Определение наклонности оси уровня

Наклонностью оси уровня

называется угол , который

составляет ось уровня  с

горизонтальной плоскостью .

Наклонность вычисляется по формуле:

,

где - смещение нульпункта относительно середины пузырька в делениях шкалы уровня.

Значение  определяют из отчетов по концам пузырька: Л-левому и П- правому. Отсчетам, расположенным слева от нульпункта, приписывается знак минус, а расположенным справа- знак плюс. Положительной наклонности соответствует приподнятость правого конца уровня отрицательной левого.

В зависимости от оцифровки делений уровня наклонность определиться следующим образом:

1)Оцифровка делений на ампуле возрастает от нульпункта в обе стороны

тогда

отсюда

2)Оцифровка делений уровня: возрастает от одного конца к другому. В этом случае нульпункту будет соответствовать отчет 1/2m, где m число делений шкалы.

а) если нульшкалы расположен

слева от нульпункта, то

откуда

б) если нуль шкалы расположен справа от нульпункта, то

, откуда

2.5.6 Вертикальный круг. Измерение вертикальных углов.

Вертикальным углом является угол наклона ν, составленный визирной осью зрительной трубы, наведенной на определяемую точку, с горизонтальной плоскостью. Измерение углов наклона выполняют для определения горизонтальных проекций линий

Измерение вертикальных углов производится с помощью вертикального круга, укрепляемого на оси вращения зрительной трубы теодолита. Лимб вертикального круга 1 (рис. 7) жестко связан со зрительной трубой 6, причем нулевой диаметр лимба параллелен визирной оси трубы КК'. При измерении вертикального угла лимб вращается вместе с трубой относительно неподвижной алидады 3.

Рис. 7. Вертикальный круг

Перед отсчетом по лимбу нулевой диаметр алидады vv' приводится в горизонтальное положение, для чего пузырек уровня 5 при алидаде вертикального круга выводится на середину с помощью установочного винта уровня 2. Отсчет по лимбу в этом случае покажет величину измеряемого угла наклона.

Если визирную ось поставить в горизонтальное положение и привести пузырек уровня на середину, то отсчет по лимбу вертикального круга должен быть равен нулю, что будет соответствовать нулевому значению угла наклона. Однако, если ось уровня ии' (рис. 26,б) окажется не параллельной нулевому диаметру алидады vv', последний составит с визирной осью КК' некоторый угол х и отсчет по лимбу будет отличаться от нуля. Этот отсчетявляется местом нуля вертикального круга (МО).

Определение места нуля выполняется путем наведения на какую-либо точку при двух положениях вертикального круга - справа и слева от трубы. Вид формул, по которым вычисляется место нуля и угол наклона, зависит от оцифровки делений на лимбе вертикального круга.

У теодолита деления подписаны от 0 до 360° против хода часовой стрелки.                  

МО=(КЛ + КП + 180°)/2;

ν = КЛ-МО;

ν = МО- КП-180°;

  ν =( КЛ-КП-180°)/2;

При вычислениях по этим формулам к отсчетам, меньшим 90°, прибавляется 360°.

Контролем правильного измерения вертикальных углов яв­ляется постоянство места нуля на точке стояния прибора. Колебание МО не должно превышать двойной точности отсчетного устройства.

2.5.7 Подставка

Подставка, или треножник, является несущей частью инструмента и служит для приведения его оси вращения в отвесное положение, а плоскости лимба в горизонтальное положение. Подставка состоит из треугольного корпуса, в углах которого расположены подъемные винты.

Треножник соединяется со штативом при помощи полого станового винта, ввинчивающегося в плоскую пружину, плотно прижимающую подъемные винты к головке штатива. В большинстве случаев теодолиты могут легко отделяться от подставок и соединяться с треножниками посредством цилиндрических втулок и закрепляться винтами.

Отделяющаяся подставка оптического теодолита состоит из корпуса, подъемных винтов, оптического отвеса, закрепительного винта и пластинчатой пружины.

В современных теодолитах применяют подъемные винты с закрытой регулировкой. Такие винты предохранены от загрязнения и работают плавно без люфтов.

Подъемный винт с закрытой регулировкой, осуществляемой глухой гайкой, ввинченной в корпус подставки, регулировочной гайкой, навинченной на нижнюю часть глухой гайки, и разрезной втулкой – гайкой, в которую ввинчен подъемный винт. Вращая гайку, можно затягивать конусную разрезную гайку и тем самым регулировать ход подъемного винта. Сверху глухая гайка закрыта заглушкой.

Шаг  и диаметр  головки подъемного винта должны быть выбраны так, чтобы наименьшему, ощутимому рукой повороту головки винта соответствовал наклон вертикальной оси, равный точности установки уровня и принимаемый равным . Для подставки с тремя подъемными винтами значения  и  определяют по формуле.

