metodichka

81

обеспечивается сохранение схемы, приведенной на рис. 44. Все теодолиты имеют подставки с тремя подъемными винтами, колонки, на которых размещены все остальные узлы: горизонтальный и вертикальный круги с их отсчетными устройствами, зрительные трубы, зажимные и наводящие устройства, уровни, системы подсветки шкал и др. Конструктивно перечисленные части могут отличаться в теодолитах различных типов, но их назначение – сохраняется. В связи с этим в качестве основного примера рассмотрим технический теодолит 2Т30П (рис. 45), представленный в разрезе в правой части рисунка. В левой части рисунка приведены виды оптических теодолитов отечественного производства (сверху вниз): 2Т30, Т30М, 2Т5К.

(1-1) – вертикальная ось вращения теодолита;

(2-2) – (горизонтальная) ось вращения зрительной трубы (перпендикулярна вертикальной оси вращения (1-1); перпендикулярна плоскости вертикального круга ВК);

(3-3) – визирная ось зрительной трубы (перпендикулярна горизон-тальной оси вращения зрительной трубы (2-2));

(4-4) – ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга (должна быть параллельна плоскости горизонтального круга ГК, либо перпендикулярна вертикальной оси вращения (1-1));

Теодолит 2Т30 – технический. На колонке теодолита размещены: зрительная труба 1 обратного изображения с визирами 9 и накладным уровнем 10; цилиндрический уровень 11, служащий для горизонтирования прибора; наводящий 3 и зажимной 2 винты зрительной трубы; наводящий 5 и зажимной 4 винты алидады горизонтального круга; наводящий 6 и зажимной 7 винты горизонтального круга (расположены конструктивно в подставке); кремальера 12 (маховичок, при помощи которого в зрительной трубе перемещается фокусирующая линза). Подставка теодолита снабжена подъемными винтами 8, с помощью которых теодолит центрируют и приводят в рабочее положение.

Теодолит Т30М – технический. Выпускается в рудничном исполнении. Конструкция вертикальной оси вращения теодолита, наличие реверсивного уровня 11 и съемной подставки 1 позволяют выполнять работу с теодолитом, подвешенным в перевернутом положении в шахте. Теодолит имеет зрительную трубу 5 с визирами 8 и кремальерой 7, зажимной 9 и наводящий 10 винты зрительной трубы, зажимной 2 и наводящий 3 винты горизонтального круга, отсчетный микроскоп 6, 12 и 13 – курковый зажим, предназначенный для скрепления горизонтального круга и его алидады. При

82

значительных углах наклона визирной оси используется зенитная (призменная) насадка 14, а также коленчатый окуляр 15. Для подсветки шкал сбоку колонки имеется специальное осветительное устройство 4.

2Т30

Т30М

2Т5К

Рис. 45. Устройство теодолита 2Т30П.

Теодолит 2Т5К относится к точным приборам. Вертикальный круг теодолита снабжен компенсатором, который позволяет удерживать в отвесном положении отсчетный индекс алидады вертикального круга.

83

Зрительная труба 1 снабжена визирами 2. Узлы 4-5 и 6-7 представляют собой зажимное и наводящее устройства соответственно зрительной трубы и горизонтального круга. Установка теодолита в рабочее положение выполняется с помощью подъемных винтов 9 подставки и цилиндрического уровня 3. В подставке имеется зажимной винт 8, с помощью которого фиксируется в ней колонка теодолита. В корпусе колонки имеется окно искателя отсчетов горизонтального круга. Теодолит снабжен оптическим центриром (на рисунке не показан).

Поле зрения отсчетной системы теодолитов сконструировано одинаково (рис. 46): в верхней части – шкала вертикального круга (индекс В), в нижней

– горизонтального (индекс Г).

Рис. 46. Поле зрения отсчетной системы теодолитов 2Т30П, Т30М, Т5К

Принцип получения отсчета простой. Шкалы горизонтального и вертикального кругов оцифрованы через 1о. Этот интервал разбит на 12 частей (одно деление соответствует 5'), либо разбивка выполнена через 1'.

Шкала вертикального круга для большинства теодолитов двойная – для отрицательных и положительных отсчетов. Если отсчетный индекс, находящийся внутри шкалы, имеет знак «плюс» (он не проставляется), то минуты определяют от нулевого индекса по положительной шкале минут до оцифрованного градусного штриха. Если отсчетный индекс отрицательный, то число минут определяется до него от нулевого индекса отрицательной шкалы. На рис. 46 в поле зрения теодолита 2Т30П отсчеты равны: ГК = 235о47,5'; ВК = - 4о27,0'. В поле зрения теодолита Т30М: ГК = 25о22,6'; ВК = 7о32,3'. В поле зрения теодолита Т5К: ГК = 304о23,6'; ВК = +2о47,5'. При отсчетах по пятиминутным интервалам точность отсчета равна 1', а при соответствующем навыке – 0,5'. По шкалам с ценой деления 1' точность отсчета равна 0,1'.

