щели, прорезанной в непрозрачной пластине, предметный диоптр имеет вид тонкой нити, натянутой в более широкой щели такой же пластины.

Штативы. Геодезические приборы при измерениях, как правило закрепляют на штативе, изготовленном из немагнитных материалов. Геодезический штатив – это тренога с металлической головкой и металлическими наконечниками на нижней части ножек. Штатив может быть деревянным или полностью металлическим. По конструкции штативы подразделяют на раздвижные (ШР) и нераздвижные (НР). Обозначение ШР-120 показывает, что у штатива можно регулировать длину ножек, а длина стороны треугольной головки равна 120 мм. В горных выработках применяются специальные штативы консольного и других видов, которые можно закреплять в стенках выработок и на проходческой крепи (см. § 8.4).

4.2. ТИПЫ ТЕОДОЛИТОВ

Теодолиты можно разделить на три конструктивные группы.

1.Теодолиты с металлическими угломерными кругами (механические теодолиты) в настоящее время не выпускают.

2.Оптическими традиционно называют теодолиты со стеклянными угломерными кругами и призменно-линзовыми отсчетными микроскопами; все измерительные действия производит наблюдатель.

3.Частично автоматизированные теодолиты, к ним относятся кодовые. В кодовых теодолитах на угломерные круги нанесены штриховые кодовые дорожки и применена фотоэлектрическая регистрация отсчетов при измерении углов. Результаты измерений выдаются на дисплей прибора либо в числовой форме, либо в кодовой, и записываются на магнитный носитель информации для последующей компьютерной обработки.

Классификация теодолитов по точности. Оптические теодолиты российского производства по точности разделены на 3 класса: высокоточные (Т1), точные (Т2, Т5) и технические (Т15, Т30). В обозначении теодо-

114

лита цифрами указана средняя квадратическая погрешность измерения угла (в секундах) одним приемом в благоприятных условиях. Основные технические характеристики оптических теодолитов, выпускаемых в России, приведены в таблице 4.1. Эти сведения используются и при выборе теодолитов других зарубежных фирм.

Требования к точности теодолитов, применяемых в маркшейдерскогеодезических работах, определяются допусками к погрешностям конкретного вида измерений. Для съемочных работ используют технические теодолиты, специальные работы выполняют точными и высокоточными теодолитами. Освоение работы с техническими теодолитами представляет базу овладения техникой применения теодолитов иных типов в различных маркшейдерско-геодезических задачах.

Таблица 4.1 – Основные технические характеристики оптических теодолитов

Конструктивные особенности теодолитов. В высокоточных, точ-

ных и некоторых типах технических теодолитов на алидаде вертикального круга устанавливается контактный уровень (см. рис. 4.7, а) для повышения точности измерения вертикальных углов. Но вместо уровня может применяться маятниковый компенсатор для автоматического устранения погрешностей, возникающих при малых наклонах прибора в процессе измерения вертикальных углов. В шифр теодолитов с компенсатором добавляется буква К, например, 2Т5К.

115

В шифре усовершенствованных теодолитов первой цифрой обозначают порядковый номер модификации прибора, например, 2Т2, 2Т5К, 2ТЗОП (теодолиты “второго поколения”). Буква П обозначает наличие зрительной трубы прямого изображения. Теодолит 4Т30П – прибор “четвертого поколения”.

Теодолиты ТЗОМ, 2Т30М, 2Т30МЭ рудничного (маркшейдерского) исполнения предназначены для работы в подземных выработках и на земной поверхности. В них заложена возможность измерения углов, как в обычном, так и в перевернутом положении прибора, при котором его подставку закрепляют на обделке (крепи) горной выработки. В таком положении центрирование теодолита над пунктом производится с помощью нитяного отвеса относительно осевой метки на зрительной трубе. При слабой внешней освещенности отсчетная система прибора подсвечивается встроенным осветителем, который включается специальной кнопкой. Теодолит 2Т30МЭ (рис. 4.12) оснащен дополнительной зрительной трубой, которая установлена эксцентрично относительно вертикальной оси прибора и применяется для маркшейдерских съемок в крутопадающих выработках.

1 – центральная зрительная труба; 2 – кремальера; 3 – закрепительный винт вертикального круга; 4 – эксцентренная зрительная труба; 5 – диопры; 6 – уровень; 7 - закрепительный винт прибора в подставке; 8 – закрепительный винт горизонтального круга; 9 – наводящий винт горизонтального круга

Рисунок 4.12 – Теодолит 2Т30МЭ

116

Определение длины отсчетной шкалы. В теодолитах со шкаловы-

ми микроскопами (см. рис. 4.8, б, в) видимая длина шкалы должна равняться длине дуги между двумя соседними штрихами лимба. Допускается несовпадение до 0,1 наименьшего деления шкалы. Теодолит юстируют в мастерской.

Рабочие положения теодолита. Во время измерений теодолит должен быть горизонтирован при помощи цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга. Различают два рабочих положения теодолита по отношению к наблюдателю: 1) вертикальный круг находится слева от окуляра зрительной трубы (обозначение “круг лево” или КЛ) и 2) – справа (обозначение “круг право” или КП). Положение теодолита КЛ меняют на положение КП (или наоборот) поворотом зрительной трубы через зенит, при этом верхнюю часть прибора поворачивают вокруг вертикальной оси на 180° окуляром к наблюдателю.

