выполненным.

Юстировку производят только в оптико-механических мастерских, либо на заводе изготовителе.

Рис.32 Схема поверки горизонтальной оси теодолита

Я поверка.

Сетка нитей зрительной трубы должна быть поставлена правильно.

Порядок поверки.Для выполнения поверки приводят теодолит в рабочее положение (нивелируют). Наводят зрительную трубу на точку (которую можно обозначить на стене здания) так, чтобы изображение её оказалось совмещённым с одним из концов вертикальной сетки нитей. Затем плавно перемещают зрительную трубу вверх или вниз наводящим винтом. Если изображение точки совпадёт с нитью на всём её протяжении, то условие выполнено. В противном случае производят юстировку.

Порядок юстировки.Ослабляют винты, закрепляющие окулярную часть, и поворачивают её вместе с сеткой нитей до совмещения вертикальной нити с наблюдаемой точкой. После этого повторяют поверку 2.

Дата добавления: 2016-09-26; просмотров: 31587; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Похожие статьи:

poznayka.org


Смотрите также