Лабораторная работа №1 «Устройство теодолитов Т30 и 2Т30»

Чтобы пользоваться прибором, необходимо знать, как и в какой последовательности приводить в работу устройство теодолита 2т30, как делать его поверку и юстировку. Необходимо уметь распознать в устройстве его части и принцип функционирования для измерения углов как по горизонтали, так и по вертикали.

Применяется:

• для съемок топографического характера;
• тахеометрических работ, изыскательных процессов;
• маркшейдерских измерений;
• на стройплощадках при разбивочных работах, которые не требуют идеальной точности.

Характеристика прибора

Штатив и оптический центрир – служат для установки теодолита над точкой, закрепленной на местности.

Измерения угловых величин нужны, чтобы определять положение объектов в пространстве. Такие манипуляции производят для триангуляционной сети. Классическим видом работ являются геодезические замеры для строительства всевозможных сооружений.

Точность прибора, приближенная к идеалу, выражается в минутах, долях секунд. Теодолит имеет оптическое и механическое устройство для замеров углов, расстояния, магнитных азимутов. Приборы разделяются на виды в зависимости от точности, среди которых технический 2т30. Цифровые индексы в названии обозначают точность, то есть квадратическую погрешность при определении угла за один прием в секундах. Прибор теодолит 2т30 состоит из узлов:

• кремальера, кольцо диоптрий, колпачок с регулируемыми винтами сети нитей;
• визир с оптикой, вертикальное кольцо, распорка трубы;
• винты для регулировки, закрепления лимба, алидады, трубы, подъема, наводки лимба;
• уровень формы цилиндра, основа чехла, труба, подставка;
• элементы, зеркальные поверхности.

Ориентир-буссоль необходим для измерения магнитных азимутов и устанавливается в паз, расположенный на боковой крышке вертикального круга теодолита.

Он оснащается микрометром, это повышает точность замеров. С помощью его элементов делается геометрическое нивелирование, центрир позволяет производить работы в трехштативной системе. Расстояние возможно высчитывать по нивелирной рейке.

Уровень-цилиндр двигает горизонтальный лимб перпендикулярно линии в отвесном состоянии. Являет собой трубку из стекла наподобие ампулы, ее разрез – это дуга радиуса 3,5 до 200 м. Эта емкость заполнена, как правило, спиртом, эфиром, то есть легкоподвижными свойствами. Она запаивается в нагретом состоянии. Охлаждаясь, создается пузырек. За нуль берут точку по центру шкалы ампулы.

Устройства такого характера имеют уровни в форме цилиндра, круга, они различны параметрами деления, чувствительностью, конструкцией.

Цилиндр ампулы оформлен в оправу из металла, она с винтом настройки, снаружи трубки есть деления с расстоянием в 2 мм, точка по центру – нульпункт. Его ось – линия касаемо уровня внутри, в нульпункте.

Круглый – ампула из стекла, внутри отшлифованная, с определенной округлостью. Тут нульпунктом является центр в круге. Осью выступает нормаль, проложенная сквозь нуль, она перпендикулярна.

Нулевое расположение делается ровнее контактными уровнями. Они состоят из уровневого цилиндра, над ним есть прибор с оптикой, передающий грани концов пузырька на объектив. Он размещается в нуле при совмещающихся противоположных его гранях.

Уровневая цена – это угловой показатель смещения пузырька в один штрих. Она может быть в цилиндрических 5-60, в круглых – 5-20.

Чувствительность – заметное наименьшее пузырьковое движение, оно, как правило, это 0,1 штриха или 0,2 мм. Элементы трубы – винты, оптические детали, размерная сетка. В ней располагаются визирная, оптическая оси. Первая соединяет объектив с нитями размерной сетью. Окуляр с объективом соединяется второй.

Устройство прибора

Если говорить об устройстве теодолита, то оно может быть прямым и обратным, в нем может быть компенсаторный или цилиндрический уровень, от этого будет зависеть, как правильно пользуются конкретным оборудованием.

В указанном приборе достаточно большое количество деталей, но если не вникать в подробности, то основные части теодолита такие.

1. Наблюдательная труба. В своем составе она имеет окуляр, сетку, линзу и объектив. Одной из основных характеристик указанного элемента является оптическая ось, которая представляет собой линию, проходящую через центр объектива и окуляра. Есть еще визирная ось, которая проходит через объективный центр и нитевую сетку. Схема работы данного элемента теодолита позволяет приближать исследуемый объект, а все, что вы видите в объективе, называется полем зрения прибора.
2. Горизонтальный круг. Чтобы сделать этот элемент, используют особо прочное стекло, на которое потом наносят шкалу, и каждое деление соответствует одному градусу. Линия, которая проходит через центр вращения указанного прибора, называется его вертикальной осью.
3. Вертикальный круг. Он состоит из алидады и лимба.

Благодаря своей компактности, данный прибор получил широкое распространение как при выполнении строительных и геодезических работ, так и в астрономии, других сферах деятельности.

Сейчас чаще всего используют электронные приборы, которые имеют измерительный лазер. Это позволяет работать в условиях слабой освещенности, так как есть дополнительный источник света, что очень удобно при прокладывании туннелей, строительстве мостов, шахт или других аналогичных объектов.

Оптические приборы имеют более простую конструкцию, они также позволяют точно проводить все необходимые измерения, их преимуществом является более низкая стоимость.

Геометрические параметры прибора

Для того чтобы точность измерений была высокой, необходимо выполнение определенных требований, которые предъявляются к геометрическим условиям прибора:

• в цилиндрическом уровне его центральная линия при градштоке должна быть под углом 90 градусов к оси вращения;
• линия вращения градштока должна располагаться вертикально;
• визирная ось должна быть под углом 90 градусов к линии поворота наблюдательной трубы;
• ось вращения градштока должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы;
• нити сетки должны быть расположены в коллимационной плоскости.

