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

Подождите немного. Документ загружается.

280

Теодоліти

лізує поява на дисплеї спеціального повідомлення - кут нахилу

приладу вийшов за межі дії компенсатора. Це може бути символ

або напис залежно від конструкції приладу та його програмного

забезпечення, посилання на який є зазвичай у керівництві з

експлуатації приладу.

Значення граничного кута, що відповідає межі дії компен-

сатора, відлічують на шкалі мікрометричного гвинта. Далі,

виконуючи зворотний хід, мікрометричним гвинтом встанов-

люють вісь обертання теодоліта прямовисно. Продовжуючи обер-

тати мікрометричний гвинт екзаменатора у тому самому на-

прямку, тобто проти напрямку руху стрілки годинника, нахи-

ляють вертикальну вісь теодоліта таким самим кроком проти-

лежно до попереднього нахилу. Порушення збігу сіток ниток

теодоліта і компенсатора буде свідчити про припинення дії ком-

пенсатора. Цей момент фіксують відліком шкали мікрометрич-

ного гвинта. Два відліки шкали мікрометричного гвинта відносно

прямовисного положення осі обертання теодоліта характери-

зують діапазон дії компенсатора і можливу його асиметрію.

Нахил теодоліта у прямому і протилежному напрямках ста-

новить один прийом. Для високоточних приладів виконують чо-

тири прийоми, а для точних - два. Після цього теодоліт встанов-

люють на екзаменаторі так, щоб його вертикальна вісь повер-

нулася на 90° стосовно попереднього положення її, і виконують

всі описані дії у такій самій послідовності і у такому самому

обсязі.

Діапазон дії компенсатора вертикального круга оптичного

теодоліта можна визначити безпосередньо приладом, не вдаю-

чись до екзаменатора. Встановлюють вісь обертання теодоліта

прямовисно і повертають алідаду так, щоб візирна вісь зорової

труби була скерована у напрямку одного з підіймальних гвинтів

підставки. Трубу закріпляють і відлічують вертикальний круг.

Обертають підіймальний гвинт, що розташований в створі із

зоровою грубою, наприклад, за напрямком руху стрілки годин-

ника, задаючи теодоліту, наприклад, поздовжній нахил, спо-

стерігають в окуляр відлікового мікроскопа. Момент, коли відлік

281 Теодоліти

вертикального круга перестане змінюватись, свідчить про при-

пинення дії компенсатора. Величину цього відліка порівнюють з

попереднім. Обертають той самий підіймальний гвинт у зворот-

ному напрямку, встановлюють вісь обертання приладу прямо-

висно і відлічують вертикальний кут. Продовжують обертати

підіймальний гвинт проти напрямку руху стрілки годинника

доти, доки відлік вертикального круга знову не стане незмінним,

який і фіксують. Різниця відліків, коли вісь теодоліта була

прямовисною і коли вона була гранично нахиленою до незмін-

ності відліків, характеризує діапазон дії компенсатора і його

можливу асиметрію. Один нахил теодоліта у протилежні боки

становить один прийом. Для точних і високоточних приладів

виконують два прийоми. Не змінюючи положення алідади і

зорової труби, знову встановлюють вісь обертання приладу

прямовисно. Задають "боковий" (порівняно з "поздовжнім")

нахил вертикальної осі теодоліта одним з двох підіймальних

гвинтів, що розташовані не у створі із зоровою трубою, і які не

були задіяні під час "поздовжнього" нахилу приладу. Виконують

всі описані для "поздовжнього" нахилу дії у такій самій

послідовності і такому самому обсязі.

6.5.2.6. Визначення систематичної похибки компенсатора

на 1' нахилу вертикальної осі приладу. Систематичну похибку

компенсатора на 1' нахилу вертикальної осі електронного тео-

доліта визначають на екзаменаторі, що має поділку шкали, не

більшу від 5", застосовуючи авгоколімагор або коліматор. Тео-

доліт ставлять на приведений у робочий стан екзаменатор і

встановлюють його вісь обертання прямовисно. Напрямок візир-

ної осі зорової труби теодоліта має збігатися з поздовжньою

віссю екзаменатора. На освітлену горизонтальну нитку сітки

ниток зорової труби наводять бісектор автоколіматора і від-

лічують вертикальний круг теодоліта (відлік ві). Обертають

мікрометричний гвинт екзаменатора, наприклад, за напрямком

руху стрілки годинника, і нахиляють вертикальну вісь теодоліта

на кут /?= 1...3' ("поздовжній" нахил), наприклад, на 2'. Наводять

282 Теодоліти

горизонтальну нитку сітки ниток зорової труби на бісектор

коліматора і знову відлічують вертикальний круг теодоліта (від-

лік в

). Систематичну похибку компенсатора на 1' нахилу

вертикальної осі теодоліта визначають згідно із залежністю

8 = , (6.72)

