Тема № 15 Принцип измерения горизонтального угла.

Пусть нам необходимо измерить горизонтальный угол в т. В между точками А и С. Обычно точки лежат в разных уровнях. Горизонтальным углом будет угол а¹в¹с¹ образованный проекциями в¹а¹ и в¹с¹ на горизонтальную плоскость, проведенную в т. В.

Определение Горизонтальный угол есть мера двугранного угла между отвесными плоскостями P и P₁ проходящих через стороны ВА и ВС соответственно.

Рис. 20. Принцип измерения углов.

Горизонтальному углу будет равен любой другой угол, вершина которого находится в любой точке отвесного ребра Вb двугранного угла АВС, а стороны лежат в плоскости, параллельной Q.

Расположим горизонтально в точке b¹ градуированный круг, центр которого лежит на ребре Вb.

Определим на этом круге начало (нулевой отсчет) и подпишем по ходу часовой стрелки. Тогда угол определится как

Следовательно, для измерения горизонтального угла необходимо иметь горизонтальный градуированный круг, называемый лимбом, и подвижную (коллимационную) плоскость, вращающуюся вокруг отвесной оси ZZ¹ . Совмещая подвижную плоскость со сторонами двугранного угла, снимаем отсчеты по лимбу. Для точного измерения горизонтального угла необходимо выполнение следующих условий:

1. Плоскость лимба должна быть горизонтальна и неподвижна.

2. Центр лимба должен лежать на одной отвесной линии с вершиной угла.

3. Коллимационные плоскости должны быть вертикальны.

Эти условия решаются в приборе, который называется теодолит.

Тема № 16 Части геодезических приборов.

П.16.1. Цилиндрический уровень.

u¹

u

Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную ампулу, внутренняя поверхность которой, в вертикальном разрезе, имеет вид дуги большого радиуса (от 3.5 до 200 м). При изготовлении ампулу заполняют легкоподвижной жидкостью (эфир или спирт), нагревают и запаивают. После охлаждения внутри ампулы образуется небольшое пространство, заполненное парами жидкости, которое называется пузырьком уровня.

Рис. 22. Типы цилиндрических уровней: а – разрез уровня; б – вид сверху;

в – компенсированный; г – камерный.

На наружной поверхности ампулы наносятся деления через 2 мм. Средний штрих ампулы, т.е. наивысшее положение, принимается за нулевой и называется нуль-пунктом. Т.к. пары легче жидкости, то пузырек всегда стремится занять наивысшее положение. Если концы пузырька расположены симметрично относительно нуль - пункта, то говорят, что пузырек находится в нуль - пункте.

Определение Касательная uu¹ к внутренней поверхности уровня в нуль- пункте называется осью цилиндрического уровня.

Центральный угол, соответствующий одному делению ампулы называется ценой деления уровня. Сейчас выпускаются уровни с ценой деления от 1¹¹ до 2¹. Можно доказать, что когда пузырек находится в нуль- пункте, то ось уровня горизонтальна. И наоборот.

П.16.2. Зрительная труба.

Зрительная труба предназначена для увеличения разрешающей способности глаза и точного наведения прибора на предмет (точка местности, нивелирная рейка и т.п.).

Та часть зрительной трубы, в которую смотрим называется окуляр (1), противоположная – объектив (2).

W

В современных приборах применяются трубы с внутренней фокусировкой.

W¹

Рис. 23. Зрительная труба: продольный разрез.

Рис. 24. Сетка нитей зрительной трубы:

а – схема закрепления оправы сетки нитей;

б – сетка теодолитов Т5, Т15, Т30, Т60;

в – сетка теодолитов Т15М, Т30М.

Между окуляром и объективом ставится двояковогнутая линза, которая перемещается внутри трубы с помощью кремальеры (4). Изменение положения этой линзы меняет положение фокуса объектива, поэтому она называется фокусирующей (3). В окулярной части трубы находится стеклянная пластинка с нанесенными на нее взаимноперпендикулярными штрихами, которая называется сеткой нитей (5). Для более точного наведения используется двойной вертикальный штрих - биссектор. Точка пересечения линий называется перекрестие сетки нитей. Для наведения на резкость сетки нитей на окуляре есть специальное ребристое кольцо - окулярное колено.

Определение Визирной осью ww¹ называется прямая, проходящая через оптический центр объектива, перекрестие сетки нитей и глаз наблюдателя.

П.16.3. Угломерные круги.

Горизонтальный круг теодолита предназначен для измерения горизонтальных углов и состоит из лимба и алидады. Лимб разделен на 360 частей и каждый градус подписан. На алидаде находится приспособление, с помощью которого снимается отсчет. Вертикальный круг служит для измерения вертикальных углов (углов наклона)

Угломерные круги - это стеклянные кольца с нанесенными на них специальными приборами делениями. Расстояние между ближайшими делениями называется ценой деления.

Отсчетные приспособления делятся на три типа: верньерные, шкаловые и штриховые.

Рис. 25. Поле зрения отчетного микроскопа-оценщика теодолита Т30. Отчеты: по горизонтальному кругу , по вертикальному

Тема № 17 Устройство теодолита

В комплект теодолита входит теодолит в футляре, штатив и две вешки, которые представляют собой двухметровые полосатые палки, диаметром 20мм, покрашенные контрастными цветами.

Теодолит устанавливается на штатив с помощью станового винта. В нижней части находится треггер с тремя подъемными винтами для приведения оси вращения теодолита в вертикальное положение. Контролем вертикальности служит цилиндрический уровень. На треггере расположены закрепительный и наводящий (микрометренный) винты лимба для перемещения прибора в горизонтальном положении. Необходимо запомнить, что наводящие винты работают лишь тогда, когда закрепительнные винты закручены.

Рис. 26. Принципиальная схема теодолита.

Под цилиндрическим уровнем находится закрепительный винт лимба для перемещения прибора в горизонтальной плоскости. Рядом с ним находится наводящий винт алидады. Сверху расположен закрепительный винт зрительной трубы для перемещения зрительной трубы в вертикальной плоскости. Над наводящим винтом алидады находится наводящий винт зрительной трубы.

Рядом с окуляром зрительной трубы находится окуляр отсчетного приспособления. С помощью специальных призм изображения горизонтального и вертикального кругов снесены в поле зрения отсчетного приспособления, а с помощью светового пучка из окошечка, находящегося сбоку, можно их увидеть.

Отсчеты по кругам снимаются следующим образом.

Рис. 27. Поле зрения шкалового микроскопа микроскопа теодолитов. Отсчеты: а - по горизонтальному кругу , по вертикальному -; б - по горизонтальному кругу , по вертикальному -; в - по горизонтальному кругу , по вертикальному -; г - по горизонтальному кругу , по вертикальному -;

В зависимости от положения окуляра отсчетного приспособления относительно окуляра зрительной трубы различают два положения инструмента: круг лево КЛ и круг право КП.