Рабочее состояние: особенности

Трубу необходимо отрегулировать на глаз, то есть вращать окуляр, пока нити не станут четкими. Кремальера регулируется до четкости цели. Положение по горизонтали корректируется винтом для наводки, перед этим закрепляется алидада, по вертикали – винт, затем закрепляется еще одним винтом.

Схема основных осей теодолита.

Поле зрение – это место, обозреваемое трубой в неподвижности. Штрихи, цифры попадают в поле зрения микроскопа, его фиксируют диоптрийным кольцом на глаз, пока не поосвещение.

Круг по горизонтали – это лимб, за часовой стрелкой на нем есть градусы. На кругах есть градация в 1°. Есть 359° в горизонтальном, вертикальный имеет 0-75° и от 0 до – 75°.

Алидада служит отсчетной деталью, она соосная плоскости с градацией. Круг по вертикали такой же, как горизонтальный, он измеряет наклонные углы.

Пузырек цилиндра-уровня регулируется болтами.

Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита 2Т30

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА I.

Изучение теодолита. Измерение горизонтальных углов и углов наклона

Теодолит – это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных углов, углов наклона и расстояний.

Теодолит, независимо от модели, имеет принципиальную схему, приведенную на рис. 1.1.

Принципиальная схема теодолита

Рис. 1.1

На подставке (1) с тремя подъемными винтами (9) крепится угломерный круг (2), на котором нанесены деления от 0 до 360° с возрастанием отсчетов по ходу часовой стрелки, называемый лимбом.

Над лимбом, соосно с ним, расположен второй круг – алидада (3), несущий отсчетное устройство. Лимб и алидада вместе называются горизонтальным кругом. Он предназначен для измерения горизонтальных углов.

На алидаде, с помощью подставок (4), крепится зрительная труба (5), которая может вращаться вокруг свей оси НН1. На одном из концов оси зрительной трубы расположен вертикальный круг, состоящий из лимба (6) и алидады (7). Он предназначен для измерения углов наклона. При повороте зрительной трубы вокруг своей оси (это действие называется переводом зрительной трубы через зенит) вертикальный круг может располагаться справа или слева от нее. Первое положение называется «круг право» и при измерениях обозначается КП, второе – «круг лево», обозначаемое при измерениях КЛ. Для приведения плоскости лимба (2) в горизонтальное положение на горизонтальном круге укреплен цилиндрический уровень (8).

Общий вид теодолита 2Т30

Рис. 1.2

1. Кремальера. 2. Диоптрийное кольцо. 3. Колпачок, под которым расположены исправительные винты сетки нитей. 4. Оптический визир. 5. Вертикальный круг. 6. Подставка зрительной трубы. 7. Закрепительный винт лимба. 8. Основание футляра. 9. Становой винт. 10. Исправительный винт уровня. 11. Закрепительный винт алидады. 12. Цилиндрический уровень. 13. Закрепительный винт зрительной трубы. 14. Зрительная труба. 15. Наводящий винт зрительной трубы. 16. Наводящий винт алидады. 17. Подставка. 18. Подъемный винт. 19. Наводящий винт лимба. 20. Окуляр шкалового микроскопа. 21. Зеркало.

Определение цены деления лимба и точности

Отсчитывания. Отсчеты по горизонтальному и

Вертикальному кругам

У теодолита 2Т30 отсчетный микроскоп шкаловой. В верхней части поля зрения микроскопа, обозначенного буквой В (рис. 1.3), видны штрихи лимба вертикального круга и штрихи отсчетной шкалы, а в нижней части поля зрения, обозначенной буквой Г, видны штрихи лимба горизонтального круга и штрихи отсчетной шкалы.

Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита 2Т30

Рис. 1.3.

а) Отсчет по вертикальному кругу – 0° 35,0¢;

Отсчет по горизонтальному кругу 125° 06,0¢.

б) Отсчет по вертикальному кругу +3° 45,5¢;

Отсчет по горизонтальному кругу 74° 27,5¢.

На обоих кругах нанесены только градусные штрихи. Каждый градусный штрих подписан. Следовательно, цена деления лимбов составляет 1°. На алидады кругов нанесены отсчетные шкалы с ценой деления 5¢. Эти шкалы выведены в поле зрения микроскопа. Начальное деление шкалы горизонтального круга обозначено цифрой 0, а конечное – цифрой 6, что означает 60¢. Шкала вертикального круга имеет два ряда цифр. В верхнем ряду начальный штрих, обозначенный цифрой 0, расположен слева, а конечный, обозначенный цифрой 6, расположен справа. В нижнем ряду оцифровка выполнена наоборот и цифры имеют знак минус.

Отсчет по горизонтальному кругу производится в следующем порядке. Сначала считывается с лимба число градусов (по штриху лимба, попадающему на отчетную шкалу), затем по отсчетной шкале берется отсчет с точностью 0.1 деления, что соответствует 0.5′. Индексом для отсчитывания минут служит штрих градусного деления лимба, находящийся на отсчетной шкале. На рис. 1.3а отсчет по горизонтальному кругу равен 125°06,0¢.

При отсчитывании по вертикальному кругу число градусов считывается так же, как и по горизонтальному кругу. При этом градусные деления вертикального круга имеют знаки либо плюс, либо минус. Если в пределах шкалы находится штрих лимба без знака, то на шкале отсчет берется по верхнему ряду цифр (слева направо), и полный отсчет записывается со знаком плюс. По нижнему ряду цифр шкалы отсчет берется в том случае, когда в пределах шкалы находится штрих лимба со знаком “минус”. Отсчет записывается со знаком минус.

