ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ

Методические указания к лабораторным работам

«Устройство и поверки теодолитов» для студентов 1-го курса строительного факультета специальностей 290300, 290500, 290600

Брянск 2007

Татьяна Владимировна Мащенко

Соболева Галина Николаевна

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ

Методические указания к лабораторным работам «Устройство и поверки теодолитов»

для студентов 1-го курса строительного факультета специальностей 290300, 290500, 290600

Объем 1,6 п. л. Тираж 50 экз. Бесплатно

Брянская государственная инженерно-технологическая академия

Брянск, пр. Ст. Димитрова, 3, редакционно-издательский отдел

Подразделение оперативной части

Брянск, пр. Ст. Димитрова, 3

УКД

Методические указания к лабораторным работам «Устройство и поверки теодолитов»

для студентов 1-го курса строительного факультета специальностей 290300, 290500, 290600

Составитель: к.с-х н., доцент кафедры графики и геодезии Т.В.Мащенко ,к.т.н., доцент кафедры графики и геодезии Г.Н.Соболева– Брянск: БГИТА, 2007. - 29 с.

Рецензент: кафедра строительного производства БГИТА,

кафедра строительных конструкций БГИТА

Рекомендованы редакционно-издательской и методической комиссией строительного факультета БГИТА.

Протокол № от 2007 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1.ИЗУЧЕНИЕ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ 3

1.1. Устройство теодолита. 4

1.2. Указания по выполнению работы. 7

2.ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКИ ТЕОДОЛИТА 8

2.1. Указания по выполнению работы. 8

3. ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УГЛОВ ТЕОДОЛИТОМ

МЕТОДОМ ПРИЁМОВ. 12

3.1. Указания по выполнению работы. 13

4.ИЗМЕРЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВ ТЕОДОЛИТОМ. 15

4.1. Указания по выполнению работы. 16

5.СПИСОК РЕКАМЕНДОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 18

Введение

Лабораторные работы по инженерной геодезии являются составной частью процесса геодезической подготовки студентов строительных специальностей.

При выполнении лабораторных работ студенты приобретают первый опыт в обращении с приборами: они изучают общую конструкцию геодезических приборов, назначение отдельных функциональных частей, производят проверки приборов, их установку в рабочее положение, знакомятся с методами производства измерений.

Методические указания написаны в соответствии с программой по инженерной геодезии для строительных специальностей.

1.ИЗУЧЕНИЕ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ

Цель работы. Изучение устройства и назначение основных частей теодолита. Приобретение навыка по установке их в рабочее положение и в производстве отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам теодолита.

Приборы и принадлежности: теодолиты: ТЗО, 2Т30, Т15, бланк ведомости.

Последовательность выполнения задания

• Пользуясь литературными источниками и плакатами, ознакомится с основными частями и узлами теодолита.

• Ознакомиться с действием закрепительных и наводящих винтов теодолита:

а) при открепленном закрепительном винте зрительной трубы осуществить поворот трубы от руки;

б) закрепив трубу_fсделать небольшой поворот ее наводящим винтом;

в) закрепив горизонтальный лимб его закрепительным винтом и открепив винт алидады, повернуть от руки алидаду вокруг вертикальной оси вращения теодолита JJ, наблюдая при этом в микроскоп за взаимным смещением шкал;

г) закрепив алидаду закрепительным винтом (клавишей у Т15) и открепив лимб, повернуть лимб вместе с алидадой вокруг оси J У. Проследить при этом в микроскопе за взаимным расположением шкал.

— Установив поворотом алидады цилиндрический уровень по направлению двух подъемных винтов и вращая последние в противоположные стороны, привести пузырек к нуль-пункту.

— Определить цену деления лимба теодолита 2Т30, цену деления шкалы микроскопа; закрепив алидаду и трубу произвести отчеты по шкалам Г и В.

— Установить на горизонтальном или вертикальном лимбе отсчет, заданный преподавателем.

• Выполнить установку трубы теодолита по глазу.

• Навести трубу теодолита на заданный объект и установить ее по предмету.

Убедиться в отсутствии параллакса сетки нитей. При наличии параллакса -устранить его.

• Ознакомиться с устройствами для центрирования теодолита - нитяным отвесом и оптическим центриром.

• Определить цену деления лимба.

1.1 Устройство теодолита

Теодолит - угломерный прибор, предназначенный для измерения горизонтальных углов, углов наклона линий к горизонту (вертикальных углов), магнитных азимутов линий (при помощи буссоли), а также для определения расстояний при помощи нитяного дальномера. Схема измерения углов на местности и общая схема устройства теодолита приведены в учебнике [1, с.59 и 60].

В инженерной практике применяют технические теодолиты ТЗО, 2Т30, Т15 и точный теодолит Т5.

На рис. 1.1 изображен теодолит ТЗО. Нижняя часть прибора - подставка соединена с круглой пластиной 1, являющейся основанием теодолита и одновременно дном его футляра. В отверстие между пластинами ввинчивается становой винт, прикрепляющий прибор к головке штатива.