Где  - цена деления уровня;

   - расстояние от подъемного винта до оси прибора;

 - величина поворота ободка головки, ощутимая рукой.

2.5.8 Уход и хранение

Теодолит является сложным и точным прибором и требует бережного обращения и тщательного ухода.

Перед началом работы с новым прибором необходимо внимательно изучить прикладываемое к нему техническое описание: описание конструкций, особенностей эксплуатации, поверку и юстировку, основные правила ухода и хранения. К описанию обычно прилагают свидетельство о приеме прибора отделом технического контроля, а также гарантию завода.

Во время работы с теодолитом рекомендуется предохранять его от нагрева солнцем, особенно если производят высокоточные измерения.

Следует оберегать теодолит от дождя, так как попадание влаги на внутренние детали прибора может вызвать их коррозию, загрязняются и запотевают оптические детали, что может вывести теодолит из строя на долгое время. Если теодолит попал под дождь или мокрый снег, его необходимо внести в помещение, обсушить и протереть салфеткой. Сушка вблизи источников тепла недопустима, так как в результате резкого одностороннего нагрева могут произойти значительные деформации деталей, что приведет к расклейке оптических узлов, взаимному смещению деталей, повреждению отделки и другим неисправностям.

При переноске теодолита из холодного помещения в теплое его оптические поверхности запотевают, а после высыхания покрываются пятнами. Кроме того, быстрое изменение температуры окружающей среды может привести к нежелательным деформациям деталей. Поэтому прежде чем перенести теодолит в другие температурные условия, необходимо вначале уложить его в футляр, а после переноски не открывать футляр в течение 30 – 40 минут. (чтобы теодолит воспринял изменение температуры постепенно, а не сразу).

Перевозить и переносить теодолит нужно только в рабочем положении (подставкой вниз). Перед перевозкой необходимо тщательно проверить надежность закрепления теодолита в футляре.

В зимнее время при сильном морозе нагруженные оптические поверхности окуляров покрываются инеем, вызываемым дыханием наблюдателя. Удалять иней следует только чистой сухой салфеткой (но не в коем случае пальцами рук).

В летнее время, в условиях сильной запыленности воздуха, удалять пыль с наружных поверхностей оптических деталей рекомендуется сначала воздушной струей или мягкой беличьей кисточкой, и только удалив песчинки, можно протереть оптику салфеткой. В теодолитах поставлена просветленная оптика, которая требует особо осторожного обращения, так как механическая прочность наносимой на ней просветляющей пленки невелика, и ее легко можно повредить во время чистки.

После работы теодолит необходимо тщательно проверить и уложить в футляр.

Хранить теодолиты следует в сухом помещении, оборудованном стеллажами и стойками, которые нельзя располагать вдоль наружных стен и вблизи отопительных батарей или печей, при температуре ; теодолиты в футлярах устанавливают на стеллажи в рабочем положении. Не допускается хранение в том же помещении кислот и щелочей.

3. Поверки и исследование теодолита

Поверки теодолита заключаются в установлении правильности выполнения ряда геометрических условий, предъявляемых к прибору. При обнаружении невыполнения каких-либо условий производят исправление, называемое юстировкой.

Теодолит должен удовлетворять следующим геометрическим условиям.

1. Ось уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита.

Рис. 8 Схемы поверок теодолита

Для поверки устанавливают уровень по направлению двух подъемных винтов и, вращая их в разные стороны, приводят пузырек уровня на середину ампулы (в нуль-пункт). Замечают отсчет по лимбу, поворачивают алидаду вместе с уровнем на 180° и на глаз оценивают смещение пузырька от нульпункта. Если отклонение больше одного деления шкалы уровня поставленное условие не соблюдено (рис. 24,а),  выполняют юстировку.

Перед выполнением следующих поверок приводят вертикальную ось теодолита в отвесное положение. Для этого уровень ставят параллельно двум подъемным винтам и с их помощью приводят пузырек уровня на середину. Поворачивают алидаду на 90° и третьим подъемным винтом вновь приводят пузырек уровня в нульпункт. Если на алидаде горизонтального круга имеются два уровня, расположенные под прямым углом друг к другу, поворот алидады на 90° не проводят, а выводят пузырек второго уровня на середину третьим подъемным винтом. После этого при любом положении алидады пузырек уровня не должен отклоняться от середины более чем на одно деление.

2. Одна из нитей сетки должна быть вертикальна, другая — горизонтальна.

