Реферат - Поверки и юстировки теодолита и нивелира
Подождите немного. Документ загружается.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
ГОУ ВПО
«Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»
Кафедра землеустройства и геодезии
Реферат на тему:
“Поверки и юстировки теодолита и нивелира”
Выполнил:
Проверила:
Пенза 2011 г.
Теодолит
Поверки позволяют выявить отклонение от геометрических условий и
оптико-механических требований, заложенных в конструкцию прибора,
юстировкой наиболее полно устраняют эти отклонения. По результатам
исследований выявляют пригодность теодолита для выполнения измерений
данного класса точности.
Обязательными поверками на каждом пункте перед наблюдениями являются
следующие:
Подъемные и наводящие винты должны вращаться плавно.
Вращение алидады должно быть плавным.
1. Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна к
вертикальной оси вращения прибора.
Предварительно плоскость лимба приводят в горизонтальное положение по
невыверенному уровню, для чего поворотом алидады устанавливают
цилиндрический уровень параллельно линии, соединяющей два подъемных
винта, и, вращая их в противоположные стороны, приводят пузырек уровня в
нуль-пункт. Затем алидаду поворачивают на 90° и вращением третьего винта
приводят пузырек уровня в нуль-пункт. При этом ось цилиндрического
уровня занимает горизонтальное положение zz, образуя с осью вращения w
прибора угол β (рис. 1). К отсчету по горизонтальному кругу прибавляют
180° и полученное значение поворотом алидады устанавливают на
горизонтальном круге, т. е. поворачивают алидаду на 180°. При этом ось
цилиндрического уровня, сохраняя с осью вращения угол β, занимает
положение z'z' и отклоняется от горизонтального положения на угол 2α. На
рисунке 1, 2α + 2β = 180°, а α + β = 90°, т.е. биссектриса z"z" угла 2а
пендикулярна к оси вращения прибора. Поэтому при юстировке необходимо
на половину дуги отклонения привести пузырек уровня к нуль-пункту
третьим подъемным винтом, а в нуль-пункте - исправительными винтами
уровня.
Рис. 1. К поверке оси цилиндрического уровня теодолита (первого условия)
2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к вертикальной
оси вращения теодолита.
Вертикальную ось вращения теодолита тщательно устанавливают в отвесное
положение, после чего левым краем горизонтальной нити наводят на точку.
Вращая наводящим винтом, медленно вращают трубу по азимуту. Если
изображение точки не сходит с горизонтальной нити, то условие выполнено.
В противном случае снимают защитный колпачок с окулярной части трубы,
ослабляют винты, которыми пластина сетки нитей скреплена с корпусом
трубы, и поворачивают сетку так, чтобы при перемещении трубы
горизонтальная нить не сходила с точки. Эту же юстировку можно
выполнить, совмещая вертикальную нить сетки с нитью отвеса,
подвешенного в 10-15 м от теодолита.
3. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к
горизонтальной оси ее вращения.
При взаимно-перпендикулярном положении осей zz и hh при вращени трубы
ось zz образует плоскость, которую называют коллимационной. Если угол β
между этими осями отличается от 90° на угол с, называемый
коллимационной ошибкой, то при вращении трубы ось zz образует две
конические поверхности, и при наведении на точку А вместо отсчета М (рис.
2) получим отсчет
M1 = M + c. (1.1)
После перевода трубы через зенит угол β между визирной осью и осью
вращения трубы сохраняется, при наведении перекрестия нитей на точку А
по горизонтальному кругу получим отсчет
M2 = M - с ±180°. (1.2)
Складывая левые и правые части формул (1.1) и (1.2), находим
(1.3)
Следовательно, среднее из отсчетов по горизонтальному лимбу при круге
право (П) и круге лево (Л), после изменения суммы на 180°, свободно от
влияния коллимационной ошибки.
Вычитая из формулы (1.1) соответствующие части формулы (1.2), имеем
(1.4)
При более строгом выводе
(1.5)
где Z — зенитное расстояние. (Зенитное расстояние - угол между
вертикальным направлением и направлением линии местности). (Z = 90° —
v, v — угол наклона).
Если коллимационная ошибка с превышает 2t, где t — точность
отсчитывания по горизонтальному кругу, то выполняют юстировку, для чего
на горизонтальном круге наводящим винтом алидады устанавливают отсчет
М =М2 + с. При этом перекрестие сетки нитей сойдет с точки А (см. рис. 2).