Дополнительные характеристики

Особенности устройства:

1. Оси.
2. ОО1 – по вертикали, ось вращения устройства.
3. UU1 – в уровневом цилиндре.
4. WW1 – для визира, объектива и размерной сети.
5. VV1 – трубы.

Они правильно выставлены так: UU1 ^ OO1, WW1 ^ VV1, VV1 ^ОО1 Черта лимба – счетный показатель, точность до 0,5′. При значении в круге по вертикали «-» отсчитывают показателями ряда снизу с «-» (-4.0, справа налево). Магнитный азимут измеряется ориентиром-буссолью, он фиксируется на боковой крышке круга по вертикали. Винтом арретира устанавливают прибор на нуль. Зеркало показывает стрелку, его приводят в нужное положение. Корректировку стрелки в нефункциональном состоянии делают винтом буссоли.

Хранение, перенос

Для этого есть специальный футляр с гнездами. Упаковывая его, винты располагают в среднее положение, трубу кладут горизонтально, подвижные детали фиксируются, винты для подъема закручивают до упора. При помощи штатива с оптическим центриром прибор располагают сверху точки пространства, то есть над пиком угла.

Его ножки скреплены на шарнирах с оголовьями, на них прибор фиксируется винтом. В ножке есть футляр отвеса с нитью. Центрир с оптикой вмонтирован в стойку. Отцентрировав, основа перемещают на штативном оголовке, так совмещаются центр в сети с точкой пространства. Если нет центрира, то для этого используется отвес с нитью. К штативу устройство фиксируется болтом, на него можно навесить отвес.

Теодолит ТЗО. Малогабаритный оптический повторительный теодолит с цилиндрической вертикальной осью (рис. З.1.). Зрительная труба переводится через зенит обоими концами. Подставка теодолита не съемная, а три подъемные винта теодолита шарнирно связаны с дном футляра, который служит основанием теодолита. Это позволяет при переходе с точки на точку закрывать теодолит футляром и предохранять его от механических повреждений, особенно при работе в лесу.

Теодолит ТЗО имеет полую вертикальную ось и отверстие в дне футляра, что создает возможность центрировать теодолит над точкой теодолитного хода при помощи зрительной трубы, устанавливаемой вертикально объективом вниз.

При перевозке теодолита отверстие на дне футляра закрывается навинчивающейся крышкой, прикрепляемой к бобышке на дне футляра.

Теодолитом ТЗО можно выполнять геометрическое нивелирование с помощью цилиндрического уровня УТ20-Т2, устанавливаемого на зрительной трубе параллельно визирной оси.

Рис. 2.25. Деревянный столб, установленный на бетонном монолите

Рис. 2.26. Тип знака долговременного закрепления пунктов съемочных сетей в залесенных районах

Рис. 2.27. Геодезические знаки для закрепления пунктов съемочных сетей па участках с твердым покрытием (бетон, камень, асфальт) поверхности земли

Рис. 2.31. знак:

Рис. 2.30. Грунтовый геодезический знак — рельс

Грунтовый геодезический

Рис. 2.35. Металлическая труба со сторожком

Рис. 2.34. Деревянный кол, деревянный столб с крестовиной 40

Рис. 3.2. Вид поля зрения отсчетного микроскопа

Рис. 3.3. Теодолит Т15:

Рис. 3.4. Вид поля зрения отсчетного микроскопа Т15

1 — зеркало; 2 — окно уровня при вертикальном круге теодолита; 3 — диоптрийное кольцо визииной трубы; 4 — зеркало; 5 — иллюминатор; 6 — установочный винт; 7 — клавиша; в — корпус подставки; 9 — закрепительный винт подставки теодолита; 10 — подъемный винт

По особому заказу поставляется уровень на зрительную трубу УТ20-Т2, позволяющий выполнять нивелирование IV класса горизонтальным лучом визирования.

Теодолит Т15К- Оптический шкаловой повторительный теодолит (рис. 3.5).

Зрительная труба имеет прямое изображение, позволяющее быстрее и безошибочно находить визирную цель.

Уровень при алидаде вертикального круга в теодолите Т15К заменен самоустанавливающимся оптическим компенсатором, который при измерении углов наклона освободил наблюдателя от приведения пузырька уровня в нуль-пункт перед отсчетом по вертикальному кругу.

Применение секторной оцифровки в вертикальном круге теодолита Т15К позволяет без дополнительных вычислений отсчитывать по шкале величину измеряемого угла наклона. Угол наклона при круге лево положительный, если цель расположена выше уровня горизонта, и отрицательный, если цель расположена ниже уровня горизонта.

В теодолите Т15К за основное положение принят вертикальный круг слева от наблюдателя. Секторная оцифровка вертикального круга сокращает вычисления.

Вид поля зрения отсчетного микроскопа теодолита Т15К показан на рис. 3.6. Отсчет по горизонтальному кругу равен 38°02,5′, отсчет по вертикальному кругу 0°25,5′, Если бы перед цифрой О не было бы знака минус, то отсчет был бы равен 0°34,5′.

Оптический центрир вмтонирован валидадную часть теодолита.

Теодолит Т15К может быть использован для нивелирования горизонтальным лучом визирования. Для этого необходимо установить отсчет по микроскопу, равный месту нуля.