де в\

—

відлік вертикального круга теодоліта, коли його вісь

обертання прямовисна, с; в

- відлік вертикального круга

теодоліта, коли його вісь обертання нахилена екзаменатором в

один бік, с; /3-кут нахилу теодоліта екзаменатором.

Після відлічування (в

) вертикального кута теодоліта мікро-

метричний гвинт екзаменатора обертають проти напрямку руху

стрілки годинника, повертають вісь обертання теодоліта у

прямовисний стан, наводять зорову трубу на автоколіматор і

відлічують вертикальний круг. Продовжуючи обертати мікромет-

ричний гвинт у тому самому напрямку, нахиляють вертикальну

вісь теодоліта на той самий кут ф = 2'). Наводять зорову трубу на

автоколіматор і відлічують вертикальний кут. Потім мікромет-

ричним гвинтом знову встановлюють вертикальну вісь теодоліта

прямовисно. Нахил вертикальної осі теодоліта у два боки

становить один прийом. Таких прийомів виконують два.

Якщо конструкція екзаменатора дає змогу задавати верти-

кальній осі теодоліта "бокові" нахили, не змінюючи положення

приладу, їх виконують так, як було описано вище. Якщо екзаме-

натором можна задавати тільки "поздовжній" нахил в одному

положенні приладу, теодоліт для "бокового" нахилу встанов-

люють на екзаменаторі так, щоб його вертикальна вісь повер-

нулася на 90° щодо попереднього положення її, і виконують всі

описані дії у такій самій послідовності і у такому самому обсязі.

За систематичну похибку компенсатора на Г нахилу вер-

тикальної осі теодоліта приймають середнє арифметичне з усіх

вимірювань. Вона не повинна перевищувати 1".

Систематичну похибку компенсатора вертикального круга

оптичного теодоліта на 1' нахилу вертикальної осі можна визна-

283 Теодоліти

чити безпосередньо приладом. Встановлюють вісь обертання

теодоліта прямовисно і повертають алідаду так, щоб візирна вісь

зорової труби була скерована у напрямку одного з підіймальних

гвинтів підставки. Наводять зорову трубу на ціль, що розта-

шована у тому самому створі. Спостерігаючи у відліковий мікро-

скоп, обертають підіймальний гвинт, що розміщений у створі із

зоровою трубою, наприклад, за напрямком руху стрілки годин-

ника, змінюють відлік вертикального круга на 1...2'. Наводять

зорову трубу на ту саму ціль і знову відлічують вертикальний

круг. Обертаючи той самий підіймальний гвинт проти напрямку

руху стрілки годинника, встановлюють вертикальну вісь

теодоліта прямовисно, знову відлічують вертикальний круг.

Продовжуючи обертати підіймальний гвинт у тому самому

напрямку, нахиляють вертикальну вісь теодоліта на той самий

кут, що й у попередньому випадку. Наводять зорову трубу на

ціль і відлічують вертикальний круг. Повертають вертикальну

вісь теодоліта у прямовисний стан тим самим підіймальним

гвинтом. Один нахил теодоліта у два боки становить один при-

йом "поздовжнього" нахилу. Таких прийомів виконують чотири і

обчислюють середнє арифметичне відліків під час прямовисного

та нахиленого стану вертикальної осі. Ці середні значення не

повинні відрізнятися одне від одного більше ніж на 2" для точних

теодолітів типу Т2.

"Боковий" нахил вертикальної осі теодоліта задають одним

з двох підіймальних гвинтів, які не були задіяні під час "поздовж-

нього" нахилу приладу. Виконують всі описані для "поздовж-

нього" нахилу дії у такій самій послідовності і у такому самому

обсязі.

7. НІВЕЛІРИ

Для вимірювання перевищень у геодезії застосовують

переважно геометричне, тригонометричне, барометричне нівелю-

вання і гідронівелювання. Геометричне нівелювання виконують

горизонтальними променем за допомогою нівеліра. За ДЕСТ

нівеліри дотепер поділяють на технічні, точні та високоточні.

