визирную ось зрительной трубы в горизонтальном положении, П – со зрительной трубой прямого изображения.

Высокоточным нивелиром является Н-05. При визировании на расстояния до 50 м от нивелира до рейки погрешность визирования составляет 0,1 – 0,3 мм. Цена деления цилиндрического уровня на 2 мм равна 10". Цена деления шкалы оптического микрометра 0,05 мм.

К специальным нивелирам повышенной точности относятся нивелиры Н-1 и Н-2. Нивелиры Н-2 Уральского оптико-механического завода (УОМЗ) снабжаются микрометренной насадкой, что позволяет повысить точность нивелирования до 1 мм на 1 км двойного хода.

К точным нивелирам относят нивелиры Н-3. С помощью нивелира Н-3 выполняют нивелирование в сетях III и IV классов.

Н-10 – технический нивелир.

§ 48. Устройство нивелира

Нивелир с уровнем при зрительной трубе (рис. 5.16) состоит, из подстав-ки 3 с тремя подъемными винтами 4, с помощью которых совместно с круглым уровнем 5 нивелир устанавливают в рабочее положение, наводящего и зажимного устройств, элевационного винта 8, при вращении которого зрительная труба 1 может в небольших пределах поворачиваться в вертикальной плоскости в шарнире 6.

3Н-3КЛ (УОМЗ)

3Н-5Л (УОМЗ)

Рис. 5.16. Устройство нивелира

Зрительная труба 1 и цилиндрический уровень 2 жестко скреплены друг с другом. При юстировке положения оси Б-Б уровня эта ось может на небольшие углы поворачиваться относительно оси зрительной трубы в шарнире 7 при вращении в ту или другую сторону юстировочного винта 9, расположенного в хвостовике уровня.

125

Фокусирование изображения предмета производится кремальерой 11, при вращении которой перемещается отрицательный компонент объектива зрительной трубы (фокусирующая линза). Четкое изображение сетки нитей получают вращением окулярного колена 10.

Вполе зрения трубы нивелира выведены специальной оптической системой противоположные концы пузырька цилиндрического уровня (устройство контактного уровня см. в § 46).

Нивелиры с компенсаторами не имеют цилиндрического уровня при зрительной трубе, а содержат только установочный (круглый или цилиндрический) уровень, находящийся на корпусе прибора. Приведение визирной оси нивелира в рабочее положение производится автоматически при приведении в рабочее положение установочного уровня. Принципиальная схема компенсатора маятникового типа нивелира Н-10К приведена на рис. 5.17. Для примера на этом же рисунке показана схема нивелира 2Н-10Л с цилиндрическим контактным уровнем при зрительной трубе.

Внивелире 2Н-10Л установка визирной оси в горизонтальное положение осуществляется с помощью контактного цилиндрического уровня, оптическая система которого передает изображение концов пузырька в плоскость сетки нитей.

Рис. 5.17. Устройство нивелира с компенсатором. Нивелир 2Н-10Л (а). Нивелир Н-10КЛ (б)

126

Втаком же по классу точности нивелире Н-10КЛ отсутствует фокусирующая линза, а ее функцию выполняет прямоугольная призма компенсатора, свободно подвешенная на жестких нитях в опорах качения (маятниковый компенсатор). Фокусирование осуществляется перемещением этой призмы по направляющим в вертикальном направлении. В этом случае изменяется длина хода оптических лучей в оптической системе нивелира, в результате чего изображение предмета накладывается на плоскость сетки нитей, где нанесены штрихи.

Над призмой установлен неподвижно блок из двух пентапризм (большой

ималой пентапризм), которые создают вместе с прямоугольной призмой ломаный ход лучей от объектива к сетке нитей и окуляру. Изображение получается прямым (земная зрительная труба).

Нивелиры с компенсаторами значительно облегчают работу при измерениях, поскольку при их использовании отпадает необходимость в приведении визирной оси в горизонтальное положение самим наблюдателем. Одним их недостатков нивелиров с компенсаторами является сложность работ в условиях вибрации почвы (грунта) от работы механизмов, либо от проходящего рядом транспорта.

§49. Нивелирные рейки

Вкомплект нивелира входят две нивелирные рейки, представляющие собой (рис. 5.18) бруски или жесткие металлические профилированные полосы с нанесенными на них делениями (обычно сантиметровыми или пятимиллиметровыми). Для точного и технического нивелирования используют деревянные рейки РН-3 и РН-10 с сантиметровыми делениями, нанесенными с двух сторон, каждая из которых окрашена в свой цвет (черная и красная шкалы). Буква С в обозначении рейки говорит о том, что рейка складная. Для точного нивелирования используют не складные, а цельные (с односторонней или двухсторонней шкалами). Высокоточное нивелирование выполняют только с использованием специальных реек типа РН-05 с инварной полосой, на которую нанесены две смещенные шкалы с делениями 5 мм. Инварная полоса имеет устройство для натяжения силой 20 кг. Длина любого интервала шкал такой рейки нанесена с погрешностью не более 0,05 мм. Рейка снабжена круглым уровнем с ценой деления 10', служащим для установки рейки в вертикальное положение.

Инвар – это сплав железа и никеля, имеющий весьма малый коэффициент линейного расширения в большом диапазоне температур окружающего воздуха.

Рейки для точного и высокоточного нивелирования могут иметь различную длину, от 1,5 до 4,0 м, что позволяет расширить возможности их использования в различных условиях, в том числе и при работе внутри помещений при проведении специальных инженерно-геодезических работ.

Концы реек окованы металическими пластинами, чем обеспечивается защита пятки реек от повреждений и сохранность начального отсчета.

127

На черной стороне рейки, используемой для технического или точного нивелирования, нулевой отсчет совпадает с ее пяткой. Наименьшее деление другой шкалы всегда больше наибольшего деления черной шкалы. Тем

самым невозможно перепутать черный и красный отсчеты). Например, для реек длиной 3 м наименьший красный отсчет равен 4787 мм (4,787 м). Красные шкалы двух комплектных реек смещены друг относительно друга на 100 мм, например 4787 и 4687. Это позволяет контролировать работу наблюдателя на станции.

Контроль работы на станции часто обеспечивают и другим способом. Для точного нивелирования, например, изготавливают цельную рейку, деления красной стороны которой больше основных делений на 10%. Одному

сантиметру деления черной шкалы соответствует деление 1,1 см красной. Таким образом, превышения, получающиеся по красным шкалам комплектных реек, должны в 1,1 раза отличаться от превышений, полученных по черным шкалам.

При высокоточных и точных измерениях в горных условиях разработаны нивелирные рейки с термодатчиками, установленными на внутренней стороне инварной полосы (4 термодатчика).

Для выполнения привязок к стенным маркам, а также при работе в стесненных условиях используют подвесные инварные рейки длиной 1,2 м.

Для работы в шахтах, тоннелях, а также в условиях слабой освещенности шкалы реек

Рис. 5.18. Нивелирные рейки выполняют светоотражающими. При этом шкалы могут освещаться как со стороны наблюдателя, так и непосредственно речником.

§ 50. Установка нивелира в рабочее положение

Установка нивелира в рабочее положение заключается в установке для наблюдений зрительной трубы и горизонтировании прибора.

Так же, как и для зрительных труб теодолита, установка для наблюдения зрительных труб нивелиров заключается в получении четкого изображения

128