Рiвнi та компенсатори нахилу

Які рівні використовують в геодезії?

У геодезiї використовують цилiндричнi та круглi рiвнi. Як правило, цилiндричнi рiвнi використовують для точного приведення осей у певне положення, а круглi рiвнi, які менш точнi, використовують для попереднього встановлення осей.

Класифікація рівнів за точністю.

За точнiстю рiвнi дiлять на:

-настановні з точнiстю встановлення осi 5-10 мiнут. Використовують, наприклад, для нiвелiрних рейок;

-точнi, які забезпечують точнiсть – 30″. Використовують у будiвництвi, геодезичних приладах технiчної точностi;

-високоточнi рiвнi забезпечують точнiсть 10″ i менше. Використовують у високоточних геодезичних приладах. Зокрема, для астрономiчних приладiв використовують рiвнi з цiною дiлення 1-2 секунди.

Що собою представляє циліндричний рівень?

Який рівень називають реверсійним?

Якщо на рiвнi нанесенi шкали з двох бокiв, то такий рiвень називають реверсiйним.

Яка основна вимога до заповнюючої рідини рівня?

Основною вимогою до заповнюючої рiдини є:

1) низька температура замерзання;

2) рiдина має бути якомога рухливiшою, тобто мати малу в'язкiсть.

В якому випадку використовують рівні з компенсаційною камерою?

Для зменшення впливу температури на розмiри бульбашки використовують рiвнi з компенсацiйною камерою. Компенсацiйну камеру використовують таким чином: якщо розмiри бульбашки бiльшi вiд оптимальних, то нахиляють рiвень таким чином, щоб компенсацiйна камера була вгорi. Пiсля цього рiвень легенько струшують. При цьому частина повiтряної сумiшi перейде в компенсацiйну камеру. Таким чином зменшуються розмiри бульбашки. Для збiльшення розмiрiв бульбашки треба повернути рiвень так, щоб компенсацiйна камера була знизу, після чого знову легенько струшуємо рiвень.

Чим визначається точність рівня?

Точнiсть рiвня визначається його цiною дiлення, тобто кутом, на який треба нахилити рiвень, щоб бульбашка змiстилась на одне дiлення. Як правило, дiлення на рiвнях наносять через два мiлiметри.

Як оцифровується шкала на рівнях?

Шкала на рiвнях може оцифровуватись двома способами:

1) дiлення 0 ставлять з крайнього лiвого кiнця ампули;

2) дiлення 0 спiвпадає з серединою рiвня, а оцифрування ведеться влiво i вправо.

Що таке нуль-пункт?

Нуль-пункт рiвня – це середня точка ампули рувня. Точнiсть встановлення бульбашки рiвня в нуль-пункт залежить вiд способу взяття вiдлiку.

Які є методи визначення ціни ділення рівнів?

Дослiдження рiвнiв полягають в основному у визначеннi їх цiни дiлення. Для цього використовують в основному два методи:

1) за допомогою екзаменатора;

2) методом Комстока.

Суть методу за допомогою екзаменатора.

Екзаменатор представляє собою станину, на якiй прикрiплений високоточний рiвень. Станину за допомогою пiдiймальних гвинтiв можна нахиляти в обидва боки. Дослiджуваний рiвень прикрiплюють до станини. Нахиляючи станину визначають цей нахил за допомогою екзаменатора i дослiджуваним рiвнем. Таким чином, можна знайти цiну дiлення рiвня.

Суть методу Комстока.

Цей метод використовують для приладiв, що мають оцифрований горизонтальний круг. До початку дослiджень треба дуже точно виправити настановний рiвень.

Принцип дії електронного рівня.

Мiж двома катушками з iндуктивнiстю L1 i L2 розмiщують вiльно пiдвiшений стержень з вантажем. При нахилi опорної пластини стержень нахиляється i вiдповiдно змiнюється вiддаль мiж стержнем та катушками. Це, в свою чергу, призводить до змiни iндуктивностi катушок, якi пiдключенi до мостової схеми. Одержану змiну фіксують на шкаловому або цифровому табло у кутовiй мiрi. Точнiсть вимiрювання кутiв нахилу за допомогою електронних рiвнiв становить 0,1″ – 0,2″. У зв'язку з цим дуже високi вимоги представляють до якостi шлiфування нижньої опорної частини рiвня.

