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

Подождите немного. Документ загружается.

290

Нівеліри

Рис. 7.5. Точний нівелір С4

Необхідно відзначити, що монополія виготовлення ніве-

лірів із герметизованими, наповненими газом зоровими трубами,

яка належала фірмі 2еІ88 (ТгітЬ1е-2еІ88), порушена. Фірма Ьеіса,

яка донедавна виготовляла точні нівеліри серії НА 800, випустила

серію нівелірів НА 700 (рис. 7.6) такої самої точності, зорові

труби яких герметизовані і наповнені газом. Фірма подає нівеліри

серії ИА 700 як такі, що мають високоякісну оптику, прості в

експлуатації, вологоводостійкі.

Рис. 7.6. Нівелір серії ИА 700

У табл. 7.3 для порівняння наведено технічні дані точних

нівелірів, обладнаних оптичним мікрометром, а саме В2\ і

ЗН-2КЛ.

Нівеліри 291

Таблиця 7.3

Технічна характеристика

точних нівелірів В2] і ЗН-2КЛ

В2 [

ЗН-2КЛ

Середня квадратична похибка

визначення перевищення на 1 км

1,5

подвійного ходу, мм

з мікрометром

1,2

1,0

Збільшення зорової труби, крат

Кут поля зору

1°20'

1°30'

Найменша віддаль візування, м 0,3 0,8

Світловий діаметр об'єктива, мм 42 40

Діапазон роботи компенсатора

15' 15'

Похибка приведення лінії візування у

горизонтальний стан

0,3" 0,3"

Ціна поділки горизонтального круга 1°

1°

Точність відлічування

0,1"

0,1°

Ціна поділки встанівного (сферичного)

10' 10'

рівня

10' 10'

Маса, кг 1,78 2,1

Нівелір В2| має фокусувальний пристрій з двома швид-

костями пересування фокусувального компонента. Конструкція

приладу вологоводозахищена. Нівелір ЗН-2КЛ устаткований

призмовою насадкою для побудови вертикальних площин під час

роботи на будівництві та вишукувань у важкодоступних районах.

7.1.2. Високоточні нівеліри

Високоточні (прецизійні) нівеліри, крім традиційних ви-

мірювань, застосовують для визначення рухів земної кори,

осідань споруд, деформацій великогабаритних механізмів та ін-

ших видів робіт, для контролю виконання яких необхідне преци-

зійне нівелювання. Довгофокусні зорові труби високоточних

нівелірів мають світловий діаметр об'єктива 45...60мм. Збіль-

шення труб становить 35...50

. Ціна поділки рівня на трубі, як

292 Нівеліри

звичайно, контактного, 5"... 10". Рівневі нівеліри обладнані еле-

ваційним гвинтом. Компенсатори самовстанівних високоточних

нівелірів мають діапазон дії від 5' до 30', а середня квадратична

похибка приведення лінії візування у горизонтальний стан 0,2".

Деякі високоточні нівеліри устатковані горизонтальним кругом.

Навідні пристрої самовстанівних нівелірів мають нескінченний

привід.

Підвищення точності прецизійних нівелірів досягають, об-

ладнуючи їх оптичним мікрометром з плоскопаралельною

платівкою (див. п. 3.8, рис. 3.33). В сучасних високоточних

нівелірах шкалу оптичного мікрометра відлічують у полі зору зо-

рової труби. Сітка ниток високоточних нівелірів має клино-

подібний бісектор (див. рис. 3.32, 3.34). Загалом високоточні

нівеліри масивніші та стійкіші від точних.

