7.2.3. Випробування, перевірки і юстирування теодолітів

Експлуатація будь-якого технічного пристрою, у тому числі і теодоліта, вимагає проведення регулярних заходів, пов'язаних з підтримкою цього пристрою (теодоліта) в заданих технічними умовами експлуатації параметрах. Стосовно експлуатації теодолітів цими заходами являються випробування, перевірки і юстирування.

Випробування теодоліта. Під випробуванням теодоліта (приймальні перевірки) розуміється якісна оцінка його стану, яка дозволяє судити про те, в якій мірі окремі частини задовольняють своєму призначенню.

Випробування нижньої частини теодоліта полягає в перевірці стійкості і жорсткості трегера і плавності обертання підйомних гвинтів. Цю операцію краще всього робити, встановивши теодоліт на стовпі. Після встановки теодоліта приводять його в робоче положення, ретельно закріплюють алідаду, а зорову трубу наводять на різко обкреслений предмет місцевості (у лабораторних умовах на марку). Потім, взявшись руками за трегер і одночасно спостерігаючи в зорову трубу, легким зусиллям намагаються його змістити в горизонтальній і вертикальній площинах. Якщо після кожної спроби змістити теодоліт зображення повертається на перехрестя сітки ниток, то мають місце пружні деформації і трегер має достатню стійкість; інакше підйомні гвинти вимагають регулювання.

При випробуванні середньої частини перевіряється: плавність обертання алідадної частини, а також закріпних і навідних гвинтів, відсутність (чи наявність) торкань горизонтального круга при його повороті, збереження виправних гвинтів і циліндричного рівня при алідаді горизонтального круга, а також оптичного схилу.

Під час проведення випробувань верхньої частини перевіряється: плавність обертання зорової труби навколо горизонтальної осі, якість зображення штрихів відлікового пристрою, збереження рівня (компенсатора) при вертикальному крузі, якість виготовлення зорової труби (наявність подряпин на об'єктиві, бульбашок повітря в склі, плавність ходу фокусуючої лінзи).

Перевірки теодоліта виявляють дотримання певних геометричних умов в розташуванні його основних осей, що забезпечують точні і надійні виміри горизонтальних і вертикальних кутів.

Зображення основних осей теодоліта представлене на мал. 12, де прийняті наступні позначення:

VV - вісь обертання алідади (інструменту);

KK - площина горизонтального круга;

LL - вісь циліндричного рівня при алідаді;

HH - вісь обертання труби;

CC - візирна вісь зорової труби;

K1K1 - площина вертикального круга;

LL - вісь рівня при алідаді вертикального круга.

Мал. 12. Розташування основних осей теодоліта

У кожному з досліджуваних теодолітів повинні виконуватися наступні геометричні умови.

1). KK VV;

2). VV LL;

3). HH VV;

4). CC HH;

5). K1K1 HH;

6). L1L1 VV.

Виконання умов 1,5 гарантується заводом - виготувачом . Умова 6 повинне бути виконано при вимірі зенітних відстаней або кутів нахилу. Перевірка умови 3 виконується перед початком польових робіт. Умови 2, 4 вимагають щоденної перевірки.

Основними необхідними перевірками є:

перевірка рівня при алідаді ГК;

установка по рівню осі обертання алідаді в прямовисне положення;

перевірка установки осі обертання труби в горизонті;

перевірка перпендикулярності візирної осі труби до осі її обертання.

При вимірі зенітних відстаней або кутів нахилу додатково виконується перевірка місця зеніту або місця нуля.

Розглянемо методику виконання вказаних перевірок і їх виправлення детальніше.

Перевірка рівня робиться на установках алідаді, відмінних один від одного на 180°. При приведенні бульбашки рівня в нуль-пункт, співпадаючого з напрямом 2-х підйомних гвинтів, і повороті алідаді на 180°, його відхилення не повинне перевищувати 2-х ділень. Виправлення полягає в переміщенні бульбашки рівня в нуль-пункт на половину його зміщення юстировочним гвинтом рівня і на половину зміщення, що залишилася, - підйомним гвинтом.

Установка осі обертання алідади в прямовисне положення робиться за допомогою трьох підйомних гвинтів по повіреному рівню шляхом послідовного його приведення в нуль-пункт по напряму двох підйомних гвинтів і перпендикулярно розташованого до них третього підйомного гвинта. Після виконання цієї перевірки відхилення бульбашки рівня від нуль-пункту при обертанні алідади на 360° не повинне перевищувати 2-х ділень. Недотримання цієї вимоги не виключається методикою робіт, і тому, при вимірах треба стежити за положенням бульбашки рівня при алідади.

Виконання умови перпендикулярності осі обертання труби до осі обертання інструменту визначається допустимою величиною кута відхилення осі обертання труби від горизонту. Виконання цієї геометричної умови зазвичай гарантується заводом-виготівником. Вказана перевірка в лабораторних умовах виконується за наявності спеціально виготовленого устаткування, наприклад призми з підставкою, за методикою, викладеною у відповідному керівництві [6], зазвичай перед початком польових робіт. У разі перевищення допустимого значення i > 5" юстирування горизонтальної осі досліджуваного теодоліта слід робити в майстерні.

