§ 80. Устройство нивелиров

Нивелиры с уровнем при трубе. Из приборов данного типа рассмот­рим нивелиры Н-3 и Н-10, получившие широкое распространение в геодезической практике.

Точный нивелир Н-3 служит для нивелирования III и IV классов и используется также для производства технического нивелирования. Он состоит (рис. 97, а, б) из двух основных частей: верхней подвижной и нижней, представляющей собой подставку 3 с тремя подъемными винта­ми 2 и пружинящей пластиной 1. Через втулку пластины проходит стано­вой винт, с помощью которого нивелир закрепляется на штативе. Верх­няя часть нивелира состоит из зрительной трубы 7, с которой жестко связан контактный цилиндрический уровень 4 с ценой деления 15" и призменное устройство, передающее изображение концов пузырька уровня в поле зрения трубы; это позволяет одновременно наблюдать за рейкой и уровнем. Зрительная труба с внутренним фокусированием состоит из объектива 5 и окуляра 8; имеет увеличение 30,5^х, фокусиро­вание трубы осуществляется кремальерой 11 (см. рис. 96, б).

Для юстировки цилиндрического уровня в корпусе со стороны оку­ляра имеются четыре юстировочных (исправительных) винта, закры­тых крышкой. Для грубого наведения прибора на рейку на корпусе зрительной трубы имеется мушка 6; точное наведение осуществляется наводящим винтом 13 при зажатом положении закрепительного вин­та 12. Предварительную установку нивелира в рабочее положение про­водят по круглому уровню 9 путем вращения подъемных винтов. Точное приведение визирной оси трубы в горизонтальное положение выпол­няют с помощью элевационного винта 10, совмещая изображения кон­цов пузырька уровня.

Современная модификация точного нивелира 2Н-ЗЛ отличается от нивелира Н-3 наличием наводящего винта бесконечной наводки и лим­ба для измерения горизонтальных углов с точностью отсчитывания по нониусу 0,1°, зрительной трубой прямого изображения и рядом других технических новшеств.

Рис. 97. Нивелиры с уровнем при зрительной трубе: точный нивелир Н-3: а — вид слева; б — вид справа; технические нивелиры: в — Н-10Л; г — 2Н-10Л

Технический нивелир Н-10Л предназначен для технического нивели­рования. Он состоит (рис. 97, в) из вращающейся части со зрительной трубой 3 и неподвижной части с горизонтальным кругом 5, закрепляе-

14 Геодезия

мой на шаровой пяте штатива становым винтом. Зрительная труба с внутренним фокусированием, осуществляемым кремальерой 2, имеет увеличение 23^х. Со зрительной трубой жестко скреплен контактный ци­линдрический уровень 6 с ценой деления 45", изображение которого, как и у нивелира Н-3, передается в поле зрения трубы. Предварительная уста­новка нивелира выполняется по круглому уровню путем наклона прибора с помощью рукоятки станового винта. Точное совмещение изображения концов цилиндрического уровня осуществляется с помощью элевацион- ного винта 4. Нивелир не имеет обычных закрепительного (зажимного) и наводящего (микрометренного) винтов. Наведение на рейку выполняется вращением трубы от руки по мушке 1, укрепленной на корпусе зритель­ной трубы. Для измерения горизонтальных углов нивелир снабжен гори­зонтальным кругом с ценой деления лимба 1°; отсчеты берутся по индек­су, расположенному в окне алидады, с точностью 0,1°. Малая масса (1,0 кг), компактность и наличие горизонтального круга обеспечивают широкое применение нивелира в геодезических работах на строительных площад­ках, при изыскании трасс, а также при развитии высотного обоснования крупномасштабных топографических съемок.

У нивелира 2Н-10Л (рис. 97, г) основанием служит подставка с тремя подъемными винтами (вместо шаровой пяты нивелира Н-10Л).

Последняя модификация технического нивелира ЗН-5Л отличается более совершенной конструкцией, оптимальным расположением уров­ней и рукояток управления и более удобна в эксплуатации. Нивелир обеспечивает точность определения превышений не более 5 мм на 1 км двойного хода.

Нивелиры с компенсаторами В настоящее время в практике полу­чили широкое распространение нивелиры с компенсаторами (с само­устанавливающейся линией визирования). Впервые в мировой практи­ке нивелир с уровенным компенсатором П.Ю. Стодолкевича (НС-2) был разработан и изготовлен в 1945 г. в нашей стране. Использование ком­пенсаторов позволяет исключить трудоемкий процесс приведения пу­зырька цилиндрического уровня в нуль-пункт, что повышает произво­дительность труда при нивелировании примерно на 60%.