Рис. 2. К поверке третьего условия
Сняв колпачок с окулярной части трубы и ослабив один из вертикальных
исправительных винтов, боковыми исправительными винтами перемещают
пластину, на которую нанесена сетка нитей, до совмещения перекрестия
нитей с изображением точки А. После юстировки поверку повторяют и
убеждаются в выполнении условия. Затем винты сетки слегка затягивают и
надевают колпачок.
При z ≈ 90° величина с практически не влияет на разность направлений,
измеренных при одном положении круга, т. е. на горизонтальный угол. В
горной местности при наблюдении при одном положении круга
коллимационная ошибка может исказить горизонтальный угол.
В теодолитах с односторонней системой отсчитывания (Т15, Т30) выполняют
две пары наведения на точку А: после первого наведения делают отсчеты М1
и М2, затем лимб смещают примерно на 90°, визируют точку А и берут
отсчеты М'1 и М'2. Значение
(1.6)
4. Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси
вращения теодолита.
При выполнении этого условия при отвесном положении вертикальной оси
теодолита, установленном по уровню при алидаде горизонтального круга,
визирная ось трубы при вращении образует отвесное положение
коллимационной плоскости (на рис. 3 плоскость 0Аа). Если условие не
выполняется, то при вращении трубы визирная ось образует наклонную
плоскость 0Аα1 при одном положении вертикального круга и 0Аα2 — при
другом. Для выполнения поверки теодолит устанавливают в 10-20 м от
стены, перекрестие сетки нитей при круге право наводят на высоко
расположенную точку А, закрепляют алидаду, опускают зрительную трубу
примерно до горизонтального положения и отмечают на стене точку α1 , на
которую проектируется перекрестие нитей сетки. Затем трубу переводят
через зенит и при круге лево наводят на точку А, опустив трубу, получают ее
проекцию α2. Если точки α1 и α2 совпадут или отрезок α1α2 не превышает
ширину биссектора(два штриха сетки нитей зрительной трубы, используемые
совместно для наведения на визирную цель) сетки (15-20"), то условие
выполнено. При невыполнении условия юстировку выполняют в
специальных мастерских.
Рис. 3. К поверке четвертого условия
Следует заметить, что среднее из отсчетов по горизонтальному кругу пру, П
и Л свободно от влияния этой ошибки.
5. Компенсатор отсчетной системы вертикального круга должен
обеспечивать неизменность отсчета по вертикальному кругу при наклоне оси
вращения теодолита на углы до ±3'.
Теодолит устанавливают на штативе так, чтобы один из подъемных винтов
был направлен в сторону наблюдаемой точки А. После приведения основной
оси прибора в отвесное положение наводят на точку А и делают отсчет а1 по
вертикальному кругу. Затем вращением подъемного винта наклоняют
теодолит вперед на 2-3 деления уровня, снова наводят на точку А и берут
отсчет а2 по вертикальному кругу. После этого наклоняют прибор на 2-3
деления уровня в противоположную сторону, визируют на точку А и берут
отсчет a3. Все отсчеты в пределах точности отсчета по микрометру должны
совпадать, т. е. a1 ≈ a2 ≈ a3. При невыполнении условия юстировку
выполняют в специальной мастерской.
6. Визирная ось оптического центрира должна совпадать с осью вращения
теодолита.
Вертикальную ось вращения теодолита приводят в отвесное положение,
теодолит устанавливают над точкой местности. При вращении алидады
изображение точки не должно смещаться с центра оптического центрира
более чем на 0,5 радиуса малой окружности. При большем смещении
выполняют юстировку.
Отвинчивают два винта и отсоединяют крышку оптического центрира от
бовокой крышки теодолита.
Освобождая слегка винты, скрепляющие окулярное колено оптического
центрира, и перемещая его в плоскости боковой крышки, добиваются
совмещения визирной оси оптического центрира с вертикальной осью
вращения теодолита.
Снова наблюдают за положением изображения точки местности
относительно центра сетки при вращении алидады. В этом случае
изображение точки местности не должно перемещаться относительно центра
сетки оптического центрира.
В теодолитах 2Т2, 2Т5К и 2Т5 оптические центриры юстируют только в
мастерской.