У геодезичному виробництві України широко використову-

вався і застосовується сьогодні високоточний нівелір з рівнем Н-

05 (СРСР) (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Високоточний нівелір Н-05:

- зорова труба

у термостатованому корпусі; 2 - контактний рівень; З - підставка

нівеліра; 4 - встанівний рівень

У полі зору труби нівеліра Н-05 (рис. 3.34) одночасно видно

зображення рейки, кінців бульбашки циліндричного контактного

рівня з поділками ампули і шкалу оптичного мікрометра. Схема

оптичного мікрометра і передавання зображення його шкали у

Нівеліри

293

поле зору труби подана на рис. 3.35. Сітка ниток нівеліра Н-05

івичайно має клиноподібний бісектор. Корпус зорової труби Н-

05 термостатований. Оптичну схему нівеліра Н-05 подано на

рис. 7.8, де 1 - насадка; 2 - клин для юстування відхилення від

паралельності осі циліндричного рівня та візирної осі зорової

груби; 3 - плоскопаралельна платівка; 4-об'єктив; 5 - фоку-

сувальний компонент; 6, 7 - призми передавання зображення

шкали оптичного мікрометра у поле зору труби; 8 - сітка ниток;

9-окуляр; 10, 12, 16, 18-призми системи передавання зобра-

ження кінців бульбашки циліндричного рівня у поле зору труби;

11 - мікрооб'єктив тієї самої системи; 13-шкала оптичного

мікрометра; 14 - дзеркало циліндричного рівня; 15 - захисне скло

циліндричного рівня; 17 - циліндричний рівень. Вона є тра-

диційною для нівелірів з контактним циліндричним рівнем.

12 3 4

Рис. 7.8. Оптична схема високоточного нівеліра Н-05

Високоточні нівеліри з рівнями деколи виготовляють

провідні приладобудівні фірми світу, наприклад, високоточний

нівелір N3 фірми Ьеіса, високоточний нівелір РЬІ фірми 8оккіа.

В обох названих нівелірах середня квадратична похибка визна-

чення перевищення на 1 км подвійного ходу становить 0,2 мм.

У табл. 7.4 наведено деякі технічні дані нівелірів Н-05 і N3.

Самовстанівні високоточні нівеліри переважають рівневі як

за загальною кількістю, так і за кількістю моделей, які випус-

кають провідні фірми світу, наприклад, № 10, (ТгітЬ1е-2еІ8&);

ИА2ЛЧАК2 (Ьеіса); В1С, В1 (5оккіа) та інші.

294

Нівеліри

Таблиця 7.4

Технічна характеристика

високоточних нівелірів Н-05 і N3

Н-05

Середня квадратична похибка

визначення перевищення на 1 км

0,4

0,2

подвійного ходу, мм

Збільшення зорової труби, крат

Кут поля зору (поле зору на 100 м)

55'

1,8 м

Найменша віддаль візування, м

2,0

0,45

із лінзовою насадкою, м

1,0

Світловий діаметр об'єктива, мм

45 52

Ціна поділки рівня:

циліндричного труби

10" 10"

встанівного сферичного

10'

Чутливість циліндричного рівня труби

0,2" 0,2"

Маса, кг

6,0 5,1

Високоточний нівелір № 002 фірми Сагі 2еі$§ Іепа оригі-

нальної конструкції дотепер експлуатується геодезичними

підприємствами України і за технічними даними мало чим

поступається сучасним нівелірам такого самого призначення. На

рис. 7.9 подано оптичну схему дзеркально-лінзової зорової труби

нівеліра, оптичного мікрометра та встанівного рівня. На схемі:

1-телескопічна система; 2-призма; 3-лінзи; 4-сітка ниток;

5 -світлорозподільна призма; 6 - оптичний юстувальний клин;

7 -об'єктив зорової труби; 8 - лінза системи передавання зобра-

ження сферичного рівня; 9 - лінза системи передачі зображення

шкали оптичного мікрометра; 10 - призма системи передавання

зображення сферичного рівня; 11 - призма системи передавання

зображення шкали оптичного мікрометра; 12-призма

освітлення; 13-нерухомий індекс шкали оптичного мікрометра;

14 - шкала оптичного мікрометра; 15 - об'єктив мікрометра; 16 -

дзеркало освітлення сферичного рівня; 17-сферичний рівень;

18-призма системи передавання зображення сферичного рівня;

