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

Подождите немного. Документ загружается.

100 Відлікові пристрої геодезичних приладів

Рис. 3.21. Принципова оптична схема теодоліта

з двостороннім оптичним мікрометром з клинами:

> хід променів через горизонтальний круг;

хід променів через вертикальний круг

На рис. 3.21: 1 і 15-призми освітлювальної системи гори-

зонтального круга; 2,11 - лінзи тієї самої системи; 3 -

101 Відлікові пристрої геодезичних приладів

горизонтальний круг; 4, 7, 8 і 38 - призми системи вертикального

круга; 5,6 і 37-лінзи об'єктива мікроскопа системи вертикаль-

ного круга; 9, 13-призми системи передачі зображення

діаметрально протилежної ділянки вертикального круга; 10 і 12 -

лінзи об'єктива тієї самої системи; 14-призма освітлювальної

системи вертикального круга; 16-зовнішнє поворотне дзеркало;

17 - захисне скло; 18 - вертикальний круг; 19 - світлофільтр освіт-

лювальної системи вертикального круга; 20 - зорова труба; 23 -

окуляр відлікового мікроскопа; 24-об'єктив відлікового мікро-

скопа; 25 - шкала мікрометра; 26 - призма підсвічування шкали

мікрометра; 27 - лінза-колектив; 28 - діафрагма поля зору мікро-

скопа; 29-клинова платівка розподільного блока; 30 -призма

розподільного блока; 31 і 32-рухомі клини мікрометра; 33-пен-

тапризма відлікового мікроскопа- 34 і 35-нерухомі клини мікро-

метра; 39 і 40-лінзи об'єктива мікроскопа системи горизонталь-

ного круга; 41 - призма тієї самої системи; 42 і 45 - призми системи

передавання зображення діаметрально протилежної ділянки

горизонтального круга; 43 і 44 - лінзи об'єктива тієї самої системи.

Промені йдуть через діаметрально протилежні частини

шкал горизонтального і вертикального круга різними шляхами,

але мають спільну ділянку від точки Е (призма 38) до окуляра 23

відлікового мікроскопа. Щоб відлічити кожен із кругів, треба

поставити рукоятку перемикача кругів у потрібне положення

("горизонтальний" чи "вертикальний"). Рукоятка перемикача

зв'язана з призмою 38, яка в одному своєму положенні (верти-

кальний круг) перекриває промені від горизонтального круга, а

відбиває та спрямовує до мікроскопа промені, що пройшли через

вертикальний круг, який і відлічують. Після переведення пере-

микача у положення "горизонтальний круг" призма 38 пере-

міщується, звільняючи шлях променям, що пройшли горизон-

тальний круг, який відлічують.

На рис. 3.22, а показано, як оптична система, що скла-

дається з деталей 42...45, будує навпроти штриха 180 гори-

зонтального круга зображення діаметрально протилежного йому

102 Відлікові пристрої геодезичних приладів

штриха - 0. Надалі промені, що несуть інформацію про штрихи,

подаються до клинів. На верхній частині рис. 3.22, б діамет-

рально протилежні штрихи 0 і 180 розміщені один від одного на

віддалі рівно однієї поділки шкали. Відлік шкали мікрометра 0',

0". На нижній частині рис. 3.22, б діаметрально протилежні

штрихи 0 і 180 ідеально суміщені. Відлік шкали мікрометра

10'00",0.

Для того, щоб штрихам у результаті сумісного руху по-

долати поділку шкали (А - 20') кожний з них має пройти шлях

ЛІ2, тобто 10' (повністю шкалу мікрометра). Отже, поділки

(проміжки) між діаметрально протилежними штрихами необ-

хідно оцінювати під час відлічування як А/2. На верхній частині

рис. 3.22, в штрихи діаметрально протилежних ділянок круга одні

відносно одних розташовані безладно. Щоб відлічити, повер-

тають маховичок оптичного мікрометра і суміщають штрихи, як

на нижній частині рис. 3.22, в. У відлік записують номери

штрихів, цифри яких головками догори. Такий молодший штрих

- 354, а діаметрально протилежний йому - 174. Між діаметрально

протилежними штрихами є дві поділки (проміжки). Ціна поділки

А = 20' (градусна поділка поділена на три поділки), а ціна

проміжку між 354 і 174 дорівнює А!2 = 10'. Тому відлік шкали

круга 354° + 2-Ю' = 354°20'. Відлік шкали мікрометра Об'ОІ" (ціна

поділки його шкали ц,- 1"). На шкалі мікрометра ліворуч

підписані одиниці мінут, праворуч - десятки секунд в мінуті.

Відлічити шкалу мікрометра можна з точністю до десятої частки

його поділки, тобто до 0,1". Відлік на рис. 3.22, в (нижня частина)

354°26'01". Так само, як у наведеному прикладі, відлічують у

теодолітах, наприклад, Т2 (СРСР), ТЬео 010 та інших подібних.