7. Место нуля вертикального круга должно быть близким к нулю.
Место нуля (МО) – это отсчет по лимбу вертикального круга,
соответствующий горизонтальному положению визирной оси зрительной
трубы и отвесному положению вертикальной оси теодолита.
При измерении вертикальных углов необходимо следить за положением
пузырька уровня при алидаде горизонтального круга и, в случае смещения
пузырька с нуль-пункта, приводить его на нуль-пункт подъемными винтами.
Приведя с помощью уровня и подъемных винтов (у теодолитов Т30 и 2Т30
один цилиндрический уровень, которым пользуются при измерении
горизонтальных и вертикальных углов) ось вращения теодолита в отвесное
положение, наблюдают любую неподвижную и хорошо видимую точку при
Л и П, производят отсчеты по вертикальному кругу и вычисляют значения
места нуля по формулам
– ( Т30), – (2Т30),
При выполнении проверки необходимо наблюдать две различные точки. Из
наблюдений вычисляют значение места нуля для каждой точки. Из
полученных результатов, если они различаются не более чем на величину
двойной точности прибора, образуют среднее арифметическое, которое
принимается как окончательное значение места нуля. Для сведения места
нуля к 0° удобнее всего при Л навести трубу на любую точку. Взять отсчет
по вертикальному кругу Л, и, вращением наводящего винта трубы,
установить на вертикальном круге отсчет, равный Л – МО. При этом центр
сетки сместится по вертикали с наблюдаемой точки. Его необходимо вернуть
на точку, действуя вертикальными исправительными винтами сетки,
предварительно слегка ослабив боковые исправительные винты. Проверку
следует повторить. После выполнения условия проверки все исправительные
винты сетки должны быть затянуты и предохранительный колпачок,
закрывающий доступ к юстировочным винтам сетки, должен быть навинчен
на трубу.
Нивелир
До начала поверок нивелира необходимо проверить: исправность штатива;
чистоту оптики зрительной трубы; правильность и четкость изображения ее
сетки нитей и концов пузырька уровня; плавность вращения окуляра и
трубки фокусирующей линзы; возможность точной фокусировки
одновременно сетки нитей и изображения концов пузырька цилиндрического
уровня при вращении окуляра. Подъемные винты при плотно завинченном
становом винте должны вращаться легко и плавно.
1. Ось круглого (установочного уровня) должна быть параллельна
вертикальной оси вращения прибора.
Подъемными винтами подставки пузырек приводят в нуль-пункт и верхнюю
часть нивелира поворачивают на 180˚. Если пузырек отклонится от нуль-
пункта, то тремя подъемными винтами подставки его приводят к середине на
половину дуги отклонения, а окончательно совмещают с положением «нуль-
пункт» тремя исправительными винтами.
2. Основной горизонтальный штрих сетки нитей должен быть
перпендикулярен к оси вращения прибора.
Нивелир устанавливают в 40–50 м от неподвижно закрепленной рейки.
Вертикальную ось прибора приводят в отвесное положение и, поворачивая
наводящим винтом зрительную трубу, следят за постоянством отсчета по
основному горизонтальному штриху сетки нитей. Если отсчет изменяется
более чем на 1 мм, то ослабив крепящие винты, поворачивают диафрагму с
сеткой нитей в верное положение. Поверку необходимо повторить и, если
условие выполнено, закрепить диафрагму винтами.
3. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси
зрительной трубы.
Поверка может быть выполнена одним из следующих способов:
а)двойным нивелированием вперед;
б)нивелированием из середины и вперед.
Д в о й н о е н и в е л и р о в а н и е в п е р е д .
На расстоянии 40-50 м (рис.1) закрепляют колышки в точках А и В для
установки на них реек. Рейку ставят на точку А, а над точкой В уста-
навливают нивелир в рабочее положение и измеряют высоту инструмента i
ь
.
По рейке, установленной в точке А, берут отсчет, предварительно
проконтролировав контакт концов уровня. Если визирная ось была бы
горизонтальна, отсчет по рейке был бы равен а
1
.
При несоблюдении поставленного условия отсчет будет, например, а
2
.
После этого инструмент переносят в точку А и измеряют высоту
инструмента i
a
. По рейке, установленной на точке В, берут отсчет b
1
, если
поверяемые оси параллельны. При несоблюдении поставленного уровня
отсчет будет, например, b
2
.