Нівеліри 295

19-підвіска; 20-дзеркало системи передавання зображення

шкали оптичного мікрометра; 21 - дзеркало компенсатора; 22, 24,

25 - призми передавання зображення; 23 - окуляр зорової труби;

26 - рукоятка механізма обертання на 180° дзеркала компен-

сатора; 27 - демпфер; 28 - фокусувальний гвинт; 29 - гвинт меха-

нізму переміщення об'єктива (маховичок оптичного мікрометра)

Рис. 7.9. Оптична схема високоточного нівеліра

N1'

002:

З» шлях променя від візирної цілі;

» шлях променя через шкалу оптичного мікрометра;

>»— шлях променя через встанівний рівень

Промені від візирної цілі проходять об'єктив 7, від-

биваються рухомим поворотним дзеркалом компенсатора 21, що

розгойдується, і формують зображення цілі у площині сітки

ниток 4, яка наклеєна на зовнішньому боці об'єктива 7. Через

систему призм 5, 2, 25, 24, 22, лінзу 3 і телескопічну систему 1

зображення візирної цілі потрапляє до окуляра 23. Дзеркало 21,

296

Нівеліри

яке підвішено до корпусу груби, є рухомим елементом ком-

пенсатора маятникового типу. Дзеркало 21 може обертатися на

180° рукояткою 26. Це допомагає уникнути впливу похибок

компенсації на результати вимірювань.

Фокусують зорову трубу, переміщуючи дзеркало 21 гвин-

том 28. Передбачена можливість грубого і точного фокусування.

Суміщення сітки ниток 4 з об'єктивом 7 за наявності дзеркала 21

дає змогу уникнути похибки за перефокусування зорової труби.

Частки поділки рейки вимірюють оптичним мікрометром,

основною частиною якого є рухомий об'єктив 7 зорової труби.

Шкала оптичного мікрометра 14 скріплена з об'єктивом 7.

Об'єктив 7 із сіткою ниток 4 та шкалою мікрометра 14

переміщується гвинтом 29 у площині, перпендикулярній лінії

візування. Промінь світла через призму 12, нерухомий індекс 13,

об'єктив мікрометра 15, відбивається дзеркалом 20, яке скріплене

з дзеркалом 21 і повторно проходить об'єктивом 15, проектуючи

зображення індексу на шкалу мікрометра. Зображення шкали

мікрометра та індексу системою, що складається з оптичних

деталей 11, 9, 3, 2, 1, 25, 24 і 22, передаються в окуляр 23.

У поле зору труби, крім зображення рейки та шкали

мікрометра з індексом, передається зображення встанівного

сферичного рівня. Промінь від дзеркала 16 через рівень 17

проходить оптичною системою, що містить деталі 18, 10, 8, 3, 2,

1, 25, 24, 22 в окуляр 23. Горизонтальність візирного променя

регулюється обертанням юстувального клина 6, що одночасно є

захисним склом об'єктива зорової труби.

У табл. 7.5 наведено деякі технічні дані нівелірів N1 002,

№ 10, ИАК2,В1С

Загалом сучасні високоточні нівеліри з компенсаторами

різних фірм за основними технічними даними (табл. 7.5) не

набагато відрізняються один від одного. Наприклад, всі вони

устатковані оптичним мікрометром, який може бути знімним, всі

мають горизонтальний круг, похибка приведення лінії візування

у горизонтальний стан не перевищує 0,3" та інше. Тим не менше,

кожна з моделей нівелірів має свої характерні ознаки.

