Теодолиты и их виды. Устройство оптических теодолитов

Теодолит – это геодезический прибор, предназначенный для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов, а также магнитных азимутов направлений и расстояний по нитяному дальномеру.

Название теодолита (или шифр) состоит из заглавной буквы названия прибора «Т» и цифры после буквы, обозначающей среднюю квадратическую ошибку измерения горизонтального угла в секундах одним приемом, характеризующую сравнительную точность прибора. Последующие модификации теодолитов данной точности получают обозначения, добавлением новой цифры впереди буквы: 2Т, 3Т. Наличие в названии теодолита буквы «П» говорит о зрительной трубе прямого изображения, а буквы «К» - компенсатора.

Теодолиты классифицируют по конструкции: верньерные и оптические, которые в свою очередь подразделяются на повторительные и неповторительные; и по точности: высокоточные (Т1), точные (Т2, Т5) и технические (Т15, Т30, Т60). Такая классификация принята в России и выпускаемые там теодолиты широко используются в Беларуси.

В настоящее время выпускаются только оптические теодолиты. Рассмотрим устройство теодолита на примере оптического теодолита 4Т30П и его модификаций (рис. 10.2).

Данный теодолит относится к угломерным прибором технического класса точности. Он состоит из подставки, горизонтального круга, алидады, колонки, вертикального круга, зрительной трубы, отсчетного устройства и уровней.

Для выполнения угломерных работ теодолит устанавливается на штатив.

Рис. 10.2 Теодолит 4Т30П1 - кремальера; 2 - закрепительный винт трубы; 3 - окуляр микроскопа; 4 - визир; 5 - зеркало подсветки; 6 - колонка; 7 - подставка; 8 - рукоятка перевода лимба: 9 - закрепительный винт алидады; 10 - винт юстировочный; 11 - кольцо окуляра диоптрийное; 12 - колпачок: 13 - уровень при алидаде горизонтального круга; 14 - винт алидады наводящий; 15 - наводящий винт трубы.

       Горизонтальные и вертикальные лимбы современных теодолитов представляют собой круги, изготовленные из прозрачного стекла. На лимбах нанесены равномерные круговые шкалы оцифрованные в градусной мере. Алидады горизонтального и вертикального кругов снабжены отсчетными устройствами, обеспечивающими взятие отсчетов по лимбу с определенной точностью.

Все современные теодолиты имеют перечисленные ранее основные части. Согласно ГОСТ 10529-86 выпускаются теодолиты пяти типов Т-1, Т-2, Т-5, Т-15 и Т-30. Принципиальная геометрическая схема осей всех теодолитов одинакова. Различаются они по точности измерения горизонтальных и вертикальных углов и конструктивным особенностями. Цифры в обозначении указывают на погрешность с которой можно измерять углы, выраженную в угловых секундах. Т-30 – погрешность 30", Т-5 - 5". Теодолит 4Т30П используется для производства геодезических работ. Основное преимущество – малый вес и размеры, простейший способ отсчитывания по угломерным кругам при помощи штрихового микроскопа. В верхней части поля зрения отсчетного микроскопа, помеченной буквой В, дается изображение штрихов вертикального круга, в нижней, помеченной буквой Г – штрихи горизонтального круга. Отсчеты берутся с точностью до 1'.

Подставка 7 (трегер) - нижняя часть теодолита, снабжена тремя подъемными винтами и предназначается для горизонтирования прибора. В подставке находится ось горизонтального круга теодолита.

Горизонтальный круг с круговой угломерной шкалой называют лимбом. На шкале через 1˚ нанесены штрихи, которые подписаны по часовой стрелке от 0˚ до 360˚. Лимб наглухо скреплен с его вертикальной трубчатой осью, которая входит во втулку подставки 7.