Точный нивелир Н-ЗК (рис. 98, а) сконструирован на базе нивелира НС-4 (НСЗ) и относится к нивелирам с самоустанавливающейся лини­ей визирования. Приближенное горизонтирование нивелира осуществ­ляется по круглому уровню 1 с помощью подъемных винтов, имеющих укрупненный шаг резьбы. Для юстировки линии визирования (при поверке основного геометрического условия) в оправе сетки нитей имеются два юстировочных винта, позволяющие перемещать сетку нитей в вертикальном направлении. При грубом наведении на рейку зрительная труба достаточно легко поворачивается рукой и фиксиру­ется в нужном положении без зажимного винта. Точное наведение трубы осуществляется вращением одной из двух головок 2 бесконечно­го наводящего винта. Закрепительного винта нивелир не имеет. Фоку­сирование зрительной трубы осуществляется кремальерой 3.

Увеличение зрительной трубы составляет 30^х. Труба нивелира пери­скопическая, поэтому высота прибора должна измеряться относитель­но оптического центра объектива.

Рис. 98. Нивелиры с компенсаторами: точный нивелир Н-ЗК: а — общий вид; б — оптическая схема компенсатора; технический нивелир Н-10КЛ: в — общий вид; г — оптическая схема компенсатора

Нивелир снабжен призменным компенсатором оптико-механиче- ского типа, который обеспечивает автоматическую установку линии визирования в горизонтальное положение с точностью 0,5" при углах наклона оси зрительной трубы в пределах ±15'. Оптическая схема при­бора приведена на рис. 98, б. Между объективом 1 с фокусирующей линзой 3 и сеткой нитей 5 с окуляром 6 размещены подвешенная на скрещивающихся стальных нитях 8 призма 7 (чувствительный элемент компенсатора) и скрепленная с корпусом зрительной трубы 2 призма 4. Нити подвески скрещиваются в центре тяжести 9. Гашение колебаний подвесного устройства компенсатора обеспечивается воздушным демп­фером 10 поршневого типа. Геометрические параметры оптической схемы зрительной трубы подобраны таким образом, что при наклоне трубы на некоторый угол произойдет его компенсация, т. е. визирный луч вновь займет горизонтальное положение.

Нивелир 2Н-ЗКЛ имеет горизонтальный круг; его компенсатор ра­ботает при углах наклона оси вращения прибора в пределах ± 25', точ­ность установки визирной оси в горизонтальное положение 0,2".

Нивелир ЗН-2КЛ последней модификации может быть оснащен насадкой НОМ (оптическим микрометром), что позволяет повысить точность определения превышений до 1 мм на 1 км двойного хода.

ш шшштнмшп

Технический нивелир Н-10КЛ (рис. 98, в) — прибор с самоустанав­ливающейся линией визирования. Зрительная труба нивелира 1—4 пря- 14*

мого изображения вместе с компенсатором и другими оптическими деталями заключена в термоизоляционный кожух. Нивелир имеет го­ризонтальный круг 3 с ценой деления лимба 1°; точность отсчета по индексу составляет 0,1°.

Нивелир не имеет наводящего винта, зрительную трубу наводят на рейку вращением верхней части прибора рукой. Предварительная уста­новка нивелира осуществляется подъемными винтами по круглому уровню 5 с ценой деления 10'. Для исправления положения визирной оси имеются юстировочные винты сетки нитей.

Призменный компенсатор нивелира обеспечивает установку визир­ной оси в горизонтальное положение при наклоне подставки в пределах ±20' с точностью до 1". Оптическая схема зрительной трубы нивелира приведена на рис. 98, г. Луч света через объектив 6 попадает на отражаю­щие грани большой пентапризмы 7, изменяя его направление на 90°, после чего поступает на чувствительный элемент 11 компенсатора маят­никового типа. Претерпев в призме 7 двукратное отражение, луч попа­дает в малую пентапризму 8, которая, изменив его направление еще раз на 90°, направляет в систему линз окуляра 9, 10. Пентапризмы укрепле­ны неподвижно, прямоугольная призма, заключенная в подвижную раму, подвешена на двух подшипниках. Фокусировка зрительной тру­бы осуществляется перемещением призмы 8 в вертикальной плоскости с помощью кремальеры 2.

Модифицированная модель нивелира 2Н-10КЛ отличается наличи­ем в его конструкции ряда технических новшеств: литой кожух умень­шенных габаритов, бесконечная передача наводящего винта, арретир и кнопкотолкатель компенсатора, визир на кожухе, увеличенный шаг подъемных винтов и др. Это позволило повысить точность определения превышений этим нивелиром до 5 мм на 1 км двойного хода.