Теодолит Т5. Оптический шкаловой повторительный теодолит (рис. 3.7). с полем зрения отсчетного микроскопа, как у теодолита Т15 (см. рис. 3.4). Служит для измерения горизонтальных и вертикальных углов, измерения расстояний по нитяному дальномеру или с помощью укрепляемых на опоры объектива зрительной трубы, дальномерных насадок ДНР-06, ДНТ, ДДЗ, определения магнитных и астрономических азимутов.

В теодолите Т5 за основное положение при измерении углов принят вертикальный круг справа от наблюдателя.

Теодолитом Т5 можно выполнить техническое нивелирование с помощью цилиндрического .уровня УТ20-Т2, устанавливаемого на зрительной трубе параллельно визирной оси.

Теодолит Т5К. Оптический шкаловой повторительный теодолит (рис. 3.8) с самоустанавливающимся оптическим компенсатором вместо уровня при алидаде вертикального круга.

В теодолите Т5К за основное положение принят круг справа от наблюдателя. 46

Рис. 3.6. Вид поля зрения отсчетного микроскопа Т15К

Рис. 3.5. Теодолит Т15К:

/ — окуляр оптического центрира; 2 — зеркало иллюминатора; 3 — бленда; 4 — иллюминатор; 5 — корпус подставки; 6 — подъемный винт

1 — закрепительный винт подставки теодолита; 2 — оптический центрир; .1 — наводящий винт; 4 — установочный винт уровня; 5 — клавиша, 6 — корпус подставки; 7 — подъемный вннт

I — закрепительный винт; 2 — оптический центрир; 3 — наводящий винт оптического микрометра; 4 — иллюминатор: 5 — круглый уровень; 5—закрепительный вннт лимба; 7 — подставка; 8 — закрепительный винт подставки; 9 — подъемный вннт

Рис. 3.7. Теодолит Т5:

I

Рис. 3.8. Теодолит Т5К:

Теодолит Т5К имеет точно такое же поле зрения отсчетного микроскопа, как и в теодолите Т15 (см. рис. 3.4).

Теодолитом Т5К можно выполнять нивелирование техническое и IV класса. Для этого необходимо установить трубу так, чтобы отсчет по микроскопу был равен месту нуля.

Теодолит 2Т5. Оптический шкаловой неповторительный теодолит (рис. 3.9). относится к группе унифицированных теодолитов серии 2Т, с уровнем при алидаде вертикального круга.

В теодолите 2Т5 за основное положение принят круг слева от наблюдателя.

Поле зрения отсчетного микроскопа разделено и по цвету: верхняя половина с изображением штрихов вертикального круга окрашена в голубой цвет, нижняя с изображением штрихов — в желто-зеленый, что помогает исключить возможные ошибки при отсчетах углов.

Вертикальный круг в теодолите 2Т5 имеет секторную оцифровку, которая позволяет без дополнительных вычислений отсчитывать по шкале величину измеряемого угла наклона. Угол наклона, измеренный при круге лево положительный, если цель расположена выше уровня горизонта, и отрицательный, егли цель

Рис. 3.9. Теодолит 2Т5:

1 — ручка для переноски; 2. 5 — закрепительные винты; 3, 6 — наводящие винты; 4 — котировочные винты; 7 — окошко уровня; S — установочный винт

1 — наводящий виит алидады горизонтального круга, 2 — закрепительный вннт алидады горизонтального круга, Я — установочный винт, 4 — ручка для переноса теодолита, 5 — окуляр зрительной трубы, 6 — окуляр оптического центрира, 7— ручка перестановки горизонтального круга, 8 — корпус подставки теодолита. 9 — закрепительный вннт подставки теодолита, 10 — подъемный винт

Рис. ЗЛО. Теодолит 2Т5К:

расположена ниже уровня горизонта. Вертикальный круг разбит на четыре сектора, из которых два противоположных сектора имеют положительную оцифровку [отсутствует знак плюс (+)], а два других — отрицательную и имеют при оцифровке знак ми-нус (—). Верхняя оцифровка шкалы служит для отсчетов положительных углов, нижняя — для отсчетов отрицательных углов.

Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита 2Т5 аналогично полю зрения отсчетного микроскопа теодолита Т15К (см. рис. 3.6).

Оптический центрир встроен в алидадную часть, окуляр выведен в сторону наблюдателя.

Теодолитом 2Т5 можно производить нивелирование горизонтальным лучом визирования, используя уровень УТ20-12.

Теодолит 2Т5К. Оптический шкаловой неповторительный теодолит (рис. 3.10) относится к группе унифицированных, имеет самоустанавливающуюся систему оптического компенсатора при вертикальном круге. В нем, как и во всех других теодолитах унифицированной группы, принят вертикальный круг слева от наблюдателя.

Рис. 3.11. Вид поля зрения отсчетного микроскопа теодолита 2Т5К

Вертикальный круг в теодолите, так же как и у Т15К, применен с секторной оцифровкой, позволяющей без дополнительных вычислений отсчитывать по шкале величину измеряемого угла наклона.

На рис. 3.11 приведен пример отсчета по отсчетному микроскопу. Отсчет по вертикальному кругу равен 0°38,0′, по горизонтальному кругу 6°01,0′. Если перед цифрой 0 был бы знак минус, то отсчет был бы равен 0°22,0′.

Теодолитом 2Т5К можно выполнять нивелирование горизонтальным лучом. Для этого достаточно путем наклона зрительной трубы установить отсчет по микроскопу, равный месту нуля.

Теодолит Т2. Точный оптический неповторительный теодолит (рис. 3.12), Зрительная труба дает обратное изображение, через зенит переводится обоими концами. Уровень при алидаде вертикального круга расположен внутри корпуса теодолита. Наблюдение за совмещением концов пузырька уровня производят через поворотную призму-лупу, расположенную на боковой крышке теодолита.