Алидада представляет собой круг, вертикальная ось которой входит в полую ось лимба и таким образом она соединена с ним соосно. В колонках теодолита находится его горизонтальная ось, которая наглухо скреплена с вертикальным кругом. Вертикальный круг предназначен для измерения углов наклона и поэтому в отличие от горизонтального имеет секторную оцифровку, т.е. для положения «круг лево» (КЛ) будет иметь знак «+» для положительных углов наклона и знак «-» – для отрицательных. При положении «круг право» (КП) знаки при цифрах будут обратными: оцифровка положительных углов наклона имеет знак «-», а отрицательных – знак «+». Правильный знак угла наклона соответствует положению КЛ. Положение КЛ означает, что вертикальный круг относительно наблюдателя находится слева от зрительной трубы, а при положении КП – справа. Положение вертикального круга меняют переводом зрительной трубы через зенит.

Зрительная труба наглухо закреплена на горизонтальной оси прибора и предназначена для визирования на объекты. Она состоит из смонтированных в общем корпусе объектива, фокусирующей линзы, окуляра и расположенной перед ним визирной сетки, которая выгравирована на стеклянной пластинке.

Основные штрихи сетки взаимно перпендикулярны, они предназначены для наведения зрительной трубы на объект в горизонтальной и вертикальной плоскостях (рис. 10.3.). Кроме основных штрихов, имеются крайние горизонтальные дальномерные штрихи, предназначенные для определения расстояний по рейке. Для повышения точности визирования половину вертикальной линии сетки нитей наносят в виде близко расположенных параллельных штрихов, называемых биссектором.

Воображаемая линия, проходящая через центр сетки нитей и оптический центр объектива, называется визирной осью зрительной трубы, а ее продолжение до наблюдаемой точки, образует линию визирования.

При наведении зрительной трубы на предмет, наблюдателю необходимо одновременно отчетливо видеть штрихи сетки нитей и наблюдаемый предмет. Отчетливой и резкой видимости сетки нитей по глазу наблюдателя добиваются вращением окулярного кольца 11, а отчетливая видимость предмета достигается путем перемещения фокусирующей линзы кремальерным винтом 1. Для вращения вертикальной плоскости зрительная труба имеет закрепительный 2 и наводящий 15 винты. Таким образом, этими винтами и винтами алидады или лимба зрительную трубу можно наводить на Рис. 10.3 любую точку в пространстве.

Оптические качества зрительной трубы характеризуются увеличением и полем зрения. Увеличение зрительной трубы υ равно отношению угла α, под которым виден предмет в трубу, к углу β, под которым он виден не вооруженным глазом υ = . Зрительная труба теодолита Т30 имеет увеличение 20х. Поле зрения – угол ограниченный конической поверхностью и видимый через неподвижно установленную трубу (поле зрения Т30 равно 2˚).

Уровни предназначены для приведения осей или плоскостей геодезических приборов в отвесное или горизонтальное положение. Они бывают цилиндрическими или круглыми. Теодолит Т30 и его модификации имеют один цилиндрический уровень 13 (рис.10.2), представляющий собой стеклянную ампулу в оправе заполненную легко подвижной жидкостью (сернистый эфир или этиловый спирт). Внутренняя поверхность ампулы отшлифована и представляет собой дугу постоянного радиуса, а на внешней поверхности нанесены штрихи через 2 мм. «Нуль – пункт» уровня – это средний пункт шкалы. Касательная к пузырьку уровня, когда он находится в нуль-пункте называется осью цилиндрического уровня. Центральный угол τ, стягивающий одно деление дуги ампулы, называется ценой деления. Цена деления равна . Таким образом, чем больше радиус кривизны ампулы, тем точнее уровень. Оптические теодолиты имеют отсчетные устройства.

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. 10.4, а), интерполируя минуты на глаз.

 

в)

Рис. 10.4. 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. 10.4, б). Отсчёты берут по градусным штрихам лимбов. Шкала вертикального круга теодолита 4Т30П 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. 10.4, 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.

⇐ Предыдущая24252627282930313233Следующая ⇒