Які є типи компенсаторів?

У геодезичних приладах використовують три типи компенсаторiв:

1) рiдиннi;

2) механiчнi;

3) оптико-механiчнi.

Суть рідинних і механiчних компенсаторів.

Рiдиннi компенсатори базуються на властивостi рiдини займати горизонтальне положення. Вибравши за рiдину, наприклад, ртуть, можна регулювати хiд променiв у оптичних системах.

Суть механiчних компенсаторiв полягає в тому, що використовують властивiсть тiл, які вільно висять, займати вертикальне положення. Використовуючи це, в деяких нiвелiрах добиваються перемiщення сiтки ниток у вiдповiдностi до нахилу для приведення вiзирної осi в горизонтальне положення.

Хiд променiв у приладах з призменним компенсатором.

Найбiльш досконалими є призменнi компенсатори. Покажемо схематично хiд променiв у приладах з призменним компенсатором.

У цiй системi пентапризму використовують для змiни напрямкiв променiв на 90°, а вiльно пiдвiшену призму використовують для компенсацiї незначних нахилiв приладу. Така система дозволяє виготовляти нiвелiри у виглядi вертикальних колон.

Призменний компенсатор

Які помилки нівелірів з компенсаторами?

Помилки нiвелiрiв з компенсаторами дiлять на такi основнi види:

1) помилки, обумовленi нахилом вертикальної осi приладу. Цi помилки особливо вiдчутнi, якщо неправильно виправлений настановний рiвень;

2) при рiзних вiддалях до рейок виникає необхiднiсть у перефокусуваннi зорової труби, а оскiльки, у рiвняннi компенсатора одним з елементiв є фокусна вiддаль, то це приводить до змiни положення вiзирної осi. Цю помилку зменшують за допомогою спецiальних оптичних систем. Такi прилади також потребують додаткових дослiджень;

3) помилки, обумовленi неточнiстю виготовлення оптичних елементiв та їх конструюванням.

Які вимоги ставлять до нівелірів з компенсаторами?

До нiвелiрiв з компенсаторами ставлять такi вимоги:

1) кожен тип нiвелiра повинен мати встановлений дiапазон дiї компенсатора;

2) для нiвелiрiв типу Н-3К середня квадратична помилка встановлення вiзирної осi в горизонтальне положення не повинна перевищувати 0,5″;

3) систематична помилка на одну мiнуту нахилу вертикального круга не повинна перевищувати для Н-3К - 0,3″;

4) час затухань коливань не повинен перевищувати 2 сек.

Які дослідження нівелірів з компенсаторами виконують?

Для визначення середньої квадратичної помилки встановлення вiзирного променя в горизонтальне положення та визначення систематичної помилки при нахилi на 1′ виконують такi дiї:

а) визначають перевищення мiж двома точками при вiддалях до рейок 5, 25, 50, 75 метрiв. При цьому перевищення визначають при рiзних положеннях бульбашки рiвня: на серединi, ближче до об'єктива, ближче до окуляра, ближче до зорової труби, якнайдалi вiд зорової труби;

б) маючи вiдлiки на рейцi визначають перевищення, на основi яких визначають шуканi параметри.

Для визначення часу затухань коливань виконують такi дiї:

а) приводять нiвелiр у робоче положення;

б) наводять зорову трубу на рейку;

в) легенько вдаряють по нiвелiру i вмикають секундомiр;

г) дивлячись на рейку, визначають момент зупинки коливань i знову легенько вдаряємо по нiвелiру;

д) аналогiчнi дiї виконуємо 10 разiв i фiксуємо в кiнцi час за секундомiром;

е) одержаний час дiлять на 10 i отримують перiод затухань коливань, який має бути не меншим 2 секунд.