Рис.1. Схемы
поверок нивелира
двойным
нивелированием
вперед
По двум отсчетам по рейке и по двум высотам инструмента определяют
погрешность х, характеризующую отклонение оси визирования от горизонта:
х = │ ((a
2
+ b
2
) : 2) – ((i
a
+ i
b
) : 2)│ ≤ 4 мм.
Если х больше 4 мм, то оси непараллельны и следует произвести юстировку
оси цилиндрического уровня.
Для этого по рейке вычисляют отсчет b
1
, соответствующий горизонтальному
положению визирного луча:
b
1
= b
2
- х
Элевационным винтом наводят среднюю нить сетки на вычисленный отсчет.
При этом действии труба изменит свое положение, поэтому пузырек
цилиндрического уровня уйдет с нуль-пункта.
Затем вертикальными исправительными винтами пузырек уровня приводят в
нуль-пункт. После исправления поверку повторяют.
Н и в е л и р о в а н и е и з с е р е д и н ы и в п е р е д .
Этот способ часто применяется для нивелиров с компенсатором.
На равнинной или слабопересеченной местности забивают два колышка в
точках А и В (рис.2) на расстоянии 50-70 м для установки на них реек.
Нивелир устанавливают в середину между точками, приводят его в рабочее
положение по круглому уровню. Трубу последовательно наводят на рейки,
установленные вертикально на точках А и В.
Элевационным винтом приводят концы цилиндрического уровня в контакт и
берут отсчет по средней нити. Если луч визирования горизонтальный, то эти
отсчеты будут равны a ив .
При непараллельности осей отсчеты будут, например а
1
и b
1
Вычисляют
превышения между точками А и В:
h
1
= а-b = a
1
– b
1
.
Это равенство справедливо в любом случае, так как инструмент находится в
середине и погрешности в отсчетах по рейкам х/2 называются углами
наклона а и на рейках А и В одинаковы.
Рис.2. Схемы поверок нивелира из середины и вперед.
Превышение, вычисленное методом из середины, получают правильное.
Второй раз нивелируют эту же линию методом вперед. На точку А
устанавливают отвесно рейку, а над точкой В располагают нивелир так,
чтобы окуляр нивелира находился над этой точкой (не далее 3 мм).
Нивелиру обеспечивают рабочее положение по круглому уровню,
элевационным винтом приводят пузырек в нуль-пункт и при помощи рейки
измеряют высоту инструмента i от колышка до центра окуляра по отвесному
направлению. Для этого смотрят в объектив и по рейке, установленной на
точке В, передвигают край полоски бумаги, пока она не разделит пополам
окружность, видимую в зрительной трубе.
По краю бумаги отсчитывают высоту инструмента до миллиметров. После
этого трубу наводят на точку А, контролируют контакт концов пузырька
уровня и берут отсчет по рейке. При параллельности осей отсчет будет a
3
,
при нарушении поставленного условия отсчет будет, например, а
4
.
Вычисляют превышение между точками А и В:
h
2
=а
4
- i .
Если превышения, вычисленные методом из середины и методом вперед,
одинаковы, то условие выполнено. Расхождение в превышениях больше 4 мм
указывает на несоблюдение поставленного условия. В таких случаях
необходима юстировка.
С п о с о б и с п р а в л е н и я .
Для юстировки по рейке вычисляют отсчет a
3
, соответствующий
горизонтальному положению линии визирования и оси цилиндрического
уровня:
a
3
= i +h
1
,
где h
1
- превышение, вычисленное методом из середины.
Юстировка производится так же, как и методом двойного нивелирования
вперед.
Поверки и юстировки нивелира Н-10 производятся так же, как и нивелира Н-
3, за исключением того, что при поверке круглого уровня нивелира Н-10 его
приводят в нуль-пункт наклоном шаровой головки штатива.
При поверке главного геометрического условия для нивелира HС-3
определение высоты инструмента затрудняет наличие у него ломаной трубы.
Поэтому следует производить поверку способом, исключающим определение
этой высоты.
Оформление результатов поверок нивелира показано в таблице.
Поверки круглого уровня
Номер
приема
Уровень уста-
новлен на одина-
Уровень
приведен в
Уклонение
пузырька от
Пузырек
возвращен к нуль-