На рис. 3.23, 3.24 і 3.25 наведено приклади відлічування

теодолітів ТІ (Т05) (СРСР), ТЗ (\¥ІМ), ОТ-02 (СРСР). На

рис. 3.23 Х = 10' (градусна поділка поділена на шість поділок),

[1=1". Відлік 0°04'27,5".

103 Відлікові пристрої геодезичних приладів

Рис. 3.22. Оптична схема мікрометра з клинами

104

Відлікові пристрої геодезичних приладів

б в

Рис. 3.22. Оптична схема мікрометра з клинами (продовження):

а - хід променів в оптичній системі мікрометра з рухомими

клинами - побудова зображення діаметрально протилежної ділянки

горизонтального круга; б - принцип суміщення діаметрально

протилежних штрихів шкали круга; в) приклад відлічування за

діаметрально протилежними штрихами: (Я = 20'; ц = 1"), відлік

354 °26'01"; 3 - горизонтальний круг; 25 - шкала мікрометра;

26 - призма підсвічування шкали мікрометра; 27 - лінза-колектив;

29 - клинова платівка розподільного блока;

ЗО

- призма розподільного блока; 31 і 32 -рухомі клини мікрометра;

34 і 35 - нерухомі клини мікрометра; 39 і 40 - лінзи об'єктива

мікроскопа системи горизонтального круга; 41 - призма тієї самої

системи; 42 і 45 - призми системи передавання зображення

діаметрально протилежної ділянки горизонтального круга;

43 і 44-лінзи об'єктива тієї самої системи

Для теодоліта ТЗ (рис. 3.24) Я = 4' (градусна поділка по-

ділена на п'ятнадцять поділок), // = 0,2". Відлік 73°27'56,7".

Зауважимо, що Я/2 = 2', а на шкалі мікрометра під значенням

секунд підписано кількість мінут.

105 Відлікові пристрої геодезичних приладів

359

І!

її

іі

її 1 п

111

1II і

п 11

II1II

001

1II і Ч і

6ІІ

4-І23

сег

73 74

Рис. 3.23. Відлік у теодоліті

Т1 - сР04'27,5"(Л = 10'; ц = 1")

Рис. 3.24. Відлік у теодоліті

ТЗ - 73°27'56,7"(І = 4'; {і = 0,2")

В теодоліті ОТ-02 (рис. 3.25) Я

4' (градусна поділка

поділена на п'ятнадцять поділок), // = 0,1". Особливість відлі-

чування в ОТ-02 полягає у тому, що ЛІ2 = 2', а кількість поділок

шкали мікрометра п = 600 (мало би бути 2-600 = 1200). Тому для

відлічування виконують два суміщення штрихів, а відлічену

кількість поділок шкали мікрометра додають.

Рис. 3.25. Відлік у теодоліті ОТ-02 (А = 4'; и = 0,1"): а ~ діаметрально

протилежний штрих праворуч, відлік 126?29'25,3 "; б - діаметрально

протилежний штрих ліворуч, відлік 13ЄР50'24,6"

106 Відлікові пристрої геодезичних приладів

На рис. 3.25, а у результаті першого суміщення відлік

шкали мікрометра 42,5 (показано на рисунку), а другого

суміщення - 42,8 (на рисунку не показано), що становить

42,5 + 42,8 = 1'25,3". Тому відлік на рис. 3.25, а: 126°+ 244 +

+ 1'25,3"= 126°29'25,3". Під час відлічування у теодоліті ОТ-02

діаметрально протилежний штрих зображення шкали круга у полі

зору мікроскопа може розташовуватися ліворуч, а не праворуч

від штриха шкали, як показано на рис. 3.25, б. У такому разі від

номера штриха треба відняти кількість мінут, відлічених на крузі.

У наведеному прикладі 140°-2'-5 = 139°50', що й буде відліком

круга. Відлік шкали мікрометра: перше суміщення 12,4, друге -

12,2. Відлік рис. 3.25, б такий 139° + (12,4 + 12,2) = 139°50

24,6".

До речі, аналогічно можна відлічити круг на рис. 3.22, в,

зважаючи на штрихи 355 і 175, тобто 355° - (Ю'-4) = 354°20'.

Загалом залежність для визначення ціни поділки шкали

мікрометра має вигляд

= (3-23)

2 п

де п- кількість поділок шкали мікрометра. Зокрема, для теодо-

20'

літа ТЬео 010 або Т2 (рис. 3.22) ц = — = 1".