Нівеліри

297

Таблиця 7.5

Технічна характеристика високоточних нівелірів N1002,

№ 10, ^К 2, В1С

№ 002

№ 10 ИАК2 В1С

Середня квадратична

похибка визначення

перевищення на 1 км

подвійного ходу, мм

0,2

0,3

0,5

Збільшення зорової

труби, крат

, 25

, 41

, 40

Кут поля зору(поле зору

на 100 м)

1°15'

2,3 м 2,4 м

1°20'

Найменша віддаль

візування, м

1,5

0,5

1,6

2,3

Світловий діаметр

об'єктива, мм

45 45

Діапазон дії

компенсатора

10'

30' 30' 10'

Похибка приведення

лінії візування у

горизонтальний стан

0,05"

0,2"

0,3" 0,3"

Ціна поділки встанівного

(сферичного) рівня

10' 10' 10'

Горизонтальний круг:

ціна поділки 1 гон/1°

1 гон/1

точність відлічування

0,1

гон/6'

0,1

гон/6'

Маса, кг

6,5

2,9

2,4

3,2

Фірма-виробник рекомендує нівелір № 10 (рис. 7.10) як

універсальний прилад для нівелювання всіх класів, високоточ-

ного наземного та підземного інженерно-геодезичного нівелю-

вання тощо.

Нівелір устаткований світловим сигналом горизонтального

стану лінії візування, який спрацьовує, коли відхилення її від

горизонтальності перевищує допустимі. Зорова труба нівеліра

298

Нівеліри

герметична і наповнена газом для більшої захищеності від

зовнішніх впливів. Компенсатор нівеліра нечутливий до вібрації.

Механізм фокусування може працювати у режимі грубо і точно.

Фірма 8оккіа пропонує В1С (рис. 7.11) як один із найкращих

нівелірів, що вона виготовляє.

Оптичний мікрометр нівеліра В1С, що має ціну поділки

0,1 мм, дає змогу відлічувати з точністю 0,01 мм. Компенсатор

приладу, обладнаний магнітним демпфером, нечутливий до зміни

атмосферних умов, вібрації та ударів. Фокусувальний механізм

має дві швидкості пересування фокусувального компонента. За

необхідності сітку ниток нівеліра можна підсвічувати.

Рис. 7.10. Високоточний нівелір Л//' 10

Рис. 7.11. Високоточний нівелір В1С

Нівеліри

299

7.2. Цифрові (електронні) нівеліри

Цифрові (електронні) нівеліри є новим поколінням

приладів для визначення висот точок. Наявність у конструкції

приладів електронних давачів дає змогу в автоматичному режимі

відлічувати рейки зі штриховим кодом, контролювати результати

вимірювань, опрацювати їх вмонтованою у прилад ЕОМ і

зберігати у накопичувані.

Для автоматичного відлічування штрихкодової рейки

достатньо її тридцятисантиметрового відрізка - по 15 см догори і

донизу від лінії візування. На одне вимірювання витрачають від

трьох до дев'яти секунд. Багаторазові вимірювання осеред-

нюються автоматично. Цифровими нівелірами вимірюють пере-

вищення і довжини плечей нівелювання. Програмне забезпечення

цифрових нівелірів дає змогу одразу після наведення приладу на

рейки одержати перевищення та відмітки точок нівелювання.

Повторні вимірювання практично виключаються внаслідок

автоматичного визначення похибок і введення поправок. Про-

грамним забезпеченням деяких сучасних цифрових нівелірів пере-

дбачено врівноваження вимірювань. Загалом цифрові нівеліри

дають можливість повернутися до перерваних вимірювань. Панелі

керування приладів слугують також для алфавітно-цифрового вве-

дення номерів та кодів точок і різновидів додаткової інформації.

Результати вимірювань та їхнього опрацювання можуть бути

занесені до карт пам'яті або до внутрішньої пам'яті приладу.

Цифрові нівеліри зазвичай споряджені компенсаторами нахилу.

Разом із автоматичним режимом цифровими нівелірами

можна виконувати візуальне нівелювання як оптичними ніве-

лірами, застосовуючи рейки із традиційними шкалами, звичайно,

з меншою точністю. Вважають, що використання цифрових

нівелірів підвищує продуктивність виконуваних робіт на 50%. За

мінімального часу одного вимірювання ємності батарей деяких

нівелірів може вистачити на три дні.

Цифрові нівеліри виготовляють провідні фірми світу

ТгітЬ1е-2еІ88 - ВіИІ 10, Ві№ 11, Оі№ 11Т, Бі№ 12, Бі№ 12Т,