Технічні нівеліри слугують здебільшого для створення ви-

сотної основи топографічного знімання, інженерно-геодезичних

вишукувань і вимірювань у будівництві. Технічними нівелірами

визначають перевищення із середньою квадратичною похибкою

не більше ніж ±10 мм на 1 км подвійного ходу.

Точними нівелірами виконують нівелювання III і IV класів.

Крім того, їх зазвичай використовують для тих самих потреб, що

й технічні. Середня квадратична похибка визначення переви-

щення на 1 км подвійного ходу точними нівелірами не повинна

перевищувати ±3 мм.

Високоточні нівеліри, які ще називають прецизійними,

дають змогу визначити перевищення із середньою квадратичною

похибкою не більше ніж ±0,5 мм на 1 км подвійного ходу. їх

використовують для нівелювання І та II класу, а також для

виконання прецизійних інженерно-геодезичних робіт.

Ще у середині минулого сторіччя на геодезичному вироб-

ництві експлуатувалися переважно оптичні нівеліри, що мали

зорову трубу з циліндричним рівнем. Сьогодні оптичні нівеліри з

рівнями випускають у невеликій кількості. Вони поступилися

оптичним нівелірам з компенсаторами та цифровим (електрон-

ним) нівелірам. Проте нівеліри з рівнями зазвичай довговічні і

поступаються двом сучасним згаданим типам лише швидкодією

та зручністю.

Нівеліри

285

7.1. Нівеліри оптичні

7.1.1. Технічні та точні нівеліри

Останнім часом у деяких фірмах, що виготовляють сучасні

нівеліри, грань поділу між технічними та точними приладами

стала доволі умовною. Незначні технічні вдосконалення дають їм

змогу виготовляти замість технічних точні нівеліри, що

відповідно до точності збільшує їхню вартість. Тим не менше,

фірма УОМЗ (РФ) поставляє на ринки збуту технічний нівелір

ЗН-5Л (рис. 7.1), попередником якого був нівелір 2Н-10Л (СРСР)

того самого класу.

Рис. 7.1. Технічний нівелір ЗН-5Л

Оптична схема нівеліра 2Н-10Л, яка подана на рис. 7.2, є

традиційною для технічних нівелірів з контактним рівнем (див.

4.1, рис. 4.5).

Особливістю конструкції його зорової труби є довжина на-

прямних для переміщення оправи фокусувального компонента 2,

які лише трохи коротші від довжини самої труби, що дає змогу

досягти більшої стабільності лінії візування під час перефокусу-

вання. У табл. 7.1 наведено деякі технічні дані нівелірів 2Н-10Л і

ЗН-5Л.

286

Нівеліри

Рис. 7.2. Оптична схема технічного нівеліра 2Н-10Л:

—

об'єктив; 2 - фокусувальний компонент; З - сітка ниток;

4 - окуляр; 9, 8, 7, 5- система призм для передавання зображення кінців

бульбашки циліндричного рівня у поле зору труби; 6 - мікрооб'єктив

тієї самої системи; 10- циліндричний рівень

Таблиця 7.1

Технічна характеристика

технічних нівелірів 2Н-10Л і ЗН-5Л

2Н-10Л

ЗН-5Л

Середня квадратична похибка визначення

перевищення на 1 км подвійного ходу, мм

Збільшення труби, крат

Ціна поділки рівня:

циліндричного

45"

40"

сферичного

10'

Найменша віддаль візування:

без лінзової насадки, м

1,5

1,2

з лінзовою насадкою, м

0,5

Горизонтальний круг:

ціна поділки

1° 1 гон/1

точність відлічування

0,1 гон/6'

Маса, кг

2,0

2,5

Фірма-виробник акцентує увагу на тому, що мало-

габаритний технічний нівелір ЗН-5Л слугує для вишукувань у

Нівеліри

287

важкодоступних районах, а також для вимірювань перевищень

під час будівництва. Нівелір ЗН-5Л вирізняє оптимальна конст-

рукція, зручне розташування гвинтів та рукояток керування.

Сьогодні провідні фірми геодезичного приладобудування

Ьеіса, ТгітЬ1е-2еІ88, Зоккіа, Торсоп, ІЧірроп, Кегп, УОМЗ та інші

пропонують десятки точних нівелірів різноманітної конструкції.