2-600

Рис. 3.26. Відлік у теодоліті

типу ЗТ2 - 17°2527" (Я = 20'; ц=1")

107 Відлікові пристрої геодезичних приладів

В оптичних теодолітах сучасних конструкцій у полі зору

мікроскопа двостороннього оптичного мікрометра суміщають не

підписані діаметрально протилежні штрихи, як, наприклад, в

теодолітах типу ЗТ2 або ТНео 010В (Сагі 2еік§ Депа) тощо. На

рис. 3.26 наведено приклад відлічування теодоліта ЗТ2. Щоб

відлічити, суміщають штрихи у центральному віконечку (гори-

зонтальний круг має подвійні штрихи, а вертикальний може мати

поодинокі). У верхньому віконечку велика цифра (17) - кількість

градусів, менші цифри під нею (0, 1, 2, ...) - десятки мінут. На

шкалі мікрометра, як звичайно, підписані ліворуч - одиниці

мінут (1...10), праворуч десятки секунд у мінуті (Л = 20'; // = 1").

Десятки мінут, які відлічують, під двозначними цифрами градусів

(10...99), як на рис. 3.26, розташовуються посередині між

цифрами градусів; під самою цифрою для одноцифрових значень

градусів (0...9); а коли відлік градусів містить три цифри

(100...359), під середньою цифрою. Відлік на рис. 3.26 17°25'27".

Так само або подібно відлічують у теодолітах типу 2Т2 та інших.

3.7. Відлікові пристрої електронних (кодових)

кутомірних приладів

Електронно-обчислювальна техніка практично вирішила

проблему автоматизації опрацювання результатів геодезичних

вимірювань. Проте, оскільки відліки фіксують окомірно в

оптичних приладах, результати вимірювань не можна ввести у

комп'ютер автоматично, безпосередньо з приладу. Тому виникла

необхідність у приладах, результати вимірювань якими можна

подати у такій формі, щоб їх можна було застосувати безпо-

середньо як вхідну інформацію для автоматичного опрацювання.

Такими приладами стали електронні (кодові) теодоліти, в яких

використовують кодову систему визначення напрямків, яка дала

можливість автоматизувати вимірювання кутів і одночасно

відображати результати вимірювань на носії інформації. Для

цього застосовують спеціальну систему поділу кругів не на штри-

хові шкали, а, наприклад, на прозорі та непрозорі смужки, які

108 Відлікові пристрої геодезичних приладів

чергуються. Вони відповідають двом знакам двійкової системи: 0

та 1. Коли повертати автоматичний просвітлювальний пристрій

по кругу, під час просвічування останнього виникають два

сигнали: світло є, світла немає. Якщо порахувати кількість сиг-

налів, можна зробити висновок про величину кута, наприклад,

між двома дискретними положеннями просвітлювального прист-

рою. Така інформація, яку сприймають спеціальні приймальні

пристрої, може бути виведена на носій інформації.

Систему поділу круга на прозорі та непрозорі смужки нази-

вають кодовою. Відліки у цій системі одержують автоматично

електронними зчитувачами, які встановлені в теодоліті. Коли

застосовують двійкову кодову систему, на круг наносять

концентричні кільця, які називають доріжками, На кожному на-

ступному кільці-доріжці кількість прозорих і непрозорих смужок-

сегментів подвоюється (рис. 3.27).

Рис. 3.27. Колова двійкова кодова шкала

Коду нуля відповідають непрозорі (заштриховані) смужки,

коду одиниці - прозорі. Молодшому порядку двійкових чисел

відповідає ближче до краю круга зовнішнє кільце, а старшому -

ближче до центра круга - внутрішнє кільце. У двійковій системі,

щоб одержати «-розрядне число, треба п кодових доріжок-кілець.

Кількість прозорих И„

та непрозорих И

„ смужок у кожному

109 Відлікові пристрої геодезичних приладів

кільці за порядковим номером к, починаючи з першого внут-

рішнього, визначають згідно із залежністю

N = N -2

к-1

(3.24)

Так, перше кільце (к-1 = 0) має один прозорий і один

непрозорий сегмент, друге (к-1 = 1) два прозорі і два непрозорі,

третє - по чотири прозорі та непрозорі тощо.

Смужку-сегмент крайнього зовнішнього кільця приймають

за елемент квантування кута, що є межею роздільної здатності

Лх

перетворювача світлового сигналу (під час просвітлювання

круга) у електричний

Лл:„

360°

(3.25)

Наприклад, коли п= 12, Ах

= 5'16", якщо я = 20,

Ах

= 1,25", а коли п = 24, Ах

= 0,08". Проте частота чергування

смужок обмежена технологічними можливостями нанесення

найтоншого штриха (наприклад, 1") та діаметром круга (до

400 мм). Кількість розрядів у такому разі п

тах

=19.

Елементи зчитування колової кодової шкали встановлюють

по радіусу. На виході перетворювача з такою шкалою одержують

код двійкового числа. На рис. 3.28 подана принципова схема

фотоелектричного перетворювача зчитування.

Рис. 3.28. Принципова схема фотоелектричного

зчитувача-перетворювача: 1 - джерело світла; 2 - круг з кодом; 3 -

діафрагма з проріззю; 4 - блок фотоприймачів; 5 - електронний блок