Шевченко Т.Г., Мороз О.І., Тревого І.С. Геодезичні прилади

Подождите немного. Документ загружается.

90 Відлікові пристрої геодезичних приладів

опиниться точно в бісекторі 5. Одночасно із переміщенням

зображення штрихів круга рухається шкала мікрометра 13, яку

видно у верхньому віконечку поля зору мікрометра. Відлічуючи

штрихом 6 шкалу мікрометра, визначають зміщення штриха

шкали круга для введення його у бісектор, тобто визначають

величину А дробової частки поділки шкали круга. У полі зору

мікрометра видно зазвичай зображення шкал обох кругів -

вертикального і горизонтального. Відлічують, звичайно, одно-

часно обидва круги.

На рис. 3.14 наведено принципову схему оптичного мікро-

метра з клинами.

а б

Рис. 3.14. Принципова схема оптичного мікрометра з клинами:

а - клини прилягають один до одного; б - рухомий клин

плоскопаралельного відсунуто від нерухомого;

- нерухомий клин;

2 - рухомий клин; 3 - шкала

На відміну від мікрометра з плоскопаралельною платівкою,

в якому видиме зміщення штрихів круга спричиняють повороти

платівки, у мікрометрі з клинами такого зміщення досягають

переміщенням одного з пари клинів. Два оптичні клини, що

91 Відлікові пристрої геодезичних приладів

мають однаковий кут заломлення (див. 1.2.3), нерухомий 1 і

рухомий 2, встановлені один одному назустріч заломлювальними

гранями. Коли клини дотикаються один одного цими гранями (як

на рис. 3.14, а), вони утворюють плоскопаралельну платівку і

промінь, що перпендикулярний до її поверхні, проходить через

обидва клини, не змінюючи свого напрямку. На шкалі 3, яка

з'єднана з рухомим клином, покажчик І вказує відлік, що

дорівнює нулеві. Якщо рухомий клин перемістити у напрямку

ходу променя плоскопаралельно так, щоб заломлювальні грані

клинів залишалися паралельними (рис. 3.14, б), між клинами

утвориться повітряний зазор завширшки І. Відлік на шкалі 3 буде

т. Зображення А' штриха А зміститься на величину Н, причому

промінь на виході з клина 2 буде паралельним до його напрямку

на вході у клин 1. У зв'язку з малим значенням кута

(р

(рис. 3.14,

б)

= І

ер.

Оптичний мікрометр з клинами конструюють і

юстують так, щоб, як і для мікрометра із плоскопаралельною

платівкою, для зміщення штриха на максимальну величину Н,

тобто рівно на одну поділку шкали круга, необхідно було вит-

ратити всю шкалу мікрометра - від 0 до т. Тоді для оптичного

мікрометра з клинами справедливі залежності (3.12) - (3.14).

В оптичних мікрометрах будь-якої конструкції у полі зору

мікрометра звичайно одночасно видно зображення штрихів шкал

горизонтального і вертикального кругів, бісектор та шкалу

мікрометра з штрихом-покажчиком.

Односторонніми оптичними мікрометрами обладнують

зазвичай точні теодоліти, наприклад, ТТ4 (СРСР), ТІ-А, ТІ СXV'і 1 сі,

Швейцарія), К1-А (Кегп, Швейцарія) та інші.

На рис. 3.15 подано поле зору мікроскопа одностороннього

оптичного мікрометра теодоліта ТІ. Шкала мікрометра розта-

шована праворуч від зображень штрихів кругів. У бісектор вве-

дено штрих 327° горизонтального круга (X- 1°; (і = 6"), відлік

327°59'36".

На рис. 3.16 зображено відлік у теодоліті ТТ4.