Основные поверки всех типов оптических теодолитов

В исправном теодолите его главные геометрические оси, рассмотренные в § 4.1 и показанные на рис. 4.11, б, должны быть взаимно сопряжены с высокой точностью. Рассмотренные ниже основные поверки оптических теодолитов выполняются в полевых условиях. В зависимости от конструктивных особенностей прибора выполняются и дополнительные поверки. При выполнении каждой поверки теодолит заново горизонтируют.

1. Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита, т.е. UU1 ┴ ZZ1

(см. рис. 4.2 и рис. 4.11, б). Поворотом верхней части теодолита ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга устанавливают параллельно двум любым подъемным винтам подставки 1 и 2 (рис. 4.13, а). Вращая их в противоположные стороны, пузырек уровня приводят в нуль-пункт. Затем верхнюю часть теодолита поворачивают на 90°, закреп-

118

ляют и вращением подъемного винта 3 (рис. 4.13, б) пузырек вновь приводят в нуль-пункт. Оставив круг закрепленным, верхнюю часть теодолита поворачивают на 180° (рис. 4.13, в). Если пузырек остался в нуль-пункте (допустимо отклонение до 0,3 – 0,5 деления ампулы), то условие поверки соблюдено.

а – параллельно подъемным винтам 1 и 2; б – на 90°; в – на 180°

Рисунок 4.13 – Повороты цилиндрического уровня при его поверке и юстировке

При значительном смещении пузырька уровень юстируют: действуя подъемным винтом 3 подставки пузырек смещают к нуль-пункту на половину его отклонения. Затем пузырек приводят к нуль-пункту, действуя юстировочными винтами уровня 1 и 2 (см. рис. 4.6.). После этого поверку повторяют.

2. Вертикальный штрих визирной сетки должен быть перпендикулярен оси вращения трубы, т.е. к ТТ1 (см. рис. 4.2 и рис. 4.11, б). Визируют зрительной трубой на четко видимую точку и совмещают с ней изображение вертикального штриха сетки, наводящим винтом поворачивают трубу в вертикальной плоскости (вокруг оси ТТ1). В исправном теодолите изображение точки перемещается вдоль вертикального штриха и оси двойного штриха (биссектора). Если изображение точки смещается в сторону более чем на 1/3 ширины биссектора, то положение сетки следует исправить. Для этого отвинчивают защитный колпачок, ослабляют винты, которые скрепляют окулярную часть с торцом трубы, и разворачивают сетку, визируя на нить отвеса, подвешенного в 5 – 10 м от прибора. После закрепления ослабленных винтов проверяют результат юстировки.

119

3. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы, т.е. WO ┴ ТТ1 (см. рис. 4.2 и рис. 4.11, б). В исправ-

ном теодолите при вращении зрительной трубы вокруг оси ТТ1 визирная ось WO описывает плоскость, называемую коллимационной. Если визирная сетка установлена с боковым смещением, (рис. 4.14, а), то визирная ось отклоняется от перпендикуляра к оси Т1Т1 на угол с, который называется

коллимационной погрешностью.

При поверке в положении теодолита КЛ (или КП) визируют концом вертикального штриха сетки на четко видимую точку А, удаленную на 100200 м в приблизительно горизонтальном направлении. Берут отсчет ал по горизонтальному кругу (см. рис. 4.14, а). Оставив горизонтальный круг неподвижным, аналогично визируют на ту же точку в положении теодолита КП и берут отсчет по горизонтальному кругу ап (рис. 4.14, б). В исправном теодолите разность отсчетов не должна отличаться от 180° больше, чем на двойную коллимационную погрешность 2с = 2t, где t – точность отсчетного устройства ( ал – ап ± 180° ≤ 2сдоп = 2t). В теодолитах типа Т30 – 4Т30П t = 0,5', поэтому 2сдоп = 1'.

аб

ОО

сс

WЛ WП

Рисунок 4.14 – Поверка положения визирной оси

120

Для устранения недопустимой коллимационной погрешности сначала вычисляют среднее из отсчетов ал и ап

а = (ал + ап ± 180°) / 2,

затем алидаду устанавливают на отсчет а, диафрагму с визирной сеткой перемещают ее боковыми юстировочными винтами до совмещения вертикального штриха сетки с изображением точки А. Результат юстировки проверяют повторной поверкой.

4. Ось вращении зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита, т.е. ТТ1 ┴ ZZ1 (см. рис. 4.2 и рис. 4.11, б). Для поверки теодолит устанавливают в 8 – 15 м от вертикальной стены здания (рис. 4.15) и приводят в рабочее положение по уровню, закрепляют горизонтальный круг.

N

◦ ◦ ◦

n1 n n2

Рисунок 4.15 – Поверка положения оси вращения трубы

В перпендикулярном к стене направлении зрительной трубой визируют на какую-либо четкую легко опознаваемую точку N под углом наклона 45–50°. Зрительную трубу переводят в горизонтальное положение и на стене по команде наблюдателя помощник отмечает точку n1 – проекцию вертикального штриха сетки. Затем при втором положении вертикального круга находят вторую проекцию n2 точки N. Видимое через трубу расстояние n1n2 не должно превышать 1/3 ширины биссектора. Исправляют положение оси вращения трубы теодолита в мастерской.

121