5.3.1 Оптично-механічні компенсатори нахилу

. Схема компенсатора нівеліра Н3К-1

а) вертикальна вісь приладу прямовисна,

б) прилад нахилений на кут γ,

1 - рухоме дзеркало,

2 - нерухоме дзеркало

Дзеркало 1 підвішене на чотирьох металевих нитках, з яких на рис. показано дві - АД і ВС.

Дзеркало 2 прикріплене до корпусу труби.

Коли труба нівеліра горизонтальна (рис. а), площини дзеркал 1 і 2 паралельні між собою і нахилені до горизонту на кути 45°. Відрізки променя: МN - горизонтальний, NE - прямовисний, а ЕС, що проходить через горизонтальну нитку сітки ниток, також горизонтальний. Конструктивно a=b/2 .

Коли нівелір нахилити на кут γ (рис. б), дзеркало 2 повернеться на кут γ сітка ниток підніметься і відрізок ЕС також нахилиться на кут γ. Дзеркало 1 повернеться на кут γ/2 (оскільки a=b/2). Кут між ним та променем МN становить 45° - γ/2.

Відбитий від дзеркала промінь повернеться на подвійний кут його повороту, тобто на кут у.

Внаслідок чого, хоч положення сітки ниток змінилося, та відлік по рейці не зміниться незважаючи на нахил нівеліра.

Звичайно нитки підвішування виготовляють із тонких стрічок з берилію або легованої сталі прямокутного перерізу, наприклад, завширшки 0,5 мм, а завтовшки 0,03 мм.

Часто у самовстанівних нівелірах застосовують оптично-механічні компенсатори, в яких підвішеними елементами є призма або призми відбиття.

У нівелірах Н3К на нитках. що перехрещуються, підвішена призма.

У нівелірах 3Н3-КЛ коливання призми компенсатора гальмуються магніто-індуктивним демпфером.

Рухома призма може висіти й на жорсткому маятнику, як в Нівелірі Ni-007 (Carl Zeiss Jena). Власне компенсатором є прямокутна призма, підвішена як маятник.

У нівелірі 2Н10КЛ (СРСР) призмовий компенсатор виконує одночасно функції фокусувального компонента. Компенсатор цього нівеліра містить дві склеєні між собою і закріплені нерухомо у корпусі приладу пентапризми і рухому прямокутну призму, яка встановлена у рамці, підвішеній на двох шарикопідшипниках.

Основою деяких призмових компенсаторів слугує астатичний маятник, який являє собою встановлену вертикально пружну платівку (плоску пружину). її нижній кінець закріплено у корпусі нівеліра, а на верхньому кінці встановлена призма, що слугує тягарем. Компенсатор на основі астатичного маятника використано, наприклад, в нівелірі NA-2 (Wild).

Призми та дзеркала як рухомі та нерухомі оптичні деталі найчастіше використовують у компенсаторах сучасних геодезичних приладів. Проте такі самі функції виконують і інші деталі, наприклад, лінзи і оптичні клини. Зокрема, нівелір НСМ-2 (СРСР) обладнаний лінзовим компенсатором. У нахиленому нівелірі горизонтальний промінь заломлюється двома лінзами -рухомою та нерухомою, і потрапляє на зміщену у результаті нахилу горизонтальну нитку сітки ниток.

5.3.2 Дослідження компенсаторів нахилу

Мета польових досліджень компенсаторів нахилу встановити:

• діапазон дії компенсатора;

• чутливість компенсатора;

• похибку компенсації кутів нахилу.

Діапазон дії компенсатора - це максимальний номінальний кут нахилу вертикальної осі приладу, який не збільшує нормовану для цього типу компенсатора похибку самовстановлення лінії візування.

Технічні дані нівелірів з компенсаторами

Характеристика компенсатора	Норма для типів нівелірів
	Н-05К	зн-зкл	Н-10КЛ
Діапазон дії компенсатора, мінути, не менше	±8	±15	±20
Похибка самовстановлення лінії візування, секунди, не більше	0,2	0,5	1,0
Систематична похибка дії компенсатора на 1 мінуту нахилу осі нівеліра, секунди, не більше	0,05	0,3	0,5
Час згасання коливань системи підвішування, секунди часу, не більше	2	2	2

У лабораторних умовах технічні характеристики компенсатора визначають на екзаменаторі.

Лабораторна робота

У польових умовах похибки компенсації кутів нахилу визначають порівнянням виміряного перевищення між двома точками за однаковими нахилами на один і той же кут осі обертання нівеліра. Для нівелірів, призначених для нівелювання І і II класу (високоточні прилади), дослідження виконують, коли віддалі між рейками становлять 10, 50 і 100 м. Для нівелірів, призначених для нівелювання III і IV класу (точні прилади) віддаль між рейками 100 і 200 м. Положення бульбашки встанівного сферичного рівня нівеліра за згаданих кутах нахилу показано у таблиці.

Нахили нівеліра для визначення похибки компенсації кутів нахилу

Таблиця

Примітка в пункті 3 див. обє'ктив донизу.

Нівелір встановлюють у створі двох рейок посередині між ними так, щоб один з підіймальних гвинтів також був у створі рейок. Нівелір приводять у робочий стан, встановивши бульбашку рівня у нуль-пункт (пол. 1 табл.), і вимірюють перевищення між точками встановлення рейок. Поздовжні нахили нівеліра (положення бульбашки 2 і З табл.), задають підіймальним гвинтом, що розташований у створі рейок, а поперечні нахили (положення бульбашки 4 і 5 табл.) двома іншими підіймальними гвинтами. Вимірювання виконують у 5 прийомів, змінюючи висоту приладу.

Перевищення, які визначені під час нахилу нівеліра (положення бульбашки 2, 3,4 і 5 табл.), не повинні відрізнятися від перевищень, які визначені під час розташування бульбашки рівня у нуль-пункті (положення бульбашки № 1 табл.) для приладів, призначених для нівелювання різної точності на такі значення;

І класу - 0,5 мм, ІІ класу - 1,0 мм, ІП класу - 3,0 мм, IV класу - 5,0 мм.

Якщо ці відхилення більші від вказаних, прилад необхідно від'юстувати у спеціалізованій майстерні.