Відлікові пристрої геодезичних приладів

І 92 9

І І II

*—

327

Нг

Рис. 3.15. Відлік одностороннього оптичного мікрометра (Я = 1

/і = 6"), горизонтальний круг 327°59'36"

Рис. 3.16. Відлік у теодоліті ТТ4 (Я = 20'; /і = 10"):

горизонтальний круг 327°56'49", вертикальний круг 178°36'49"

Шкала мікрометра розташована над зображеннями штрихів

кругів. У бісектор введено штрих 327°40' горизонтального круга і

штрих 178°20' вертикального круга (/1=20'; //=10"). Відлік

горизонтального круга 327°56'49", вертикального - 178°36'49".

3.6. Двосторонній оптичний мікрометр

За допомогою відлікових пристроїв, описаних у розділах

3.3, 3.4, 3.5, відлічують тільки одну сторону круга, що не дає

93 Відлікові пристрої геодезичних приладів

можливості уникнути впливу ексцентриситету алідади та круга

на результати вимірювань. Проте під час точних та високоточних

вимірювань цього впливу бажано уникнути або звести до міні-

муму. Для цього застосовують спосіб суміщеного відлічування.

3.6.1. Спосіб суміщеного відлічування

Такий спосіб відлічування дає змогу за допомогою одного

відлікового пристрою одержати відлік, вільний від ексцент-

риситету алідади. На рис. 3.17 О - центр круга Ь, СУ - центр

прямого, недзеркального, зображення круга побудованого

оптичною системою у масштабі 1:1 і зміщеного на діаметр круга

так, що круг та його зображення дотикаються один до одного.

Діаметрально протилежні точки а і в круга Ь, а також діаметрально

протилежні точки а і в' зображення круга ^^ розташовані на одній

прямій. Точка в круга і точка а його зображення, які суміщені

оптичною системою, утворили спільну точку 5. Центр алідади О і

має ексцентриситет відносно центра круга О, 0[ - зображення

центра алідади, а е- лінійна величина ексцентриситету. Точка Р

круга розташована на продовженні е. Нульові, діаметрально

протилежні штрихи алідади а

і в

а їхні проекції а\ і в\

відповідно. Штрихи в, і а

також утворили спільну точку 8,.

Під час відлічування доцільно дивитись не на весь круг та

його зображення повністю, а лише на їхні суміщені ділянки. На

рис. 3.17 ці ділянки, побудовані оптичною системою, обведені

прямокутником. Відліки круга та його зображення зростають за

напрямком, який вказано стрілкою. А і В - діаметрально

протилежні, підписані штрихи круга, що розташовані найближче

до нуль-пунктів алідади а і і е

відповідно. Відліки круга у точках

а\ і в\ такі

(3.15)

(3.16)

Відлікові пристрої геодезичних приладів

а, а

Рис. 3.17. Принцип суміщеного відлічування

У залежностях (3.15) і (3.16) А.-ціна поділки круга. У

и и

виразі (3.15) дуги Ааі аа, круга можна замінити рівними їм

и и

дугами зображення круга Л'5

і 55, . Тоді (3.15) набере вигляду

А; (3.17)

=АЛ +

А'Б-^

Відлік, вільний від ексцентриситету алідади, є середнім із

відліків діаметрально протилежних штрихів круга $

та 5

+(5

±т°)

5=-

(3.18)

Щоб мати середній відлік, необхідно зменшити відлік 5

на

180°, тобто відшукати 5

- 180°. Враховуючи (3.16), маємо

ВБ+ 55,

Л.-180°

(3.19)

Але ВЛ- 180° = А А, тому

-180° =АА +

55+5^

А.

(3.20)

95 Відлікові пристрої геодезичних приладів

Підставивши у (3.18) значення 8

з (3.17) та 5^-180° з

(3.20), одержимо для середнього відліку

АХ

(^8-88

Л+ГЯЗ+З^ІЛ

5 = ^ ^ ^ (3.21)

и и и

Врахувавши, що А'8+ В8 = А'В, остаточно маємо

8 = АХ + А' В—. (3.22)

Залежність (3.22) свідчить, що для того, щоб мати відлік,

вільний від ексцентриситету алідади, необхідно відлічити молод-

ший штрих А (А') та відрізок між діаметрально протилежними

штрихами А' та В.

