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

Подождите немного. Документ загружается.

230

Теодоліти

Крім рівня алідади горизонтального круга і рівня верти-

кального крута конструкція теодоліта Т05 містить накладний

рівень, що встановлюється безпосередньо на цапфи осі обертання

зорової труби. Рівень алідади горизонтального круга і накладний

рівень слугують для встановлення вертикальної осі приладу

прямовисно. Найточнішим з трьох рівнів є накладний, ціна по-

ділки якого - 4". Накладний рівень слугує для контролю горизон-

тальності осі обертання зорової труби під час кутових вимірю-

вань, що дає змогу визначати з необхідною точністю поправки за

нахил вертикальної осі теодоліта (відносно прямовисної лінії) у

виміряні напрямки. Рівень вертикального круга слугує для

встановлення горизонтально нульового діаметра вертикального

круга 0-180° (90-270°) під час вимірювання кутів нахилу

(зенітних віддалей). Ампули рівнів зазвичай камерні (див. п. 4.1,

рис. 4.2, а).

Зорова труба теодоліта Т05, оптичну схему якої наведено

на рис. 6.14, устаткована окулярним мікрометром, що слугує для

послаблення впливу випадкових похибок візування трубою.

12 З 4 5 6 7 в З

Рис. 6.14. Оптична схема зорової труби теодоліта Т05:

1, 2, 3, 4-лінзи об'єктива; 5 - фокусувальний компонент; б -

плоскопаралельна платівка окулярного мікрометра; 7 - сітка ниток;

8 - захисне скло сітки ниток; 9 - окуляр

Основною частиною окулярного мікрометра (рис. 6.15) є

рухомий бісектор сітки ниток, з'єднаний із відліковою шкалою

мікрометра.

Теодоліти

231

г'0

— 5

135

Рис. 6.15. Поле зору окулярного мікрометра зорової

труби теодоліта Т05

Кут між вертикальними нитками бісектора становить

ЗО...35". Під час спостережень бісектор не менше ніж тричі

підряд наводять на візирну ціль, вимірюючи кутове зміщення £

середнім бісектором (візирної цілі) відносно нуля мікрометра

(показано пунктирною лінією). Виражаючи £ у кутовій мірі, одер-

жують поправку відлічування круга за показами окулярного

мікрометра. Окулярний мікрометр з рухомим бісектором дає змо-

гу у 1,5.. .2 рази зменшити вплив випадкових похибок візування.

Крім зорової труби, теодоліт Т05 устатковано перевіряль-

ною трубою (див. рис. 6.12, поз. 6), що також має окулярний

мікрометр. Її закріплюють до підставки теодоліта і вона слугує

для визначення та урахування закручування столика геодезич-

ного знака під час спостережень. Перед початком кутових

вимірювань на пункті перевіряльну трубу наводять на розташо-

вану недалеко (1...2 км) візирну ціль і спеціальним пристроєм

скріплюють з підставкою теодоліта. Під час спостережень на

пункті зорову та перевіряльну труби наводять на відповідні

візирні цілі і синхронно відлічують їхні окулярні мікрометри. За

різницями відліків перевіряльної труби обчислюють та вносять

поправки за закручування знака у виміряні напрямки. Якщо знаки

мають значне закручування (більше ніж 1" за 4-5 хв), застосу-

232

Теодоліти

вання перевіряльної труби істотно підвищує точність кутових

вимірювань.

Теодоліт ТІ (рис. 6.16), як Т05 устатковано окулярним

мікрометром, він має три циліндричні рівні (зокрема, накладний),

напівкінематичну саморегульовану вертикальну осьову систему і

двосторонній оптичний мікрометр з клинами для відлічування

кругів (приклад відлічування на рис. 3.23). Проте деякими

технічними даними теодоліт ТІ поступається теодоліту Т05.

Теодоліт Т2, що має середню квадратичну похибку вимірю-

вання горизонтального кута, не гіршу від ТІ, випускає фірма

Ьеіса.

Рис. 6.16. Теодоліт Т1:

1 - накладний рівень;

2 - зорова труба з окулярним мікрометром;

З - перемикач каналів відлікових систем (кругів); 4 - підставка;

5 - маховичок оптичного мікрометра

Деякі технічні дані теодолітів ТІ і Т2 (Ьеіса) подано у

табл. 6.5.

Теодоліти

233

Таблиця 6.5

Технічна характеристика теодолітів ТІ і Т2

ТІ

Т2 (Ьеіса)

Середня квадратична похибка вимірювання

одним прийомом:

• горизонтального кута

1" 0,8"

• вертикального кута

1,5"

Діаметр горизонтального круга, мм

135 -

Ціна поділки круга

10'

Загальні похибки діаметрів круга,

не більше ніж

1,2"

Діаметр вертикального круга, мм

Ціна поділки круга

10'

Загальні похибки діаметрів круга, не більше

ніж

2,5"

Ціна поділки шкали оптичного мікрометра

Похибка відлічування

0,1" 0,1"