В теодолите Т2 за основное положение принят круг слева от наблюдателя.

Для отсчитывания горизонтального и вертикального кругов служит оптический микрометр, расположенный в правой части колонки.

В поле зрения отсчетного микроскопа видны два окошка — большое и малое (рис. 3.13). В левом большом окне изображения штрихов разделены горизонтальной чертой: в верхней части видно прямое изображение одной стороны круга, а в нижней — обратное- — диаметрально противоположной стороны круга. В правом малом окне видны шкала микрометра и горизонтальный неподвижный индекс, число целых единиц отсчитывают по левому ряду чисел, а по правому — десятки секунд.

Перед отсчетом по горизонтальному кругу рукоятку переключателя устанавливают горизонтально, при этом поле зрения микроскопа будет иметь белый фон, а видимые штрихи горизонтального круга будут двойными (бифилярные). Вращением микрометра (см. рис. 3.10) тщательно совместить штрихи верхнего и нижнего изображений частей круга в большом окне.

Отсчет числа градусов производится по верхнему прямому изображению, десятков минут, равных числу интервалов, заключенных между отсчитанным верхним и нижним оцифрованными

Рис. 3.12. Теодолит Т2:

/ — наводящий винт алидады горизонтального круга; 2 — рукоятка переключателя лимба; 3 — ручка переключателя; 4 — рукоятка микрометра; 5 — ручка для переноса; 6 — окуляр; 7 — окуляр оптического микрометра; S — рукоятка перевода горизонтального круга; 9 — корпус подставки; 10 — подъемный винт

Рис. 3.13. Вид поля зрения отсчетного микроскопа теодолита Т2 с отсчетом горизонтального круга

Рис. 3.14. Вид поля зрения отсчетного микроскопа теодолита Т2 с отсчетом вертикального круга

Рис. 3.15. Оптический и визирная марка

центрир

Рис. 3.17. Вид поля зрения отсчетного микроскопа теодолита 2Т2 с отсчетом горизонтального круга

Рис. 3.16. Теодолит 2Т2:

1 — наводящий винт алидады горизонтального круга; 2 — окуляр оптического центрира; 3 —иллюминатор; 4 — окуляр зрительной трубы; В — ручка для переноса теодолита; 6 — установочный вннт; 7 — корпус подставки; 8 — закрепительный винт подставки теодолита; 9 — подъемный винт

штрихами, отличающимися между собой на 180°; при этом нижний оцифрованный штрих всегда будет располагаться вправо от верхнего или, как частный случай, может быть совмещен с ним. Единицы минут отсчитывают в малом окошке по левому ряду цифр. Десятки секунд отсчитывают там же по правому ряду цифр. Отсчет по горизонтальному кругу будет равен 57°58’02,4″ (см. рис. 3.13). Для отсчета по вертикальному кругу рукоятку переключателя (см. рис. 3.12) поворачивают до щелчка в вертикальное положение, при этом поле зрения микроскопа будет иметь желто-зеленый фон, а видимые штрихи лимба будут одинарными. Отсчеты по вертикальному кругу производят аналогично. Перед отсчетом по вертикальному кругу необходимо совместить концы пузырька контактного уровня, наблюдая их через лупу-призму. Отсчет по вертикальному кругу (рису 3.14) будет равен 10°48’05,8″.

При использовании уровня УТ20-Т2 на зрительной трубе теодолитом Т2 можно выполнять нивелирование IV класса горизонтальным лучом. Для выполнения работ по трехштативной системе имеется комплект визирных целей (КВЦ), марки, оптические цент-риры (рис. 3.15).

Теодолит 2Т2. Точный оптический теодолит (рис. 3.16)

Рис. 3.18. Теодолит Theo020:

/ — окуляр отсчетиого микроскопа; 2 — окуляр зрительной трубы; 3 — наводящий винт вертикального круга: 4 — круглый уровень; 5 — наводящий винт алидады горизонтального круга; б — коопус подставки теодолита; 7 — подъемный винт

Рис. 3.19. Вид поля зреиия отсчетиого микроскопа теодолита Theo020

Рис. 3.20. Теодолит Theo020A: Рис. 3.21. Вид поля зрения отсчет-

наводящий вннт алидады горизонталь- ного микроскопа теодолита ТЬео020Л ного круга; 2 — оптический центрир. 3 — объектив; 4 — окуляр; 5 — зеркало; 6~ закрепительный винт подставки; 7—подъемный винт

имеет контактный уровень при алидаде вертикального круга, наблюдение за которым осуществляют через поворотную призму.

В поле зрения отсчетного микроскопа (рис. 3.17) видны три окошка. Перед отсчетом в центральном среднем окошке, разделенном горизонтальной линией, совмещают двойные изображения верхних и нижних штрихов угломерного круга. В верхнем большом окошке отсчитывается число градусов и Десятки минут (число от 0 до 5). Цифра, расположенная под числом градусов, показывает число десятков минут. Единицы минут и секунды отсчитывают по горизонтальной неподвижной черте (индексу) в малом правом окошке. На рис. 3.17 показан отсчет по горизонтальному кругу, равный 11°35’26,5″. Перед отсчетом по вертикальному кругу установочным винтом необходимо совместить концы пузырька уровня при вертикальном круге.

Теодолит Theo 020. Оптический шкаловой повторительный теодолит (рис. 3.18). За главное положение принят круг слева от наблюдателя. Отсчитывание по лимбам горизонтального и вертикальных кругов производится по отсчетному микроскопу, расположенному рядом с окуляром зрительной трубы.^В поле зрения отсчетного микроскопа видны одновременно изображения штрихов горизонтального круга, обозначенного буквами «Иг», и вертикального круга — буквой «V».

