6.7. Похибки поділок кругів теодоліта

Штрихи поділок на лімбах нарізують автоматичною ділильною ма­шиною, у якій є станина, ретельно виготовлений круг і механізм різця. Лімб теодоліта встановлюється на крузі машини, точно центрується; при обертанні круга разом з лімбом автоматично нарізуються штрихи.

Похибки поділок лімба (або похибки в напрямках його діаметрів) у сучасних високоточних теодолітах досягають 1-1,5" або в лінійній мірі не перевищують 0,5 мікрона.

У всіх теодолітах, за допомогою яких вимірюють кути в тріангуляції 1-го і 2-го класів, досліджуються похибки діаметрів горизонтального круга через 1°.

Є ряд способів дослідження похибки поділок лімба (наприклад способи, запропоновані О.Шрейбером, Г.Брунеєм, І. Ю. Праніс-Праневичем і С. В. Єлісєєвим та ін.).

В основу всіх цих способів покладено вимірювання постійного кута с кількома прийомами т=360°/с°. Кожний прийом починається з того діаметра, на якому було закінчено попередній прийом. У цьому разі на середнє значення кута с не впливають похибки поділок лімба.

Похибки в поділках лімба досліджують за способом С.В.Єлісєєва, шляхом вимірювання кутів с між двома коліматорами; це повторюють після очищення поділок або після капітального ремонту інструмента. Постійні кути с беруть у 36°, 45° і 60°; їх вимірюють окремими сері­ями, які називаються розетами. В інструкціях з тріангуляцією є про­грама вимірювання постійних кутів с і описано обробку результатів вимірювань, запропоновану професором С.В.Єлісєєвим.

Короткоперіодичні похибки в поділках лімба. Крім систематичних похибок поділок лімба, які виражаються для лімба в цілому рядом Фур'є, є ще помилки, що періодично повторюються через певне неве­лике число штрихів. Вони виникають у зв'язку з неточно виготовлени­ми окремими частинами ділильної машини, наприклад шестернями секторів, які здійснюють короткий цикл роботи. Порядок роботи шестерні повторюється безперервно, тому повторюються й похибки. Вони можуть бути досить значними, і тому на них доводиться зважати. Щоб їх виявити, вимірюють інтервали між суміжними внутрішньоградусними штрихами лімба на різних його частинах. Під похибкою інтервала між штрихами на лімбі розуміють різницю між його номінальною і справжньою величинами. Наприклад, для мікроскопа А короткоперіодичну похибку обчислюють за формулою

де (a - b)₀ - середнє значення (b- а) в даному градусному секторі.

Щоб зменшити вплив цих похибок на результати кутових вимірю­вань, при переході від одного прийома до іншого лімб переставляють не лише на кут ; а й на одну поділку лімба.

Взагалі методику сучасних кутових вимірювань складено так, щоб на результати польових вимірювань якнайменше впливали похибки поділок лімба, короткоперіодичні похибки поділок та ін.

Перед тим як виїхати на польові роботи з кутових вимірювань, спостерігач повинен перевірити:

1) правильність роботи мікрометрів;

2) ексцентриситет горизонтального круга;

3) правильність обертання алідадної частини (ексцентриситета алідади);

4) правильність обертання труби навколо горизонтальної осі;

5) постійність колімації головної труби;

6) систематичність похибок вимірювання кутів, пов'язаних з люфтом піднімальних гвинтів і зміщенням круга (для оптичних теодолітів);

7. рен мікроскоп-мікрометрів або оптичних мікрометрів.

Усі ці дослідження детально описано в інструкції з тріангуляції. Після цього виконуються пробні вимірювання горизонтальних і вертикальних кутів.

Класифікація теодолітів. Випускаються шість основних типів теодолітів: Т-1, Т-2, Т-5, Т-15, Т-30 і Т-60. Цифра шифру коло букви Т (теодо­літ) означає помилку вимірювання горизонтального кута в секундах одним прийомом, одержану з вимірювань 12 прийомами.

За точністю вимірювань теодоліти поділяють на високоточні (Т-1) -з похибкою менш як 1,5^" точні (Т-2, Т-5) - з похибкою від 1,5 до 10", технічні (Т-15, Т-30, Т-60) - з похибкою більш як 10".

За фізичною природою розрізняють теодоліти механічні, оптичні та електронні. У механічних теодолітах лімби металеві, відлікові при­строї: мікроскоп-мікрометри, шкалові мікроскопи, верн’єри. В оптич­них теодолітах лімб виготовлено з оптичного скла, відлікові при­строї - оптичні мікрометри. Робоча міра електронних теодолітів задається електротехнічними елементами - ємністю, індуктивністю, ре­зисторами або датчиками типу „кут - код - цифра". Інформація зчитується автоматично з реєстрацією на перфострічку, магнітну стрічку або візуально з цифрового табло. Замість циліндричних рівнів на оп­тичних і електрон-них теодолітах встановлюють компенсатори при верти-кальному крузі.

За конструкцією зорових труб теодоліти є з прямим (земним) і оберненим (астрономічним) зображеннями.

Високоточний оптичний теодоліт Т-1 використовують для кутових вимірювань в тріангуляції і полігонометрії 1-го і 2-го класів. Точний оптичний теодоліт Т-2 призначений для кутових вимірювань в тріангуляції і полігонометрії 3-го і 4-го класів, а точний оптичний теодоліт Т-5 - у тріангуляції й полігонометрії 1-го й 2-го розрядів.

У геодезичному виробництві все ще застосовують теодоліти ОТ-02, ОТ-02М, а також кутомірний високоточний комплект КВК, виготовле­ний ЕОМЗ МІІГАІК у 1977 р. на основі теодоліта ОТ-02М (ним користуються в тріангуляції й полігонометрії 2-го класу і в прикладній геодезії).

У посібнику наведено характеристику теодолітів ТТ-2"/6" і Т-05. Перший високоточний теодоліт - ТТ-2"/6" тривалий час застосовували на виробництві, а коли побудували тріангуляцію 1-го класу, ним переста­ли користуватися. Проте в наукових дослідженнях його й тепер засто­совують для високоточних вимірювань кутів. Теодоліт Т-05 - високо­точний оптичний теодоліт з перевірочною трубою (ним користуються ще на всіх геодинамічних полігонах).

У посібнику дуже коротко описано високоточні й точні сучасні теодоліти та їх дослідження. Детальну їхню характеристику подано в курсі „Приладознавство", який вив-чають студенти геодезичного профілю і який передує курсу „Вища геодезія".