Збільшення зорової труби (головної), крат

Світловий діаметр об'єктива, мм 60

Фокусна віддаль об'єктива, мм 350

Найменша ціна поділки маховичка

окулярного мікрометра

Найменша віддаль візування, м 5

2,2

Ціна поділки рівня:

• накладного 5"

• алідади горизонтального круга

20"

• вертикального круга 12"

Компенсатор нахилу вертикальної осі:

• діапазон дії

• похибка компенсації

0,3"

Маса теодоліта, кг

6,0

Варто відзначити особливості, чи відмінності інших висо-

коточних теодолітів. Зокрема, ДКМ-3 має досконалу вертикальну

осьову систему (див. п. 5.1, рис. 5.4). Зорова труба теодоліта

ламана центральна устаткована дзеркально-лінзовим телеоб'єк-

234

Теодоліти

тивом (див. п. 2.3.1.3, рис. 2.7). У системі відлічування застосо-

вано принцип "подвійних кругів Керна", що дає змогу по-

збавитися впливу екцентриситету алідади і круга, а також міні-

мізувати вплив похибок діаметрів круга. Ціна поділки відлікового

пристрою 0,5".

ТЬео 002, що використовують для високоточних астро-

номо-геодезичних вимірювань, устаткований компенсаторами

вертикального круга (похибка компенсації 0,1") та нахилу осі

обертання зорової труби (похибка компенсації 0,05"). Ціна по-

ділки окулярного мікрометра зорової труби 0,5". Середня квад-

ратична похибка вимірювання горизонтальних напрямків (без

урахування впливу зовнішніх чинників) ш» = 0,3".

6.3. Електронні теодоліти

Випуск електронних теодолітів почався порівняно недав-

но - на початку дев'яностих років минулого сторіччя. Першою

фірмою, що опанувала випуск нової продукції, була \¥і1<±

Електронному теодоліту притаманні всі ознаки теодоліта як

приладу для вимірювання горизонтальних та вертикальних кутів.

Конструкції електронних та оптичних теодолітів мають багато

спільного. Принаймні механічні вузли електронних теодолітів, а

саме: осьові системи, закріпні та навідні пристрої, а також рівні

та компенсатори можуть бути конструктивно традиційними,

наприклад, п. 5.1, рис. 5.3, в, або мати деякі відмінності ( п. 5.1,

рис. 5.5). Разом з тим, електронні теодоліти обладнані автома-

тизованою системою відлічування кругів під час визначення

кутів та напрямків на відміну від своїх попередників - оптичних

теодолітів, що мають візуальну систему відлічування. Як

показано у 3.7, на кругах електронних теодолітів нанесено не

традиційні для оптичних теодолітів колові шкали з поділками, а

кодові або растрові шкали. Для їхнього відлічування в

електронних теодолітах встановлені фотоелектричні пристрої,

електронні зчитувачі, процесори, засоби нанесення, опрацювання

та передавання інформації, а також її відтворення. В електронних

Теодоліти

235

теодолітах кути, зазвичай, вимірюють у гонах (1 гон дорівнює

1/400 частці кола).

Зважаючи на вимоги ДЕСТ до оптичних приладів, елект-

ронні теодоліти за точністю здебільшого можна охаракте-

ризувати як точні та високоточні. На рис. 6.17 подано точний

електронний теодоліт 2Т53 (УОМЗ, РФ), сконструйований на

базі точного оптичного теодоліта типу ЗТ5КП (див. 6.2.2).

Рис. 6.17. Точний електронний теодоліт 2Т53:

- підставки;

2 - дисплейна панель керування; 3 - навідний та закріпний гвинти алідади;

4 - навідний та закріпний гвинти зорової труби; 5 - зорова труба

Конструкція механічних вузлів та спряжень теодоліта 2Т53 за

своїми характеристиками не відрізняється від аналогічних згаданого

оптичного теодоліта. Як і ЗТ5КП, електронний теодоліт 2Т53

слугує для вимірювання горизонтальних і вертикальних кутів

(зенітних віддалей) у теодолітних ходах, для розмічування планових

і висотних знімальних мереж, геодезичних мереж згущення,

виконання вишукувальних та інженерно-геодезичних робіт тощо.

Результати вимірювань можна заносити до внутрішньої пам'яті і

передавати до персонального комп'ютера через інтерфейс К8-232С.

Деякі технічні дані 2Т53 наведено у табл. 6.6.

236 Теодоліти

Таблиця 6.6

Технічна характеристика теодоліта 2Т53

Середня квадратична похибка вимірювання одним

прийомом:

горизонтального кута

5" (1,5 м гон)

вертикального кута

5" (1,5 м гон)

Діапазон вимірів:

зенітної віддалі

Від 45° до 135°

(+50...150 гон)

вертикального кута

Від +45° до -45°

(+50...-50 гон)

Збільшення зорової труби, крат

Межа роздільної здатності

3,24"

Кут поля зору

1°30'

Межі візування

Від 1,5 м до °°

Джерело живлення:

Напруга, В Від 6,5 до 8,56

ємність 1,6 А год.