Коли круг повертати довкола точки О, то й зображення

його повертається у той самий бік. Штрихи ж круга і зображення

рухаються у протилежних напрямках. Якщо діаметр круга АВ

повернути за напрямком руху стрілки годинника на кут Х12

(рис. 3.17), його зображення А'В' повернеться на такий самий кут

ХІ2, але проти напрямку руху стрілки годинника . Точки А' і В

сумістяться. Отже, під час суміщеного відлічування за поворот

круга на кут Х!2 кожен із штрихів А' і В подолає відстань дуги,

що відповідає куту ХІ2, а разом вони, рухаючись назустріч один

одному, пройдуть відстань дуги, що відповідає кутові X.

Суміщене відлічування передбачає, що під час підрахунку

поділок (проміжків) між діаметрально протилежними штрихами

А' і В круга та його зображення, коли їхні штрихи суміщені, ціну

поділки (проміжка) між цими штрихами приймають ХІ2, а не X.

Суміщення штрихів круга та його зображення виконують,

звичайно, не повертаючи круг, а повертаючи або поступально

переміщуючи оптичні компенсатори - плоскопаралельні платівки

або оптичні клини відповідно. Рух оптичних компенсаторів

спричиняє видиме переміщення штрихів круга та його зобра-

ження назустріч один одному. На відміну від одностороннього

оптичного мікрометра, у двосторонньому мікрометрі засто-

Відлікові пристрої геодезичних приладів

совують дві плоскопаралельні платівки або дві пари оптичних

клинів, щоб викликати видиме переміщення штрихів круга та

штрихів його зображення. Обмежені ділянки круга та його

зображення насправді мають точковий дотик, але у полі зору

мікроскопа для зручності вони дотикаються відрізком прямої, в

яку оптична система трансформувала ділянки кола.

3.6.2. Механізми суміщення штрихів

Для того, щоб спричинити видиме переміщення штрихів

круга та його зображення на половину поділки шкали, необхідно

перемістити пучок променів від кожного із штрихів однією

плоскопаралельною платівкою, тобто для переміщення двох

штрихів - круга та його зображення - необхідно дві платівки. На

рис. 3.18 А' і В зображення штрихів діаметрально протилежних

частин круга, як і на рис. 3.17.

Рис. 3.18. Принцип дії двостороннього оптичного мікрометра

з двома плоскопаралельними платівками:

1,2- плоскопаралельні платівки

Дві плоскопаралельні платівки 1 і 2 (рис. 3.18), що

обертаються довкола однієї осі, назустріч одна одній, встановлені

так, що пучки променів від обох ділянок шкали круга йдуть

окремо, кожний через свою платівку. Повертаючи платівки

маховичком оптичного мікрометра, можна сумістити штрихи

шкали (точка 8). За шкалою оптичного мікрометра, яка зв'язана з

платівками, можна визначити величину їхнього повороту, що

відповідає віддалі між штрихами у кутовій мірі до їхнього

суміщення. На рис. 3.19 подано принципову схему двостороннього

оптичного мікрометра з двома плоскопаралельними платівками.

97 Відлікові пристрої геодезичних приладів

Рис. 3.19. Схема пристрою, що повертає пласкопаралельні платівки

оптичного мікрометра:

- диск із спіральними пазами та шкалою;

2 - вісь обертання диска; 3, 4- важелі; 5,6- осі обертання важелів;