Приводят ось теодолита в отвесное положение и в 5—6 м от него подвешивают отвес. Вертикальную нить сетки наводят на нить отвеса. Если нить сетки точно совпала с нитью отвеса, условие выполнено. В противном случае необходимо ослабить винты, скрепляющие окуляр с корпусом трубы, и повернуть окуляр вместе с сеткой нитей.

Для поверки горизонтальной нити наводят эту нить на хорошо видимую точку местности. При перемещении трубы в горизонтальной плоскости изображение точки не должно сходить с нити.

3. Визирная ось зрительной трубы, должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.

Угол с отклонения визирной оси от перпендикуляра к оси вращения трубы (рис. 8,в) называется коллимационной ошибкой. Для выявления коллимационной ошибки выбирают удаленную, хорошо видимую точку, расположенную так, чтобы линия визирования была примерно горизонтальна. Наводят трубу на эту точку при положении вертикального круга справа от трубы и берут отсчет по горизонтальному кругу (КП). Переведя трубу через зенит, т. е. повернув трубу на 180° в вертикальной плоскости, наводят ее на ту же точку и снова берут отсчет (КЛ). Величина коллимационной ошибки найдется как

Если величина ошибки будет превышать удвоенную точность отсчетного устройства прибора (1^/), вычисляют среднее из минут, полученных при КП и КЛ, и устанавливают средний отсчет с помощью наводящего винта алидады. При этом произойдет смещение перекрестия сетки нитей относительно изображения наблюдаемого предмета. Ослабив предварительно вертикальные винты сетки нитей (рис. 8, в), боковыми винтами передвигают сетку до точного совмещения перекрестия с изображением предмета. Для контроля поверку повторяют.

При поверках оптических теодолитов с односторонним отсчитыванием (ТГ5 и др.) для исключения влияния эксцентриситета определение коллимационной ошибки делается дважды с поворотом лимба после первого определения на 180°. Величину коллимационной ошибки в этом случае вычисляют по формуле

.

Для устранения коллимационной ошибки в этом случае вычисляют отсчет, исправленный на величину ошибки

            КЛ = КЛ₂-с или КП = КП₂+с

и устанавливают этот отсчет с помощью наводящего винта алидады. Смещение сетки нитей с точки устраняют также боковыми исправительными винтами сетки нитей.

4. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита.

Наводят трубу на высоко расположенную точку М, находящуюся на стене какого-либо здания. Наклоняют трубу до при­мерно горизонтального положения и отмечают на стене точку т_1, в которую проектируется перекрестие сетки нитей (рис. 8, г). Повернув трубу через зенит, повторяют то же действие при другом положении вертикального круга. Если при этом проекция точки М попала в ту же точку т_1, то условие выполнено. Если проекции т_1, и т₂ не совпали, то условие нарушено, что объясняется неравенством подставок трубы. В современных теодолитах соблюдение рассматриваемого условия гарантируется заводом, если же оно нарушается, то исправление необходимо выполнять в специальной мастерской или на заводе.

5.Поверка места нуля вертикального круга.

Местом нуля ОМ вертикального круга называется отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы и оси цилиндрического уровня. Место нуля МО вертикального круга должно быть равно 0° либо близким к 0°.       

Значение МО определяют визированием на удаленную точку при круге лево и круге право и берут соответственно отсчеты КЛ и КП по вертикальному кругу. Перед взятием отсчетов по вертикальному кругу пузырек цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должен быть в нульпунте.

Для теодолитов значение вычисляют по формуле

При этом к отчету меньше 90° прибавляют 360°.

Если значение МО превышает двойную точность отчетного устройства (для 2Т30-1^/) необходимо выполнить юстировку.

Для исправления МО вращением наводящего винта зрительной трубы устанавливают по вертикальному кругу отсчет, свободный от величины МО, вычисляемый по одной из ниже приведенных формул

,

,        

При этом перекрестие сетки нитей сместится с наблюдаемой точки. Тогда ослабив горизонтальные юстировочные винты, оправы сетки нитей, вращая вертикальные винты, совмещают перекрестие сетки нитей с наблюдаемой точкой. После этого, закрепив горизонтальные юстировочные винты, повторяют данную поверку и поверку коллимационной погрешности.   

Литература:

Большая советская энциклопедия. Главный редактор Прохоров А.М. Издательство 3-е, том 25. Москва «Советская Энциклопедия», 1976.

Борщ – Компониец В.И. геодезия. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов. Москва: Недра, 1989 – 512 с: ил.

Захаров А.И.Новые теодолиты и оптические дальномеры. Издательство 2, перераб. И доп. Москва , «Недра» 1978, стр. 261.

Федоров Б.Д. «Маркшейдерско-геодезические приборы и инструменты». Москва, «Ндра» 1971, стр. 288.