Зрительная труба с внутренней фокусировкой. Прямое изображение. Автоколлимация.
В трубе с внутренней фокусировкой длина трубы постоянна, а фокусировка
осуществляется перемещением отрицательной фокусирующей
линзы телеобъектива, т.е. изменением величины e, а следовательно,
и величины эквивалентного фокусного расстояния
Отношение L/f^ = Q определяет укорочение трубы (/^ при визировании
в бесконечность).
Трубу с внутренней фокусировкой принципиально можно построить
и с положительной фокусирующей линзой, но в этом случае Q > 1, т.е.
труба будет длиннее эквивалентного фокусного расстояния.
В современных трубах с внутренней фокусировкой коэффициент
укорочения Q > 0,5.
К преимуществам трубы с внутренней фокусировкой по сравнению
с трубами, имеющими окулярное колено, кроме меньшей длины можно
отнести также ее герметичность и меньшее влияние колебаний фокусирующего
компонента на положение визирной оси. Недостатками
трубы с внутренней фокусировкой является меньшая величина коэффициента
пропускания, так как введен дополнительный фокусирующий
компонент.
Характеристики зрительных труб. Исследования фокусирующего механизма.
Размер выходного зрачка определяется исходя из условий наблюдений,
разрешающей способности глаза, относительной видимой
яркости изображения и пр. Угловой предел разрешения (7.7) повышается
при увеличении диаметра зрачка глаза. Однако аберрации глаза при
увеличении диаметра зрачка возрастают и разрешающая способность не
повышается. Установлено, что наилучшей разрешающей силой глаз обладает
при диаметре зрачка dгл < 1,5 мм.
Выбрав диаметр выходного зрачка и имея увеличение, находят диаметр
входного отверстия из соотношения
D = D’Г. (7.17)
При этом, кроме отмеченных факторов, необходимо учитывать,
что для повышения яркости изображения желательно иметь в приборе
большое входное отверстие трубы.
Размер входного отверстия ограничивается относительным отверстием
объектива. Известно, что чем больше величина относительного
отверстия D/f’ , тем сложнее оптическая система при том же уровне
коррекции аберраций.
Поэтому для труб геодезических приборов величина относительного
отверстия колеблется
1/8<D/f’<1/6
Из этих соотношений можно определить величину фокусного расстояния
объектива f ' = D*(6,..., 8).
Угловое поле 2w выбирается в зависимости от назначения зрительной
трубы и вида выполняемых прибором работ.
Однако при этом необходимо учитывать, что поскольку увеличение
трубы определяется отношением тангенсов угловых полей окуляра и
объектива, а угловое поле окуляра ограничено и не может быть сколь
угодно большим, то при большом увеличении трубы угловое поле объектива
оказывается менее 1°.
Так, угловое поле распространенных окуляров симметричного и
ортоскопического не превышает 4 5 - 5 0 ° .
Поэтому при расчете зрительных труб выбирают сначала подходящий
окуляр в зависимости от увеличения (чем больше увеличение, тем больше
должно быть угловое поле окуляра 2w'), а затем определяют угловое
поле объектива 2 w = 2 w'/Г и оценивают, достаточно ли оно для
выполнения тех или иных работ. Если окажется, что угловое поле объектива
недостаточно, а поле окуляра может быть увеличено, выбирают окуляр
с большим полем. Если окуляр имеет предельное поле и оно не может
быть увеличено, оценивают возможность работы с малым угловым
полем объектива.
Уровни геодезических инструментов; их классификация. Жидкостные уровни.
Уровни в геодезических приборах служат для установки частей прибора
в горизонтальное или вертикальное положение или для измерения углов
отклонения элементов прибора от горизонтального или вертикального
положения.
Уровни -съемными или жестко связанными с прибором.
К съемным уровням относятся: накладные уровни, устанавливаемые на
какой-либо плоскости или поверхности, наклон которой контролируется;
накладные и подвесные уровни, устанавливаемые на цапфах горизонтальной
оси.
К жестко связанным с прибором уровням относятся:
1) уровни, размещаемые на алидадной части прибора, для установки
вертикальной оси прибора в отвесное положение;
2) уровни вертикального круга для контроля положения индекса
алидады вертикального круга относительно горизонтального положения;
3) уровни, жестко связанные со зрительной трубой, служащие для
приведения визирной оси в горизонтальное положение, а также для нивелирования
при помощи теодолита;
4) нивелирные уровни, устанавливаемые параллельно визирной линии
зрительной трубы и предназначенные для приведения этой линии
в горизонтальное положение.
В зависимости от принципа действия уровни подразделяют на жидкостные
(рис. 32, а, б) у на чувствительный элемент которых воздействует
гравитационное поле Земли, и электромеханические (рис. 33), принцип
действия которых основан на изменении электрических параметров его
элементов при изменении наклона детали, на которой он установлен.
Жидкостные уровни бывают круглыми и цилиндрическими. В круглом
уровне (см. рис. 32, а) в качестве ампулы используется цилиндрический
стеклянный сосуд 7, верхняя часть которого отшлифована по
сферической поверхности. Сосуд заполнен легкоподвижной жидкостью
и содержит свободное от жидкости пространство (пузырек уровня).
В цилиндрическом уровне (см. рис. 32, б) ампула представляет
собой стеклянную трубку 7, внутренняя поверхность которой отшлифована
в виде бочкообразного тела вращения. Трубка заполнена легкоподвижной
жидкостью и содержит свободное пространство для пузырька
уровня.
Ампулы заключены в оправы 2,
имеющие регулировочные винты 3.
Для установки пузырька уровня
на крышке круглого уровня наносят
деления
в виде концентрических окружностей,
диаметры которых
различаются на 4 мм, а на наружной
поверхности трубки цилиндрического
уровня наносят деления
перпендикулярно к продольной оси
трубки, причем расстояние между
делениями составляет 2 мм.
По типу ампул цилиндрические
уровни подразделяют на простые,
компенсированные, конструкция ампул
которых позволяет уменьшить
влияние изменения температуры на
длину пузырька, камерные, ампулы
которых обеспечивают возможность
регулировать длину пузырька.
По использованию и назначению различают цилиндрические обычные
(односторонние) уровни; реверсивные уровни (со шкалами на двух
противоположных сторонах ампулы); контактные (цилиндрический
уровень с системой призм, позволяющих получить совмещенное изображение
концов его пузырька); накладные уровни — съемные уровни,
оправа которых имеет рабочие поверхности для установки на деталь
прибора; уровень Талькотта — цилиндрический уровень с элевационным
винтом, предназначенный для учета малых изменений наклона зрительной
трубы астрономического теодолита.
Основные характеристики уровней. Исследования уровней.
Основные параметры ампул уровней (цена деления, размеры, вид и
расположение шкал и т.д.) регламентированы ГОСТ 2386—73.
Компенсаторы. Самоустанавливающиеся компенсаторы в теодолитах.
Наводящие устройства.
Геодезические нивелиры. Классификация нивелиров.
В настоящее время применяют следующие методы нивелирования и соответственно
виды нивелиров: а) метод геометрического нивелирования
(нивелирование горизонтальным лучом); б) нивелирование наклонным
лучом; в) нивелирование с помощью луча лазера; г) барометрическое
нивелирование; д) гидростатическое нивелирование.
Основным, самым точным, является метод геометрического нивелирования.
В соответствии с ГОСТ 10528—76 нивелиры, предназначенные
для определения превышений методом геометрического нивелирования,
по точности разделяются на три группы:
а) высокоточные, тип Н-05 - для определения превышений со средней
квадратической ошибкой не более 0,5 мм на 1 км двойного хода
(нивелирование 1 и I I классов);
б) точные, тип Н-3 - для определения превышений со средней квадратической
ошибкой не более 3 мм на 1 км двойного хода (нивелирование