На рис. 3.19 приведен пример отсчета по отсчетному микроскопу. Отсчет по горизонтальному кругу равен 36°02,0′, по вертикальному кругу 9°02,0′.

Уровень при алидаде вертикального круга заменен самоустанавливающимся компенсатором, который при измерении углов наклона не требует от наблюдателя приведения пузырька уровня в нуль-пункт перед отсчетом по вертикальному кругу.

Теодолитом Theo 020 можно выполнять нивелирование горизонтальным лучом, для этого необходимо установить отсчет нуля.

Теодолит Theo 020 приспособлен для работы по трехштативной системе.

Теодолит Theo 020А. Оптический шкаловой повторительный теодолит (рис. 3.20). Зрительная труба имеет прямое изображение.

Доли деления отсчитываются на глаз с погрешностью до 0,1 или 6″. При массовом измерении горизонтальных углов изображение вертикального круга может быть включено, что исключает возможные ошибки отсчета.

На рис. 3.21 приведен пример отсчитывания по отсчетному микроскопу. Отсчет по горизонтальному кругу равен 57°07,0′, по вертикальному кругу 92°05,0′.

При отсутствии приборов для измерения углов по трехштативной системе используют вехи с круглым уровнем (рис. 3.22).

Техническая характеристика теодолитов приведена в табл. 3.2

Произведение поверки теодолита 2т30, юстировки

Для работы прибором нужного придерживаться правил. Ось по вертикали – отвесна, а визир – вертикаль. Из-за транспортировки и переноса прибора они нарушаются, поэтому поверки и юстировки (регулирования) нужно делать часто. Они выполняются в некотором порядке. Для рабочего состояния прибора необходимо сделать поверки, а также:

1. Центровку теодолита 2т30. Центр горизонтальной плоскости находится над пиком угла. Это делается отвесом с нитью, центриром, расположением штатива, подвиганием устройства на штативе. Погрешность допустима до 3 мм для углов по горизонтали.
2. Горизонтирование. Шкала горизонтальной окружности располагается в отвес. Уровень-цилиндр располагают горизонтально болтам для подъема, их вращают вместе в разные направления, пузырь выводится на центр цилиндра. Цилиндрический уровень подвигают на 90° относительно третьего болта. Он вращается, еще раз выводят пузырек в нульпункт. Это делают до тех пор, пока отклонение не будет более чем на 1 штрих от центра. Погрешность при работе не больше чем полштриха.
3. Подготовку трубы. Окуляр вращается до четкости сетки, кремальер – до четкости объекта. Параллакс устраняют регулировкой кремальеры.

Устройство вертикального круга теодолитов Т30 и 2Т30. Определение МО и измерение углов наклона.

Вертикальный круг служит для измерения вертикальных углов наклона и зенитных расстояний. В инженерной практике измеряют в большей степени углы наклона. Вертикальный круг теодолита состоит из лимба и алидады. Лимб вертикального круга агрессивно закреплен на оси вращения зрительной трубы и вращается вкупе с ней; при этом нулевой поперечник лимба должен быть параллелен визирной оси трубы. Алидада вертикального круга при вращении трубы остается неподвижной. На алидаде вертикального круга закреплен цилиндрический уровень, который предназначен для приведения линий нулей (отсчетных индексов) алидады при измерении углов наклона в горизонтальное положение. С данной для нас целью перед взятием отсчетов по вертикальному кругу пузырек уровня должен быть приведен в нуль-пункт при помощи наводящего винта алидады. Уровень укрепляется на алидаде таковым образом, чтоб его ось была параллельна полосы нулей (нулевому диаметру) алидады. При соблюдении этого условия опосля установки на лимбе нулевого отсчета и приведения пузырька уровня в нуль-пункт визирная ось зрительной трубы будет горизонтальна. В теодолите ТЗО уровень при алидаде вертикального круга отсутствует; его функции выполняет цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга, пузырек которого устанавливается в нуль-пункте подъемными винтами теодолита.

Вертикальный круг теодолита служит для определения углов наклона линий или зенитных расстояний z.

Угол наклона называют углом в вертикальной плоскости между горизонтальной линией и визирным лучом, направленным на наблюдаемую точку.

Для получения величины угла наклона визирной оси по вертикальному кругу теодолита необходимо знать место нуля вертикального круга, обозначаемое символом МО.

Местом нуля МО

называют отсчет по вертикальному кругу теодолита при горизонтальном положении визирной оси трубы, и исходном положении отсчетного устройства. (Отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось трубы горизонтальна, а пузырек уровня при алидаде находится в нуль-пункте, называется местом нуля вертикального круга и обозначается МО).

для определения места нуля МО и углов наклона используют следующие расчетные формулы:

МО = ; ;

;

Обозначение и закрепление точек на местности. Вешение линий и измерение их лентой.

Закрепление точек

Конечные точки измеряемой на местности линии закрепляются знаками. На пунктах основной геодезической сети устанавливают бетонные или железобетонные монолиты, трубы, рельсы, на точках съемочной сети – деревянные столбы и колья. Колышек, закрепляющий точку забивают почти вровень с землей, длина до 30 см, толщина 4-6 см. В верхний срез кола забивают гвоздь. Рядом забивают второй кол – сторожек, на котором записывают номер точки. Иногда вместо кольев используют железные трубки, металлические стержни на тротуарах с покрытием, закрепление точек производится железными гвоздями или костылями. Точки на местности выбирают в процессе рекогносцировки так, чтобы удобно было измерять линию.