час заряджання

1,5 год

Межі робочих температур

-20°С до +50°С

Маса (із джерелом живлення) 4,5 кг

Електронні теодоліти такого самого класу точності

випускають відомі у світі фірми, наприклад, ДТ 102 (Торсоп,

Японія), ЕТН 50 (ТгітЬ1е-2еІ8$), Ьеіса, Кет та інші. У табл. 6.7 з

метою порівняння наведено технічні дані теодолітів ЕТН 50 і

ДТ 102.

Таблиця 6.7

Технічна характеристика теодолітів ЕТЬ 50 і ДТ 102

ЕТЬ 50 ДТ 102

2 3

Середня квадратична похибка

вимірювання горизонтального та

2,0мгон/6"

1,5мгон/5"

вертикального кута одним прииомом

Збільшення зорової труби, крат

Теодоліти

237

Продовж, табл. 6.7

2 3

Світловий діаметр об'єктива, мм

40 45

Довжина зорової труби, мм

195 145

Межа роздільної зданості - 2,5"

Найменша віддаль візування, м

0,8

0,9

Межі дії компенсатора вертикальної осі - ±3'

Панель дисплея

Односто- Односто-

Панель дисплея

роння

Рівні, точність:

рівень алідади горизонтального круга 30"

40"

сферичний рівень 10'

10'

рівень на зоровій трубі 30" -

Джерело живлення:

тип

№Н акуму-

лятор

Сухі

батареї

ємність 1 А год

напруга 6 В

6В

Час безперервної роботи, год

25 24

Маса (з джерелом живлення), кг

3,5

4,1

Рис. 6.18. Точний електронний теодоліт ЕТЬ 50

238

Теодоліти

За характеристикою фірми-виробника теодоліт ЕТЬ 50

(рис. 6.18) надійний, простий та зручний і рекомендований для

виконання інженерно-геодезичних робіт, зокрема, у будівництві.

Він устаткований електронним відлічуванням кругів з без-

перервною цифровою індикацією на чотирирядковому дисплеї.

Керування всіма вимірювальними функціями виконують сімома

кнопками. Похибка нахилу осі обертання зорової труби, колі-

маційна похибка компенсуються автоматично. Так само авто-

матично приводиться місце нуля вертикального круга до нуля. У

накопичувачі пам'яті теодоліта закладено програми для

переведення вертикальних кутів до значень кутів нахилу у від-

сотках, і навпаки; встановлення початкового (нульового) гори-

зонтального напрямку; розмічування прямих кутів; виконання

операцій центрування та провішування. Крім того, є можливість

задавати напрямки під час кутових вимірювань, вибирати

точність відлічування і нульовий напрямок під час вимірювання

вертикальних кутів. У разі необхідності ЕТЬ 50 можна вико-

нувати нескладні роботи з нівелювання, для чого він може бути

обладнаний рівнем на зоровій трубі.

Теодоліт ДТ 102, як і ЕТЬ 50, устаткований двосторонньою

динамічною системою відлічування горизонтального круга, має

два однакові пульти керування, розташовані з діаметрально

протилежних боків горизонтального круга, а також рідинний

компенсатор вертикальної осі. За програмним забезпеченням він

не поступається теодоліту ЕТЬ 50. Фірма-виробник, як одну з

переваг ДТ 102, виділяє його вологоводостійкість.

Електронні теодоліти серії 100 (ТІ05, ТІ 10) як новітню

серію теодолітів такого класу пропонує фірма Ьеіса. Середня

квадратична похибка вимірювання кутів, наприклад, теодолітом

ТІ05, становить 5". Прилади обладнані електронними компенса-

торами прямовисності вертикальної осі, а також компенсаторами

вертикального круга. Фірма рекомендує теодоліти серії 100 як

прості, зручні та надійні в експлуатації. Для потреб будівництва

ця сама фірма випускає теодоліти серії ВІЛЬОЕК ТІ00 і Т200, що

мають середню квадратичну похибку вимірювання 9" і 6"

відповідно.

Теодоліти

239

Високоточні електронні теодоліти однією з перших роз-

почала виготовляти фірма \УІ1с1. На рис. 6.19 зображено

електронний теодоліт фірми \¥і1с! Т20005 з серії Т2000.

Рис, 6.19. Високоточний електронний теодоліт Т20005:

1 - дисплейна панель керування; 2 - табло результатів вимірювань;

З - зорова труба; 4 - навідний та закріпний гвинти алідади

горизонтального круга; 5 - підставка

Зорова труба теодоліта, що має світловий діаметр об'єктива

52 мм, а збільшення 43

(може бути 26

, 35

, 59

) будує пряме

зображення візирної цілі. У теодоліті передбачено два режими

вимірювання кутів: традиційний з наведенням на нерухомі цілі

(середня квадратична похибка вимірювання кута одним при-

йомом 0,5" без урахування атмосферних впливів) та режим

відстеження для наведення приладу на рухомі цілі. Діапазон

робочої температури від -20°С до +50°С. Теодоліт обладнано

компенсатором вертикального круга. У відліки горизонтального

круга автоматично вводять поправки за ексцентриситет алідади,

колімаційну похибку та за нахил осі обертання зорової труби.

Відлічувати можна як у градусній мірі, так і в гонах. На теодоліті