Звичайно це нівеліри з компенсаторами. На рис. 4.5 подано

оптично-механічну схему нівеліра 4Н-2КЛ (УОМЗ, РФ), а на

рис. 4.11 - нівеліра Н-ЗК (СРСР). У нівелірі ЗН-ЗКЛ (УОМЗ, РФ)

(рис. 7.3) застосовано таку саму принципову схему компенсатора,

що й у нівелірі Н-ЗК.

Рис. 7.3. Точний нівелір ЗН-ЗКЛ

Точні нівеліри, які часто називають інженерно-будівель-

ними, крім традиційних робіт з нівелювання використовують для

розмічувальних робіт, а також для всіх видів нівелювання під час

зведення інженерних споруд та встановлення устаткування, коли

середня квадратична похибка визначення перевищень на 1 км

подвійного ходу повинна лежати у межах ±0,5...2 мм. Світловий

діаметр об'єктива зорових труб таких приладів 30...45мм, а

збільшення 20...35

. Ціна поділки рівнів на трубі, зазвичай

288

Нівеліри

контактних, в рівневих нівелірах 10...ЗО". Останні звичайно

мають елеваційні гвинти.

Діапазон дії компенсаторів самовстанівних точних ніве-

лірів 10... 15', а середня квадратична похибка приведення лінії

візування у горизонтальний стан ±0,2...0,6". Точні нівеліри часто

устатковують горизонтальним кругом, що дає можливість

вимірювати ними горизонтальні кути, щоправда, з невисокою

точністю. Ціна поділки встанівного сферичного рівня здебіль-

шого 5... 10'. Навідні пристрої нівелірів з компенсаторами мають

зазвичай нескінченний привід із фрикційним затискуванням

(див. п. 5.2). Деякі точні нівеліри для розширення їхніх функцій

устатковують оптичними мікрометрами.

Деякі марки точних нівелірів, які випускають відомі фірми:

серії МА 700 (КА 720, МА 724, НА 728, НА 730); серії К.ШИЕК

(ІШШЕК 20, ШШЕК 24) (Ьеіса); № 30, № 40, N1 50; серії АЬ

(АЬ 232, АЬ 228, АЬ 124, АЬ 120) (ТгітЬ1е-2еіз§); В 2

В 1, С 4

С 4

(Зоккіа), ЗН-ЗКЛ, ЗН-2КЛ, 4Н-2КЛ (УОМЗ); НИ-3, НИК-2

(Ізюмський завод, Україна). Звичайно, не можна не відзначити,

що точні нівеліри виготовляє українська приладобудівна

промисловість. Нівелір з рівнем НИ-3 має середню квадратичну

похибку вимірювання перевищення на 1 км подвійного ходу

±2,2 мм, а самовстанівний нівелір НИК-2 - ±2 мм.

У табл. 7.2 наведено деякі технічні дані точних нівелірів

ИА 724, № 40, 4Н-2КЛ.

Фірма-виробник звичайно виділяє переваги приладів, які

вона виготовляє. Наприклад, точні нівеліри N1 30, № 40, № 50

мають герметизовану, наповнену газом зорову трубу для більшої

захищеності від зовнішніх впливів. Невелика віддаль найменшого

візування є істотною перевагою під час виконання інженерно-

геодезичних робіт. Горизонтальний круг нівеліра виконують у

захисному варіанті. Система відлічування круга виведена у поле

зору зорової труби. На рис. 7.4 зображено нівелір № 40, а на

рис. 7.5. нівелір С4,о відповідно.

Нівеліри

289

Таблиця 7.2

Технічна характеристика

точних нівелірів ОД 724, ІЧі 40, 4Н-2КЛ

ИА 724

N1 40

4Н-2КЛ

Середня квадратична похибка

визначення перевищення на 1 км

подвійного ходу, мм (не більше

ніж)

Збільшення груби, крат

Найменша віддаль візування, м

0,5 0,5 1,5

з лінзовою насадкою, м

0,8

Світловий діаметр об'єктива 30 35

Коефіцієнт ниткового віддалеміра

100

Діапазон роботи компенсатора

15' 15'

12'

Похибка приведення лінії

візування у горизонтальний стан

0,5" 0,5"

0,5"

Ціна поділки горизонтального

1 гон/1

круга \

1 гон/1

Точність відлічування

0,1

гонУОД

гон/0,1°

Ціна поділки встанівного

10' 10'

(сферичного) рівня

10' 10'

Маса, кг

1,6

1,9

2,0

Рис. 7.4. Точний нівелір Иі 40