7,8- плоскопаралельні платівки

Такі мікрометри відрізняються конструкцією механізму

перетворення повороту плоскопаралельних платівок у поворот

відлікової шкали мікрометра, яка пов'язана із рухом платівок. На

рис. 3.19 такий трансформувальний пристрій за конструкцією є

диском 1 із шкалою, який обертається довкола осі 2. З диском

скріплено маховичок оптичного мікрометра. У спіральні пази

диска входять напрямні виступи кінців двох важелів 3 і 4, кожен з

яких може повертатися довкола своєї осі 5 і 6 відповідно. На

протилежному кінці кожного з важелів закріплена плоскопа-

ралельна платівка (7 і 8). Коли повертати маховичок, разом з ним

повертається й диск 1 із шкалою. Кінці важелів з виступами, що

входять у пази диска формою спіралі Архімеда, віддаляються або

наближаються до центра диска. Самі важелі повертаються у своїх

осях 5 і 6, а плоскопаралельні платівки 7 і 8 також повертаються,

суміщаючи зображення штрихів круга А' і В. Кінці важелів із

платівками рухаються пропорційно до кута повороту диска із

Відлікові пристрої геодезичних приладів

шкалою. Мікрометрами з плоскопаралельними платівками устат-

ковують точні та високоточні теодоліти, наприклад, ТЗ (\¥іМ),

0Т02, 0Т02М (СРСР).

Рис. 3.20. Схема дії двостороннього оптичного мікрометра з рухомими

оптичними клинами: а - клини прилягають одні до одних, нульовий

відлік шкапи мікрометра, штрихи круга і зображення його не

збігаються; б - рухомі клини відсунуті, є відлік шкали мікрометра,

внаслідок пересування клинів штрихи круга і зображення його суміщені;

1 - круг; 2 - зображення круга; 3 - об'єктив; 4,5- нерухомі клини;

6, 7-рухомі клини; 8 - шкала оптичного мікрометра

Крім описаних мікрометрів, у кутомірних приладах вико-

ристовують двосторонні оптичні мікрометри, в яких оптичними

компенсаторами слугують дві пари оптичних клинів (одно-

сторонні мікрометри (3.5) мають одну пару клинів). Обидві пари

оптичних клинів (рис. 3.20), які мають однакові кути заломлення

99 Відлікові пристрої геодезичних приладів

(див. 1.2.3), розташовані так, що їхні головні перетини перпен-

дикулярні до зображень штрихів, а клини кожної пари встанов-

лені один щодо одного так, що їхні заломлювальні грані

орієнтовані у протилежні боки.

Нижня пара клинів 4 і 5 нерухома. Вони будують зобра-

ження діаметрально протилежних ділянок шкали круга точно

посередині поля зору відлікового пристрою. Верхня пара клинів 6

і 7 відповідно - рухома - скріплена із шкалою мікрометра 8. Її

приводить у рух зубчаста пара (коліщатко-рейка) і рухається

вона разом із шкалою мікрометра. У результаті плоскопара-

лельного переміщення рухомої пари клинів є можливість

сумістити діаметрально протилежні штрихи шкали круга, а за

шкалою мікрометра відлічити необхідне для цього переміщення

клинів. На рис. 3.20, а положення клинів відповідає нульовому

відліку шкали мікрометра. Зображення штрихів і В діамет-

рально протилежних ділянок круга у полі зору мікроскопа не

збігаються. Під час обертання маховичка оптичного мікрометра,

що є співвісним зі зубчастим коліщатком, зубчаста рейка, а разом

з нею шкала мікрометра і пара рухомих клинів рухаються, у

результаті чого зображення штрихів діаметрально протилежних

ділянок шкали круга А, і В суміщаються (рис. 3.20, б). За ін-

дексом ] відлічують шкалу мікрометра. Відлік мікрометра

відповідає величині переміщення штрихів круга для суміщення їх

у кутовій мірі.

3.6.3. Відлічування у теодолітах

з двосторонніми оптичними мікрометрами

На рис. 3.21 і 3.22 подано принципову оптичну схему дво-

стороннього оптичного мікрометра теодоліта з оптичними

клинами. Для обох рисунків прийнято ті самі позначення та

нумерацію деталей. Рис. 3.21 ілюструє хід променів через обидва

круги теодоліта.