Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Geodeziya_1_chastina_26-09-2011

.pdf
Скачиваний:
98
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
10.12 Mб
Скачать

151

Яскравість зображення або ступінь освітленості характеризується кількістю світла, отримане оком в одну секунду, на кожний квадратний міліметр видимого зображення. Відносна яскравість зображення І, яка визначається відношенням яскравості зображення при спостереженні неозброєним оком Ео і з допомогою зорової труби Е1, може бути знайдена з виразу

 

Е1

 

 

2

 

І

 

DВХ

,

 

 

 

 

Е0

 

 

 

Гd ГЛ

 

де τ – коефіцієнт перепуску системи, яка враховує втрати світлового потоку на відбиття при переломленні променів на полірованих поверхнях і поглинання при їх проходженні через оптичні деталі; Dвх – діаметр вхідного отвору об’єктива; dгл діаметр зіниці ока.

Для спостережень (особливо в підземних гірських виробках в умовах слабкої освітленості) вигідно застосовувати труби з більшим діаметром вхідного отвору і невеликим збільшенням. Однак збільшення діаметра вхідного отвору об’єктива веде до збільшення впливу хроматичної аберації, а зменшення збільшення – до зниження роздільної здатності труби і точності візування.

Застосування просвітленої оптики в сучасних геодезичних приладах зводить до мінімуму втрати яскравості зображення при проходженні променів через оптичну систему труби.

7.2.5. Рівні

Рівні служать для приведення осей і плоскостей геодезичних приладів у горизонтальне або вертикальне положення. В точних приладах за допомогою накладних рівнів мають незначні (порядку декількох секунд) кути нахилу осей. Рівні застосовуються також у вигляді самостійних приладів при монтажі технологічного обладнання і в буді-

152

вельній справі. За формою розрізняють циліндричні й круглі (сферичні) рівні.

Циліндричний рівень. Циліндричний рівень (рис. 52, а) являє собою скляну трубку (ампулу), внутрішня поверхня якої у вертикальному повздовжньому перерізі має вигляд дуги АВ кола радіусом від 3,5 до 200 м. При виготовленні рівня ампулу заповнюють легкорухомою рідиною (сірчаним ефіром або спиртом), нагрівають і запаюють. Після охолодження в середині ампули створюється невеликий простір, заповнений парами рідини, який називається бульбашкою рівня. Для захисту від пошкоджень ампула розміщується у металевій оправі, заповненої гіпсом. Юстування рівня, тобто його встановлення на приладі в потрібному положенні, виконується виправними гвинтами.

На зовнішній поверхні ампули наносяться поділки через 2 мм (рис. 52, а). Середній штрих 0 шкали вважається нульовим і називається нуль-пунктом рівня. Дотична ии до дуги АВ внутрішньої поверхні рівня в нуль пункті називається віссю рівня. Якщо бульбашка рівня знаходиться в нуль пункті, то вісь рівня горизонтальна. При нахилі осі рівня його бульбашка зміщується. Центральний кут, який відповідає одній поділці ампули, називається ціною поділки рівня μ. Отже, за допомогою рівня можна вимірювати невеликі кути нахилу ліній, пов’язаних із його віссю. Якщо бульбашка відхиляється від нуль-пункта на п поділок, то кут нахилу осі рівня до горизонту v = пμ.

Рис. 52. Циліндричний рівень

153

У геодезичних приладах використовують циліндричні рівні з ціною поділки від 1до 2'. Ціна поділки залежить від радіуса внутрішньої поверхні ампули рівня і служить мірою чутливості рівня, тобто здатності його бульбашки швидко і точно займати найвище положення. Крім того, чутливість рівня залежить від якості шліфування внутрішньої поверхні ампули, властивостей заповненої рідини, її температури і довжини бульбашки рівня (довга бульбашка володіє більшою чутливістю, ніж коротка).

