Сборка и юстировка угломерных приборов с поворотными визирами

В угломерных приборах типа теодолита или кинотеодолита, имеющих перевод визирной трубы через зенит, в процессе их изготовления, сборки и юстировки могут возникнуть следующие ошибки, влияющие на изме­рение вертикальных и горизонтальных углов: наклон вертикальной оси вращения прибора; коллимационная ошибка и наклон горизонтальной оси поворота трубы от­носительно вертикальной оси вращения прибора.

Наклон вертикальной оси угломерного прибора воз­никает вследствие неточной юстировки уровней, устанав­ливаемых на поворотных частях прибора, относительно вертикальной оси вращения, а в приборах, не имеющих уровней — из-за дефектов поверхности базовой площадки, по которой с помощью накладного уровня выверяют при­бор. Чувствительность уровня должна быть больше точ­ности самого прибора.

Предположим, что вертикальная ось прибора наклонена относительно отвеса на угол т (рис. 3, а). Котировоч­ными винтами на корпусе уровня ось ампулы приводят в горизонтальное положение, выводя пузырек на середину.

Рис. 3. Схема юстировки вертикальной оси теодолитов

Если повернуть алидаду горизонтального лимба вокруг вертикальной оси на 180°, то пузырек уровня сместится на угол 2т, равный двойной величине наклона вертикальной оси прибора, причем смещение пузырька уровня будет происходить в сторону, противоположную наклону вер­тикальной оси прибора: при наклоне оси влево пузырек смещается вправо (рис. 3, б).

Определив направление и величину наклона вертикаль­ной оси (по цене деления уровня), устраняют эту ошибку методом половинных поправок и последовательного исклю­чения. При этом половину ошибки устраняют наклоном оси прибора с помощью установочных винтов треножника, а вторую часть смещения пузырька устраняют юстировочными винтами уровня. Затем определяют правильность юстировки прибора, повторяя указанные операции уста­новки алидады.

Устранив ошибку наклона вертикальной оси в одной плоскости, поворачивают контролируемый прибор на 90^° и проверяют вертикальность оси алидады в перпендикулярном направлении. При необходимости выполняют опе­рацию юстировки.

Если на проверяемом приборе имеются базовые пло­щадки под уровни, то они должны занимать горизонтальное положение при вертикально установленной оси вращения алидады. Ошибку положения площадок устраняют шабрением базовых поверхностей, контролируя их по уровням, и наклоном оси при помощи установочных винтов треножника прибора.

Наклон вертикальной оси прибора вызывает наклон плоскости горизонтального лимба и наклон горизонтальной оси вращения визирной трубы. Если визирную ось прибора навести на произвольную точку под углом i к горизонтальной плоскости и под углом φ к плоскости начального меридиана, то в приборе появятся уводы от вертикали и от горизонта. Ошибки в отсчете вертикального и горизонтального углов, обусловленные этими уводами, рассчитывают по формулам:

∆j_т = т cos (φ — φ_т);

∆φ_т = m tg i sin (φ — φ_т),

где φ_т — угол в горизонтальной плоскости, относительно которого имеется наклон вертикальной оси;

т — угол наклона вертикальной оси.

Коллимационная, или инструментальная ошибка тео­долитов обусловлена неперпендикулярностью визирной оси трубы или кинокамеры к горизонтальной оси вращения вертикального лимба, связанного со зрительной трубой или киносъемочной камерой. При наличии кол­лимационной ошибки визирная ось трубы (камеры) при повороте относительно горизонтальной оси вертикального лимба опишет не плоскость, а коническую поверхность. Плоскость траектории визирной оси на сфере, представ­ляющей собой окружность, будет удалена от начального меридиана на угол k.

Если через горизонтальную точку траектории визирной оси провести линию отвеса, то по величине смещения ви­зирной оси от линии отвеса можно определить величину увода δ_ki. визирной оси трубы от отвеса в зависимости от угла места i. Установлено, что коллимационная ошибка k существенно влияет на точность определения только горизонтальных углов. Ошибками при измерениях вертикальных углов из-за их малой величины пренебре­гают.

Влияние коллимационной ошибки k на точность изме­рения горизонтальных углов выражается следующей фор­мулой:

∆φ_k = (1-sec i)

где ∆φ_k — ошибка горизонтального угла;

k - коллимационная ошибка;

i – места.

Неперпендикулярностъ горизонтальной оси вращения визирной трубы (кинокамеры) относительно вертикальной оси теодолита (кинотеодолита) также приводит к ошибке отсчета.

Если визирная ось АС трубы (рис. 4, а) перпендику­лярна горизонтальной оси вращения МН, но наклонена к вертикальной оси на угол а, то при вращении трубы вокруг горизонтальной оси ее визирная ось опишет на­клонную плоскость. Траектория визирной оси трубы изо­бразится в виде дуги ABC большого круга (рис. 4, б) и будет пересекаться с начальным меридианом на оси х.

Как видно из рис. 4, б, при визировании в точку В истинными углами наведения будут горизонтальный угол φ_а и вертикальный i. Следовательно, ошибка α не­перпендикулярности горизонтальной оси вращения угло­мерного прибора относительно его вертикальной оси вно­сит погрешность ∆φ_α в определение горизонтальных на­правлений:

∆φ_α = a tg i

Рис. 4. К определению ошибки неперпендику­лярности осей теодолита

Ошибка неперпендикулярности осей вращения в не­которых приборах может достигать 20".

Лекция 12