Вешение линий

Прямую линию на местности обычно обозначают двумя вехами, установленными на её концах. Если длина линии превышает 100 м или на каких-то её участках не видны установленные вехи, то с целью удобства и повышения точности измерения её длины используют дополнительные вехи. Их устанавливают в воображаемой отвесной плоскости, проходящей через данную линию. Эту плоскость называют створом линии. Установка вех в створ данной линии называется вешением.

Вешение линий может производиться на глаз, с помощью полевого бинокля или зрительной трубы прибора. Вешения обычно ведут «на себя».

Ленту перед измерениями компарируют, т. е. сравнивают ее с эталонной (нормальной) мерой. Выполняют сравнение на полевом компараторе. Полевой компаратор – это линия на ровной местности длиной 100 – 200 м. Концы компаратора закрепляют для долговременной сохранности вкопанными вровень с землей бетонными пилонами, в верхние срезы которых вмурованы металлические марки с крестообразной насечкой. Длину компаратора (расстояние между марками) определяют при помощи контрольной ленты, длина которой известна с высокой точностью.

Основные поверки устройства

Есть пять поверок. Горизонтальная ось цилиндра-уровня теодолита 2т30 делается перпендикулярной оси по вертикали I-I1. Алидуда выставляется для расположения оси настраиваемого цилиндра-уровня в параллельной плоскости болтам для подъема, которые располагают пузырь в нульпункт. Ее двигают, а вместе и цилиндр на 180 градусов.

1. При пузыре в нульпункте или при отклонении его не больше чем на 1 деление поверка сделана. Если нет, винтами корректируют его вполовину показателя погрешности, вторую половину удаляют болтами для подъема. Приводят ось по вертикали в положение отвеса. Цилиндрический уровень располагают в сторону регулирующих болтов, пузырь – на нуле. Алидада разворачивается на 90°, пузырь заводят в центр третьим болтом. Делают до погрешности менее одной черточки.
2. Визир (ось трубы) V-V1 необходимо расположить против H-H1. Угол погрешности визира от перпендикуляра к оси по горизонтали H-H1 именуется коллимационным отклонением. При проверке намечают точку М, она должна быть наравне с осью трубы. Визируют ее, делают счет (R) по горизонтальной плоскости, трубу проводят сквозь зенит, направляют на пункт, снова отсчет (L). Если есть коллимационное отклонение, то: L – R ± 180° = 0. L и R – отсчет по вертикальной плоскости слева (КЛ) и справа (КП). При отклонении в первом наведении визирная ось будет в состоянии V-V ‘, после второго – V1-V1’. Тогда L – R ± 180° = 2с. В результате с = (L – R ± 180°)/ Надо, чтобы коллимационная погрешность не была больше точности вдвойне отсчетного элемента (1′). Чтобы избежать недопустимого отклонения, алидаду располагают на один из счетов. Формулы: NR = R + c (при КП) или NL= L – с (при КЛ). Тогда центр сети перейдет на угол с. Болтами ее центр совмещается с точкой М.
3. H-H1 в перпендикуляре к I-I1. На стене за 20-30 м выбирают точку А, наводят центр осей. Трубу располагают горизонтально, намечают пункт а1, в нее проектируется центр сети. Проводя трубу сквозь зенит, наводят на тот же пункт, также намечают пункт а2. Пункты а1 и а2 должны совпадать или быть в биссекторе сети.
4. Штрих сети по вертикали в параллельной плоскости к I-I1. Центр наводится на отвесную нить, установленную в 5-10 м. При вращении трубы черта и нить совпадают. Все выполнено.
5. Центрирная ось располагается параллельно вертикали. Проекцию центра намечают на бумажном листе, его кладут под штатив. Фиксирующий болт ослабляют, двигают прибор. Центрирная ось параллельна оси по вертикали.

Теперь все выполнено.

Геометрическая схема теодолита

2

Рис. 4.6

В процессе измерений ось вращения теодолита ОО

должна быть отвесной, проходить через центр шкалы горизонтального круга 1 и вершину измеряемого угла 8. Плоскость лимба 1 должна быть горизонтальной, а визирная (коллимационная) плоскость вертикальной.

Для выполнения этих условий оси теодолита должны занимать следующее положение:

* ось цилиндрического уровня UU

должна быть перпендикулярна оси вращения прибора
ОО
;

* визирная ось трубы VV

должна быть перпендикулярна горизонтальной оси вращения трубы
НН
; неперпендикулярность указанных осей называется
коллимационной погрешностью
;

* горизонтальная ось вращения трубы НН

должна быть перпендикулярна оси вращения прибора
ОО.
Действия, врезультате которых проверяется выполнение указанных геометрических условий, называются поверками

теодолита.

Устранение обнаруженных несоответствий во взаимном положении осей называется юстировкой

(исправлением).

Поверки и юстировка теодолитов описаны в Руководстве /5/.

Вертикальный круг 2 может располагаться слева или справа от трубы. Эти положения обозначают соответственно Л

и
П
. Измерение горизонтальных и вертикальных углов выполняют симметрично: половину при круге
Л
, а вторую половину при круге
П
. Это приводит к повышению точности за счет устранения погрешностей, вносимых недостаточным соответствием взаимного положения осей теодолита.

Измерение углов

Перед измерением углов теодолит устанавливают в рабочее положение: центрируют, горизонтируют, фокусируют трубу по глазу. В точках, между которыми измеряют угол, устанавливают визирные цели. При измерении углов техническими теодолитами в качестве визирных целей используют вехи, при более точных работах – визирные марки.