Нормальна довжина бульбашки рівня становить 0,3 – 0,4 довжини ампули при температурі +20°. Для збереження довжини бульбашки при зміні температури використовують компенсовані рівні (рис. 52, б) або рівні із запасною камерою – камерні рівні (рис. 52, в). Принцип будови компенсованої ампули ґрунтується на скороченні об’єму заповнювача шляхом розташування в ампулі скляної трубки 1 із запаяними кінцями. Запасна камера 2 камерного рівня відокремлюється від робочої скляної перегородкою з отвором знизу. Нахиляючи рівень, можна переміщувати частину парів заповнювача з однієї камери в іншу і тим самим регулювати довжину бульбашки. На деяких приладах встановлюють реверсні (обертні) рівні, які дозволяють спостерігати бульбашку при перевертанні рівня на 180°.

Для підвищення точності встановлення бульбашки в нуль-пункті використовують контактні рівні. В таких рівнях зображення кінців бульбашки за допомогою приземної системи передається в поле зору труби (рис. 52, г). Несуміщене положення кінців бульбашки рівня відповідає похилому положенню осі циліндричного рівня. При суміщених зображеннях кінців бульбашки рівня вісь рівня встановлюється горизонтально. Досвід показує, що точність контактного рівня звичайно в 3-4 рази вище точності циліндричного рівня.

154

Круглий рівень. Круглий рівень (рис. 53) являє собою циліндричний резервуар 1 зі скляною кришкою 3, внутрішня сторона якої є частиною сферичної поверхні, певного радіуса. Резервуар заповнений сірчаним ефіром або спиртом і розташований у металевій оправі 2, прикріпленій до приладу трьома гвинтами.

Рис. 53. Круглий рівень:

а – загальний вигляд; б – розріз; в – вигляд з верху

На зовнішній частині скляної кришки вигравіювано декілька кіл із загальним центром О, який є нуль-пунктом круглого рівня. Радіус внутрішньої сферичної поверхні кришки, яка проходить через нуль-пункт, називається віссю круглого рівня. Якщо бульбашка круглого рівня знаходиться в нуль-пункті, тобто розташована концентрично з колами, то його вісь займає вискове положення.

Круглі рівні відрізняються простою конструкцією і зручністю в роботі, але менш чутливі, ніж циліндричні. Звичайно ціна поділки круглого рівня складає 5' і більше. Тому круглі рівні використовуються для попереднього приведення осей приладів у вискове положення, а також у випадках, коли не потрібна велика точність при установці приладу.

7.2.6. Вертикальний круг теодоліта

Вертикальний круг служить для вимірювання вертикальних кутів нахилу і зенітних відстаней.

155

Вертикальний круг теодоліта складається з лімбу і алідади. Лімб вертикального круга жорстко закріплений на осі обертання зорової труби і обертається разом з нею. При цьому нульовий діаметр лімба повинен бути паралельним візирної вісі труби. Алідада вертикального круга при обертанні труби залишається нерухомою.

На алідаді вертикального круга закріплений циліндричний рівень, призначений для приведення ліній нулів (відлікових індексів) алідади при вимірюванні кутів нахилу в горизонтальне положення. З цією ціллю перед зняттям відліків по вертикальному бульбашка рівня повинна бути приведена до нуль-пункту за допомогою навідного гвинта алідади.

Рівень закріплюється на алідаді так, щоби його вісь U2

– U2 була паралельна лінії нулів (нульовому діаметрові) алідади ОО (рис. 54, а). При дотриманні цієї умови після встановлення на лімбі нульового відліку і приведенні бульбашки рівня до нуль-пункта візирна вісь зорової труби буде горизонтальна.

Удеяких оптичних теодолітів (Т5К, Т15К) рівень при алідаді вертикального круга замінює спеціальна оптична система – компенсатор, який автоматично встановлює вказівник оптичного мікроскопа (індекс шкали) в необхідне положення.

Усучасних теодолітах використовуються дві основні

системи цифрування вертикальних кругів: 1) азимутальна (кругова), при який поділки круга підписані від 0 до 360° за рухом годинникової стрілки (теодоліт Т5) або проти руху годинникової стрілки (теодоліт Т30); 2) секторна, при який вертикальний круг розмічений на чотири сектори, з яких два діаметрально протилежних сектори мають плюсове цифрування, а два інших – мінусове (2Т30, Т15, 2Т5, Т10В

іін.). Ця система надписів більш зручна, оскільки відліки

156

градусів однакові по обидва боки вертикального круга, що спрощує обчислення кутів нахилу.

Кут нахилу являє собою різницю двох напрямків у вертикальній площині. Один із напрямків повинен відповідати горизонтальному положенню візирної осі зорової труби. У випадку збігу нульових діаметрів лімба і алідади (відлікового пристрою) при горизонтальному положенні візирної осі труби і осі циліндричного рівня відлік по вертикальному кругу повинен дорівнювати нулю. Тоді відлік по вертикальному кругу при візуванні на спостережувану ціль дає значення кута нахилу v. Але на практиці при горизонтальному положенні візирної осі труби VV і осі циліндричного рівня U2U2 відлік по вертикальному кругу може дорівнювати не нулю, а деякий величіні, яка називається місцем нуля МО (рис. 54, б). Як видно з цього рисунка, величина МО являє собою кут, зумовлений непаралельністю нульового діаметра алідади ОО й осі циліндричного рівня, тобто лінії горизонту. Отже, місцем нуля МО вертикального круга називається відлік по вертикальному кругу при горизонтальному положенні візирної осі труби й осі циліндричного рівня.

Рис. 54. Вертикальний круг

157

Якщо місце нуля заздалегідь невідоме, то кут нахилу v і МО можна визначити за результатами двох відліків, отриманих при візуванні на спостережувану ціль при двох положеннях зорової труби: «круг право» (КП) і «круг ліво» (КЛ). При цьому вид формул, за якими обчислюють значення v і МО, залежить від системи цифрування лімбу вертикального круга.

1. При азимутальному цифруванні лімба вертикального круга за рухом годинникової стрілки, тобто теодоліта Т5 (рис. 26, в).

Як видно з цього рисунка, при візуванні на точку М при двох положеннях труби (КЛ і КП) кут нахилу можна визначити з відліків по вертикальному кругу і значення МО.

При «крузі ліво» v = 360° – КЛ + МО або v = МО – КЛ; при «крузі право» v = КП – МО.

Розв’язуючи ці рівняння відносно v і МО, отримаємо

v КП КЛ ; 2

МО КП КЛ . 2

Слід мати на увазі, що ці формули правдиві у тому випадку, якщо відліки беруться по стороні лімба, найближчого до окуляра. Якщо ж при КП і КЛ відліки здійснюється по одній стороні лімба, то відліки при КЛ збільшуються на 180°, тоді значення МО і кута нахилу v визначається за формулами

МО КП (КЛ 1800 ) ; 2

v КП (КЛ 1800 ) ; 2

v МО (КЛ 1800 ) КП МО.

Для теодолітів із круговим цифруванням вертикального круга проти руху годинникової стрілки (теодоліт Т30) зна-

158

чення МО і кутів нахилу можуть бути обчислені за формулами

МО КЛ КП 1800 ; 2

v КЛ (КП 1800 ) ; 2

vКЛ МО МО (КП 1800 ).

2.При секторному цифруванні лімбу вертикального круга від нуля в обидва боки – по ходу і проти ходу годинникової стрілки, тобто для теодолітів 2Т30, Т15, 2Т5 і ін.

Для вказаних теодолітів обчислення МО і кутів нахилу можна виконати за такими формулами

МО КП КЛ ; 2

v КЛ КП ; 2

v КЛ МО МО КП .

Отже, особливістю вимірювання кутів нахилу є необхідність визначення місця нуля вертикального круга.

8. Перевірки і юстування теодоліта

Перед початком вимірювань теодоліт необхідно ретельно оглянути і перевірити, оскільки навіть прилади, які випускаються серійно, мають свої особливості. Насамперед здійснюють перевірку і регулювання його механічних деталей, беручи до уваги стан і роботу всіх гвинтів приладу: підйомних, затискних і навідних гвинтів лімба і алідади, навідного гвинта рівня вертикального круга, виправних (юстувальних) гвинтів рівнів, колонок, сітки ниток і т. ін. Обертання лімба і алідади повинно бути плавним, без заїдань і коливань. Горизонтальний і вертикальний кутомірні круги не повинні мати механічних ушкоджень. Зображення поділок шкал і сітки ниток повинні бути чіткими. Зорова

159

труба повинна бути врівноваженою і мати вільне обертання. Наявність пилу і бруду на оптичних деталях приладу не допускається. Після зовнішнього огляду теодоліта виконують його перевірку і юстування.

Відповідно до принципу вимірювання горизонтального кута конструкція теодоліта повинна задовольняти такі геометричні вимоги (рис. 14):

1.Вісь циліндричного рівня U1U1 повинна бути перпендикулярна до осі обертання теодоліта ZZ.

2.Візирна вісь зорової труби VV має бути перпендикулярною до горизонтальної осі теодоліта (осі обертання труби) НН.

3.Горизонтальна вісь теодоліта НН повинна бути перпендикулярною до осі обертання теодоліта ZZ.

Дії, які мають за мету встановити дотримання поставлених до конструкції приладу геометричних вимог, називаються перевірками. Для забезпечення виконання порушених умов здійснюють юстування (регулювання) приладу. Розглянемо основні перевірки і юстування теодолітів.

1.Перевірка циліндричного рівня.

Умова перевірки: Ось циліндричного рівня повинна бути перпендикулярна вертикальної осі обертання теодоліта.

Виконання цієї умови дозволяє за допомогою рівня встановлювати вісь обертання теодоліта у вискове положення, а отже, площину лімба – в горизонтальне положення.

Перевірка виконується так. Встановлюємо рівень за напрямком двох підйомних гвинтів, і одночасно обертаючи їх приводимо бульбашку рівня до нуль пункта. Повертаємо теодоліт на 180° і якщо бульбашка рівня відхилилася від нуль пункта не більше ніж на одну поділку, то умова вважається виконаною. В іншому випадку необхідно виправити положення циліндричного рівня. Для цього бульбашку рівня зміщуємо до нуль-пункту на половину недопустимо-

160

го відхилення підйомними гвинтами підставки, а на половину – виправними гвинтами рівня. Після цього перевірку виконуємо наново. Перевірка виконується до того часу, поки умова не буде виконаною.

2. Перевірка сітки ниток

Умова перевірки: Вертикальна нитка сітки ниток повинна знаходитись в колімаційній площині.

Дану перевірку можна виконати двома способами. Перший спосіб: за допомогою нитки виска.

Для цього необхідно навести вертикальну нитку сітки ниток зорової труби на нитку виска, розташованого на віддалі 10-15 м від теодоліта. Якщо нитки збігаються, то умова вважається виконаною. В іншому випадку необхідно виправити положення сітки ниток за допомогою виправних гвинтів.

Другий спосіб: за допомогою віддаленої добре видимої точки.

Для цього наводять вертикальну нитку сітки ниток зорової труби на віддалену добре видиму точку, після цього пересуваючи трубу у вертикальній площині за допомогою навідного гвинта, спостерігають за положенням точки відносно вертикальної нитки сітки ниток. Якщо точка не виходить за межі нитки, то умова виконана. В іншому випадку виправляємо положення сітки ниток за допомогою виправних гвинтів сітки.

3. Перевірка положення колімаційної площини

Умова перевірки: візирна вісь зорової труби повинна бути перпендикулярною осі обертання труби (колімаційна похибка труби повинна бути близькою до нуля).

Зведення колімаційної похибки (с) до мінімуму необ-

хідно тому, що коливання величин

КЛ – КП ± 180° = 2с secα + 2і tgα,

при інших рівних умовах буде тим менше, чим ближче до нуля величина с. Тому коливання різниці КЛ – КП ± 180°

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]