12.1.2.Установка теодолита в рабочее положение

Установка теодолита в рабочее положение выполняется перед началом любых с ним работ, касается это основных измерительных работ, либо

84

специальных работ, связанных с установлением его работоспособности (при выполнении поверок).

Установка теодолита в рабочее положение заключается в его центрировании над вершиной измеряемого угла, горизонтировании и установке для наблюдений зрительной трубы и отсчетной системы. При проведении поверок в большинстве случаев центрирование теодолита не выполняют.

Центрирование – это совмещение вертикальной оси вращения теодолита с вершиной измеряемого горизонтального угла (вершина измеряемого угла определяется меткой на геодезическом знаке, зафиксированном в земле: гвоздь в деревянном колышке, насечка керном на металлических конструкциях и т.п.).

Горизонтирование – приведение вертикальной оси вращения теодолита в отвесное положение. Для центрирования теодолита 2Т30П используется отвес, который подвешивается на специальный крючок станового винта штатива (рис. 47).

Горизонтирование и центрирование выполняют методом последовательных приближений как изменением положения ножек штатива в плане и по высоте, так и положением самого прибора на головке штатива. Для изменения положения прибора на штативе следует ослабить становой винт и переместить (или повернуть) корпус штатива в необходимое положение. Становым винтом через резьбовое гнездо подставки теодолит прикрепляется к плоской головке штатива. Предварительно штатив необходимо установить так, чтобы плоскость его головки заняла примерно горизонтальное положение, а острие отвеса совпало с вершиной угла. При этом ножки штатива должны быть надежно зафиксированы в грунте, либо быть устойчивыми на твердой поверхности, например, асфальте. (Напомним, что небольшие перемещения острия отвеса над вершиной измеряемого угла достигаются перемещением самого теодолита при ослабленном становом винте). После выполнения центрирования становой винт снова необходимо зажать.

Горизонтирование теодолита 2Т30П рекомендуется выполнять в указанной ниже последовательности (рис. 48).

1.Установить ось цилиндрического уровня по направлению двух любых ножек штатива и, ослабив у одной из них зажим раздвижной системы, по возможности точно привести пузырек уровня к сере-дине ампулы (рис. 48 а,

поз. 1).

2.Установить ось цилиндрического уровня по направлению на третью ножку штатива и изменением ее длины привести пузырек уровня к середине ампулы (рис. 48 а, поз. 2). Проверить позицию 1 по двум ножкам штатива.

85

3.Установить ось уровня на два любых подъемных винта подставки и, вращая эти винты в противоположные стороны примерно на одинаковый угол, привести пузырек точно на середину ампулы (рис. 48 б, поз. 1).

4.Установить ось уровня по направлению на третий подъемный винт подставки (по симметрии частей колонки или по отсчетам по шкале ГК) и вращением этого винта привести пузырек уровня точно на середину ампулы (рис. 48 б, поз. 2). Проверить позицию 1, а затем

снова позицию 2, и при необходимости Рис. 47. Центрирование поправить положение пузырька.

теодолита

Рис. 48. Горизонтирование теодолита

а– предварительное горизонтирование ножками штатива;

б– горизонтирование подъемными винтами подставки

Установка зрительной трубы и отсчетной системы для наблюдений

заключается в установке четкого (по глазу) изображения сетки нитей вращением окулярного колена зрительной трубы и четкого изображения шкал ГК и ВК вращением окулярного колена зрительной трубки отсчетной системы.

Внимание!

Не смотрите через зрительную трубу на солнце и другие яркие источники света, иначе Вы можете потерять зрение.

87

58º43,5' – 300º18,5' = (58º43,5' + 360º) – 300º18,5' = 118º25,0' (КП).

При получении отрицательного результата к уменьшаемому следует прибавить 360º.

Можно вычислить и угол β', дополняющий угол β до 360о. Для этого из отсчета на левое (В) направление необходимо вычесть отсчет на правое (С) направление:

(117º36,5' + 360º) – 236º01,0' = 241º 35,5'; 300º18,5' – 58º43,5' = 241º35,0'.

Если разность в значениях горизонтального угла, полученного в полуприемах, не будет превышать двойной точности теодолита, то вычисляют среднее значение угла из полуприемов.

Если разность будет больше допустимой, то измерение угла необходимо выполнить заново.

Измерение углов наклона

Весьма важной характеристикой вертикального круга, а также параметром, определяющим работу теодолита, является место нуля (МО) вертикального круга. Поясним этот параметр на схеме, представленной на рис. 49.

Предположим, что при положении «круг лево» отсчет на точку местности по вертикальному кругу составил ВК(КЛ). Предположим также, что ноль вертикального круга смещен от положения горизонтальной плоскости на величину МО. При принятой на рисунке оцифровке и ее знаках то же самое можно проследить и при положении «круг право». Разность отсчетов даст значение угла наклона

Последовательность измерения угла наклона (при установленном в рабочее положение теодолите).