4.4.1. Измерение горизонтальных углов и направлений

Горизонтальный угол bмежду направлениями на точки 1 и 3 равен разности отсчетов а3

и
а1
по горизонтальному кругу теодолита (рис. 4.7):

b = а3 – а1 .

Для исключения влияния коллимационной погрешности и наклона оси вращения трубы каждый угол измеряют при двух положениях вертикального круга – слева (Л) и справа (П) от трубы.

Способ измерения зависит от количества направлений при вершине угла. Наиболее часто число направлений равно двум, т.е. при вершине измеряется один угол. Для измерения отдельного угла используют способ приемов, состоящий из двух полуприемов. В каждом полуприеме берут по два отсчета: а3л , а1л

при расположении вертикального круга слева и
а3п , а1п
при круге справа. Получив два значения угла из двух полуприемов, сравнивают их. Если расхождение не превышает допуск, то вычисляют среднее значение угла. В противном случае один из полуприемов или весь прием повторяют. Допустимое значение расхождения угла в полуприемах зависит от типа теодолита и назначения работы и обычно не должно превышать удвоенной точности отсчета по лимбу (1¢ для теодолита 2Т30 и 0,2¢ для теодолита 3Т5К).

Методика установки теодолита в рабочее положение и измерения углов способом приемов подробно описана в /1, 2, 5/.

Если число направлений на пункте больше двух (рис. 4.8), то их измеряют способом круговых приемов. Как и в предыдущем способе, круговой прием состоит из двух полуприемов, один из которых выполняют при левом, а другой – при правом расположении вертикального круга. Одно из направлений (с наилучшей видимостью) выбирают в качестве начального – первого. Трубу по очереди наводят на все направления. Заканчивают полуприем замыканием горизонта

– повторным наведением трубы на первое направление. Назначение замыкания горизонта – контроль неподвижности лимба в течение полуприема.

Если незамыкание горизонта D, т.е. разность отсчетов на первое направление в начале и конце полуприема, не превосходит допуск, то его распределяют с обратным знаком на все направления, но чаще просто вычисляют среднее из наблюдений на начальное направление.

В первом полуприеме алидаду вращают по ходу часовой стрелки, во втором – в обратном направлении с целью уменьшения влияния на результаты измерений внешних условий.

Повышение точности достигается измерением горизонтальных направлений несколькими приемами. Для равномерного распределения отсчетов по всей шкале лимба перед каждым следующим приемом горизонтальный круг смещают на угол 180о /n +

d , где
n
– число приемов, d – 5¢ или 10¢.

Обработка журнала состоит в вычислении средних значений измеренных при Л

и
П
направлений и приведении их к нулю вычитанием из каждого направления среднего значения начального направления. Число приемов измерений, допустимые значения незамыкания горизонта и колебания направлений в отдельных приемах регламентированы для каждого типа теодолита и вида работ инструкциями /7, 8, 9/. Приемы, не удовлетворяющие допускам, повторяют. В результате обработки получают ряд равноточно измеренных направлений, разность любой пары которых дает ряд равноточно измеренных углов. Ниже приведен пример журнала измерений.

Журнал измерения горизонтальных направлений

способом круговых приемов

Пункт 18

2-й прием
Теодолит 2Т5К

На точность измерения горизонтальных направлений влияют погрешности прибора и визирования, внешние условия, неточность центрирования прибора и визирных целей. Совместное их влияние не должно превосходить погрешности отсчета по лимбу.

4.4.2. Вертикальный круг теодолита, измерение углов наклона

Вертикальный круг теодолита устроен так же, как и горизонтальный, наглухо скреплен с трубой и вращается с ней на одной горизонтальной оси. Оцифровка вертикального круга в теодолитах 2Т30…3Т5КП секторная. При такой оцифровке (рис. 4.9) знак отсчета соответствует знаку угла наклона, если вертикальный круг располагается слева от трубы (Л), и противоположен знаку угла наклона при правом расположении круга (П).

Пример: Л = 5º12′ ; П = – 5º14′.

Угол наклона вычисляют по формуле

v = (Л – П)/

2
.
(4.1)

В примере v =

+ 5º13′ .

Очевидно, что при горизонтальном положении визирной оси отсчет по вертикальному кругу должен быть равен нулю. Иногда это условие не выполняется:

неточно посажен вертикальный круг на ось вращения трубы, неточно расположена сетка нитей.

Рис. 4.9

Отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось горизонтальна, а ось вращения прибора вертикальна, называется местом нуля

(
МО
). Место нуля вычисляется по формуле

МО = (Л + П)/

2
.
(4.2)

В примере МО

= – 1′.

Место нуля – это постоянная по величине, т.е. систематическая, погрешность отсчета по вертикальному кругу. Как любую систематическую погрешность, влияние места нуля можно устранить одним из трех способов:

* юстировкой: на вертикальном круге наводящим винтом трубы устанавливают отсчет, равный вычисленному значению угла наклона, а центр сетки нитей совмещают с наблюдаемой точкой с помощью вертикальных юстировочных винтов сетки нитей или поворотом оптического клина;

* применением правильной методики измерений: отсчеты берут при двух положениях вертикального круга – левом и правом, а угол наклона вычисляют по формуле (4.1);

* введением поправки в результаты измерений, выполненных при одном положении вертикального круга: из формулы (4.2) получим

П =

2
МО – Л ; Л =
2
МО – П ;
(4.3)

подставляя (4.3) в (4.1), получим v = Л – МО ; v = МО – П.

(4.4)

Погрешность измерения углов наклона несколько больше погрешности измерения горизонтальных углов вследствие влияния вертикальной рефракции. Уменьшение этого влияния достигают измерением прямых и обратных углов наклона.

2

Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 4656; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Узнать еще: