24. Сущность и способы геометрического нивелирования.

См. выше.

25.Устройство и классификация нивелиров. Назначение основных частей.

Все нивелиры по точности делятся на три основные группы

1. Высокоточные – Н-05 (для определения превышений с ошибкой не более 0,5 мм на 1км двойного хода).

2. Точные – Н-З (для определения превышений с ошибкой не более 3мм на 1км двойного хода).

3. Технические – Н-10 (для определения превышений с ошибкой не более 10мм на 1км двойного хода).

В этих обозначениях Н - от слова «нивелир».

По конструкции нивелиры подразделяются на две группы:

1. Нивелиры с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе.

2. Нивелиры с компенсатором углов наклона (с индексом К, например, Н-ЗК ).

Часть моделей нивелиров Н-З и Н-10 выпускается с лимбами, которые служат для измерения горизонтальных углов (например, нивелиры Н-3Л, Н-10КЛ). Последующие модификации базовых моделей имеют перед буквой Н цифру 2 или 3, например 2Н-10Л.

НИВЕЛИРЫ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ УРОВНЕМ

Основными частями таких нивелиров являются: 1 - подставка с тремя подъемными винтами 12 (она служит в качестве основания прибора); 2 - элевационный винт (служит для приведения в нуль-пункт пузырька цилиндрического уровня 4 ); 3 - окуляр; 5 – кремальера; 6 - визир (для наведения на рейку «от руки»); 7 – объектив; 8 - закрепительный и 9 - наводящий винты зрительной трубы; 10 - круглый уровень (служит для приведения нивелира в рабочее положение с помощью подъемных винтов 12 ); 11 – исправительный винт круглого уровня ( 3 шт.).

У нивелира Н-3 цилиндрический уровень контактный, изображения концов пузырька которого видны в левой части поля зрения трубы, что достигается специальной призменной системой.

Отсчет по рейке 1683

Нивелир Н-3: внешний вид (а), поле зрения трубы с изображением рейки с обратной (б) и прямой (в) оцифровкой шкалы

Нивелирные рейки применяются деревянные с сантиметровыми шашечными делениями. На нивелируемых точках рейки устанавливают вертикально. Связующие точки нивелирного хода закрепляют колышками, башмаками или костылями. Отсчет по рейке берется по средней нити сетки с точностью до 1мм. Перед каждым отсчетом пузырек цилиндрического уровня 4 приводят в нуль-пункт («в контакт») с помощью элевационного винта 2.

26. Проверки нивелира. Порядок юстировки.

Выполнить поверки нивелира значит - проверить соблюде-ние идеальной геометрической схемы прибора. Основное тре-бование, которое должен удовлетворять нивелир - это параллельность оси UU цилин-дрического уровня 4 и визирной оси VV зрительной трубы.

Другие требования (параллельность оси U₁U₁ круглого уровня 10 и оси вращения прибора ОО, а также перпендикулярность средней нити mm сетки и оси ОО ) носят второстепенный характер и служат для удобства пользования нивелиром.

Cетка нитей

m

V V

1-я поверка - ось круглого уровня U₁U₁ должна быть параллельна оси вращения прибора ОО (U₁U₁ // ОО ).Это необходимо для того, чтобы, после приведения пузырька круглого уровня 10 в нуль-пункт, ось ОО заняла отвесное положение. Поверку выполняют так:

Вначале подъемными вин-тами I, II и III приводят пузырек круглого уровня 10 в нуль-пункт. Затем поворачи-вают трубу (поворачивается вместе с ней и круглый уровень 10) на 180°.

Если пузырек остался в нуль-пункте, то условие поверки вы-полнено. Если пузырек сошел с нуль-пункта, то его перемещают по направлению к нуль-пункту на половину схода d/2 с помощью исправительных винтов 11 уровня. Поверку и юстировку повторяют до тех пор, пока пузырек не остается в нуль-пункте при любой ориентации зрительной трубы.

Приведя нивелир в рабочее положение, визируют на рейку, установленную в 50-70м от при-бора. Берут отсчеты по рейке а_Л и а_П, помещая ее изображение с помощью наводящего винта 9 в левую - правую части поля зрения трубы. Условие поверки выполнено, если а_Л = а_П . В противном слу-чае оправу сетки необходимо развернуть так, чтобы отсчет по сред-ней нити был равен: а = (а_Л + а_П):2.

2-я поверка - средняя нить mm сетки должна быть перпендикулярна оси вращения OO (mm  OO). Иными словами, если нивелир находится в рабочем положении (т.е. OO вертикальна ), то средняя нить сетки mm должна быть горизонтальна.

Эту поверку можно выполнить путем наведения вертикальной нити сетки на нить свободно висящего отвеса. Они должны совпадать.

3-я поверка (основная) - ось UU цилиндрического уровня 4 должна быть параллельна визирной оси VV зрительной трубы (UU // VV). Этим обеспечивается принцип геометрического нивелирования: при положении пузырька цилиндрического уровня 4 в нуль-пункте его ось UU горизонтальна. И если она параллельна VV , то VV также будет горизонтальна.

Поверка выполняется методом двойного нивелирования «вперед» двух точек. На местности на расстоянии 50-70м друг от друга закрепляют колышками две точки А и В. В точке А устанавливают нивелир так, чтобы окуляр располагался примерно над ней и приводят прибор в рабочее положение. Измеряют высоту инструмента i₁ и берут отсчет b по рейке, установленной на точке В (при этом пузырек цилиндрического уровня необходимо привести в нуль-пункт с помощью элевационного винта 2).

Затем нивелир устанавливают в точке В, приводят в рабочее положение, измеряют высоту инструмента i₂ и берут отсчет а по рейке, установленной в точке А. Оставив нивелир в точке В, проверяют, выполняется ли условие поверки.

Так, если UU не параллельна VV, то вместо правильных от-счетов а₀ и b₀ будут взяты неправильные отсчеты а и b, содержащие одну и ту же ошибку х. Выразим в обоих случаях значение пре-вышения h между точками: h=i₁ – b₀ = i₁ – (b – x), h=a₀ - i₂=(a – x) - i₂ ,

но поскольку эти равенства одинаковы, то приравняв их между собой, имеем i₁–(b–x)=(a– x)-i₂ ,отсюда 2x=a+b–i₁–i₂, следовательно:

. Величина x не должна превышать ±4 мм. Если x получился больше (по модулю), то производят юстировку (регулировку):

ЮСТИРОВКА

1. Для второй станции (поскольку нивелир остался в точке В) вычисляют правильный отсчет а₀ = а – x с учетом знака x.

2. Наводят зрительную трубу на рейку в точке А и элевационным винтом 2 устанавливают среднюю нить сетки mm на правильный отсчет а₀. При этом визирная ось трубы VV займет горионтальное положение, но пузырек цилиндрического уровня 4 сместится с нуль-пункта.

3. Исправительными винтами уровня 4 пузырек возвращают в нуль-пункт. Теперь UU и VV горизонтальны, - значит параллельны.

Рейка цельная

Костыль

Башмак

Рейка с инварной полосой

Рейка складная

При нивелировании применяются рейки РН-05, РН-З и РН-10 (здесь РН обозначает - рейка нивелирная).

Рейка РН-05 длиной 3м и 1,2м с инварной полосой, на которой нанесены две штриховые шкалы, предназначена для высокоточного нивелирования.

Рейка РН-3 длиной 1,5м, 3м и 4м (3-метровые рейки могут быть цельные или складные, 4-метровые – складные) используется для точного нивелирования.

Рейка РН-10 длиной 4м складная, предназначена для технического нивелирования.

На рейках РН-З и РН-10 на одной стороне нанесены сантиметровые шашечные деления черным цветом, на другой стороне - красным. Нуль делений черной стороны совпадает с опорной плоскостью пятки рейки, на красной стороне с плоскостью пятки совпадает отсчет 4687 или 4787 мм.

Для обозначения дополнительных характеристик реек применяются индексы: С - складная, П - прямая оцифровка шкал. Например, РН-10-ПС-4000 - рейка нивелирная с прямой оцифровкой, складная, длиной 4000 мм.