Рис. 49. Измерение угла наклона

1. Выполнить наведение на т. В или С при КЛ, переместив изображение точки наводящими винтами колонки и зрительной трубы на горизонтальную нить сетки нитей вблизи от центрального перекрестия (либо точно в центр

88

сетки нитей). Взять отсчет по шкале вертикального круга (КЛ: точка В -

+1º36,5'; точка С - - 3º18,0') – см. табл. 6.

2. Поменять круг (на КП) и выполнить действия по п. 1. Отсчеты также записать в журнал.

Вычисления заключаются в определении места нуля (МО) вертикального круга по формуле (81).

Таким образом,

МОВ = 0,5 (КЛВ + КПВ) = 0,5 (+1º36,5' – 1º38,0') = - 0,75' = - 45" ; МОС = 0,5 (КЛС + КПС) = 0,5 (- 3º20,0' + 3º18,0') = - 1,0' = - 60".

Допускаются расхождения в значениях места нуля не более двойной точности отсчета по вертикальному кругу. В этом случае определяют значения углов наклона без усреднения величины МО по формулам (80).

В примере:

ν В = +1º36,5' – (-0,75') = +1º37,25' = +1º37'15"; νС = - 3º20,0' – (-1,0') = - 3º19,0' = - 3º19'00".

Обычно значения углов наклона вычисляют только при КЛ (при КП – контрольное вычисление) и записывают в соответствующей строке журнала.

Измерение дальномерных расстояний

При измерении дальномерных расстояний удобно использовать нивелирную рейку с сантиметровыми делениями. В этом случае число сантиметров, например, 43,6 см, между дальномерными нитями сетки нитей будет соответствовать числу метров 43,6 м в дальномерном расстоянии.

При измерении дальномерного расстояния можно число сантиметров между дальномерными нитями определять как разность отсчетов по соответствующим дальномерным нитям. Например, по верхней дальномерной нити отсчет 194,7 см, по нижней дальномерной нити – 151,1 см. Тогда разность (194,7 – 151,1) = 43,6 см и определит искомое дальномерное расстояние в метрах (43,6 м).

Часто, при выполнении тахеометрической съемки, дальномерное расстояние определяют непосредственным счетом сантиметров между дальномерными нитями. Для этого удобно, например, верхнюю дальномерную нить переместить на ближайший целый сантиметровый отсчет, а в некоторых случаях – и на ближайший целый пятисантиметровый отсчет. После этого остается просто отсчитать число искомых сантиметров.

12.1.4. Выполнение 1-й поверки

При производстве 1-й поверки теодолитов устанавливают выполнение следующего условия: «Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита».

Указанное условие проверяют в начале каждого рабочего дня, а также при необходимости и в течение рабочего дня. Перед поверкой теодолит необходимо установить в рабочее положение.

89

1.Установить ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга по направлению на два любых подъемных винта подставки (рис. 50). Вращением этих винтов в противоположные стороны привести пузырек уровня точно на середину.

2.Повернуть колонку на 180о (это можно выполнить «на глаз» по симметрии частей колонки, либо по отсчетам шкалы горизонтального круга).

Если пузырек уровня отклонился не более чем на два деления ампулы, то условие считают выполненным. В этом случае поверку следует проконтролировать по двум другим подъемным винтам подставки.

3.Если пузырек уровня отклонился более чем на два деления, то половину этого отклонения следует исправить подъемными винтами подставки, вращая их одновременно в противоположные стороны, а другую половину – юстировочными винтами уровня, перемещая его хвостовик вверх или вниз, в зависимости от положения пузырька.

После выполнения юстировки поверку повторяют на других подъемных винтах.

Юстировочные винты уровня находятся на одном из его концов. Ими зажат хвостовик уровня. Кроме того, многие уровни снабжены и боковыми юстировочными винтами. При выполнении юстировки необходимо слегка ослабить боковые юсти-

ровочные винты, а затем отпустить один из юстировочных винтов и подкрутить второй. Этим обеспечивается жесткое положение хвостовика после выполнения каждого шага юстировки. После выполнения поверки и юстировки боковые винты уровня следует снова зажать.

12.2.Нивелир

12.2.1.Назначение основных деталей и узлов нивелира

Нивелир с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе (рис. 51) состоит, из подставки 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.

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.

90

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

В поле зрения трубы нивелира выведены специальной оптической системой противоположные концы пузырька цилиндрического уровня.

Нивелиры с компенсаторами не имеют цилиндрического уровня при зрительной трубе, а содержат только установочный (круглый или цилиндрический) уровень, находящийся на корпусе прибора. Приведение

3Н-3КЛ (УОМЗ)

3Н-5Л (УОМЗ)

Рис. 51. Устройство нивелира

визирной оси нивелира в рабочее положение производится автоматически при приведении в рабочее положение установочного уровня.

12.2.2.Нивелирные рейки

В комплект нивелира входят две нивелирные рейки, представляющие собой 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