Перевірка умови перпендикулярності візирної осі до осі обертання труби виконується при двох положеннях ГК спостереженням мети, близько розташованої до горизонту шляхом введення її у биссектор сітки ниток (мал. 13).

Значення подвійної колімаційної помилки, що виникає при невиконанні цієї геометричної умови, визначається по наступній формулі

2С = КЛ - КП ±180°. (1)

Її величина не повинна перевищувати 20″S[2]. Виконання цієї умови забезпечує допустиме зміщення перехрестя сітки ниток з оптичної осі при спостереженні різновіддалених предметів, що не позначається на результатах спостережень.

Виправлення колімаційної помилки для теодолітів типу УВК робиться в наступній послідовності:

обчислюється правильний відлік ;

барабаном оптичного мікрометра цей відлік (число хвилин і секунд) встановлюється за його шкалою;

мікрометренним гвинтом алідади поєднуються штрихи основних шкал, що розійшлися, відповідно до правильного відліку;

биссектор сітки ниток, що змістився, наводять на візирну мету за допомогою юстировочних гвинтів.

Для визначення висот (відміток) пунктів над рівнем моря і взаємного положення об'єктів на поверхні землі вимірюють перевищення між визначуваними і пунктами з відомими висотами (початковими пунктами). При використанні технічних і точних теодолітів перевищення обчислюються по виміряних кутах нахилу і відстанях. При використанні високоточних і точних теодолітів (типу Т2) вимірюються зенітні відстані. Виконання умови L1 L1 _VV (див. мал. 12) забезпечується виведенням бульбашки рівня при алідаді вертикального круга в нуль-пункт при вимірі кутів нахилу або зенітних відстаней.

У зв'язку з цим перед початком вимірів в одних теодолітах робиться перевірка місця нуля (МО), в інших - місця зеніту (МZ).

Місце нуля - це відлік по вертикальному кругу при горизонтальному положенні зорової труби і виведеній в нуль-пункт бульбашці рівня при алідаді ВК.

Місце зеніту - це відлік по вертикальному кругу при вертикальному положенні зорової труби і виведеному в нуль-пункт рівні при алідаді ВК.

Рис. 14 наведення на візирну ціль

Величини МО і МZ залежать від взаємного розташування осі рівня і нуль-пункту алідади вертикального круга. Однією з головних вимог при вимірі кута нахилу і зенітної відстані є забезпечення постійності значень МО і МZ.

Для зручності обчислень і уникнення грубих помилок при вимірах намагаються довести значення МО і МZ до величин, близьких до нуля.

В якості прикладу можна привести методику визначення і виправлення місця зеніту для теодоліта типу УВК.

Теодоліт наводиться в робоче положення. Горизонтальна нитка сітки ниток наводиться на верх візирної мети (див. мал. 14) і, після виведення бульбашки рівня при алідаді ВК в нуль-пункт, беруть відліки по ВК при двох положеннях круга.

Місце зеніту MZ і зенітна відстань Z визначається по наступних формулах

МZ = КЛ + КП - 180° (2)

Z = КП - КЛ + 90° (3)

Зменшення величини МZ робиться в наступній послідовності:

обчислюється правильний відлік КП - _МZ;

на шкалі оптичного мікрометра встановлюється значення числа хвилин і секунд з цього відліку;

микрометренним гвинтом рівня поєднуються штрихи основних шкал, що розійшлися, відповідно до правильного відліку;

бульбашка рівня виводиться в нуль-пункт юстировочним гвинтом.

Визначення і виправлення величини МО або МZ для різних типів теодолітів аналогічно викладеній вище методиці. Проте через особливості облаштування вертикальних кругів різних теодолітів для обчислення їх значень, а також для обчислення кутів нахилу і зенітних відстаней використовуються відповідні формули, приведені нижче :

2Т30: ; . (4)

Т15, Т15К, 2Т5: ; . (5)

Т5: ; . (6)

Т2, 2Т2: ;

. (7)

Т05,Т1:

. (8)

Між кутами нахилу і зенітними відстанями існує наступне співвідношення.

(9)

Для виправлення МО знаходиться правильний відлік, рівний КЛ - МО. Потім, діючи микрометреним гвинтом рівня при алідаді ВК (у теодолітах Т15, Т5, Т1, Т05) або мікрометреним гвинтом ВК в теодоліті Т30, встановлюємо цей відлік за шкалою мікрометра.

У теодолітах Т15, Т5, Т1, Т05 бульбашку рівня, що змістилася, повертаємо в нуль-пункт його юстувальними гвинтами. У теодоліті Т30 середню нитку сітки ниток, що змістилася, переміщаємо на верх візирної мети юстувальними гвинтами.