К подставке относятся подъемные винты, которыми с помощью цилиндрического уровня производится операция горизонтирования теодолита, т.е. приведение оси JJ^’ в отвесное положение. Над подставкой в корпусе прибора расположен горизонтальный стеклянный круг, называемый лимбом, край которого разделен штрихами на деления. Штрихи, соответствующие целым градусам, снабжены надписями. Лимб может вращаться вокруг оси теодолита JJ’ (см. рис. 2.1). Выше лимба находится алидада, представляющая собой горизонтальную пластину, соединенную с корпусом прибора. Корпус теодолита (с алидадой) так же может вращаться вокруг оси JJ^/ независимо от лимба либо совместно с ним.

Зрительная труба теодолита расположена между колонками (см. рис. 2.1), ее можно поворачивать вокруг оси НН’. Конструкция трубы и ее главные характеристики изложены в учебнике [1, с.61].Основными частями зрительной трубы является объектив, окуляр и сетка нитей. Сетка нитей расположена вблизи от окуляра, ее котировочные винты закрыты навинчивающимся колпачком.

Зрительная труба имеет два оптических визира, каждый из них представляет собой трубку небольшого диаметра, в которой видны горизонтальный и вертикальный посеребренные штрихи. Визир используется при предварительном (грубом) наведении трубы на цель. Имеется модификация теодолита ТЗО, в которой один из визиров заменен накладным цилиндрическим уровнем, что дает возможность производить теодолитом геометрическое нивелирование.

Деталью окуляра трубы является диоптрийное кольцо (называемое таю же окулярной трубкой), с помощью которого зрительную трубу устанавливают по глазу. Для этого наводят трубу на светлый фон и, вращая диоптрийное кольцо, добиваются четкого, резкого изображения сетки нитей. Следует иметь в виду, что указанная операция связана с индивидуальными особенностями зрения наблюдателя.

С помощью барабана (винта) кремальеры (см. рис. 1.1) выполняют фокусировку трубы или установку ее по предмету. Для этого, после наведения трубы на цель по визиру, вращают барабан кремальеры до получения четкого изображения предмета. Если при перемещении глаза у окуляра наблюдается смещение изображения предмета относительно нитей сетки, то имеет место параллакс сетки нитей. Устраняется он небольшим поворотом барабана кремальеры.

Визирная ось VV’ (см. рис. 2.1) зрительной трубы при вращении трубы вокруг оси НН^/ описывает в пространстве коллимационную плоскость. Вместе с трубой вращается жестко соединенный с ней вертикальный круг. Уровень (рис. 2.1) расположен так, что его ось UU’ параллельна коллимационной плоскости трубы. Такое расположение уровня обусловлено использованием его при измерении вертикальных углов. Ось уровня UU’ должна располагаться перпендикулярно оси JJ'. Это достигается с помощью котировочных винтов уровня.

Зрительная труба теодолита Т-30 может быть использована в качестве оптического центрира при центрировании прибора. В этом случае трубу устанавливают объективом вниз и визируют на точку через отверстие в корпусе, пластине и полом становом винте. Центрирование возможно и с помощью нитяного отвеса, который предусмотрен в комплекте теодолита.

Отвес подвешивается на крючок, которым снабжен становой винт.

Отсчетным устройством теодолита Т-30 является штриховой микроскоп. Окуляр микроскопа находится рядом с окуляром зрительной трубы. Так же, как зрительная труба, микроскоп устанавливается по глазу наблюдателя вращением диоптрийного кольца окуляра микроскопа. В поле зрения микроскопа (рис. 1.2) видны небольшие участки шкалы горизонтального (обозначен буквой Г) и вертикального (обозначен буквой В) кругов, а также штрих (индекс), по которому производится отсчет. На горизонтальном и вертикальном лимбах оцифрованы градусные штрихи. Промежуток между ними разделен на 6 частей, таким образом цена деления лимбов составляет 1°/6 = 60^//6=10^/ Отсчет производится по штриху- индексу с точностью до десятой доли деления шкалы, т.е. с точностью 1'. На рис. 1.2 отсчеты составляют по шкале Г 34 °38^/, по шкале В -3 °32^/.

Для освещения отсчетной системы на колонке под вертикальным кругом имеется иллюминатор (отверстие) и зеркало, которое наклоняется и поворачивается относительно иллюминатора.

Горизонтальный лимб фиксируется относительно подставки закрепительным винтом 2 (рис. 1.1), а алидада относительно лимба - винтом 12. Медленное вращение лимба относительно подставки и алидады относительно лимба достигается (после закрепления) наводящими винтами 13 и 3 (рис. 1.1).

Аналогичным образом зрительная труба закрепляется в нужном положении винтом 8, а поворачивается винтом 4.

Теодолит 2Т30 является модификацией ТЗО и имеет ряд отличий от него. Наиболее существенное отличие связано с отсчетной системой. Цена деления горизонтального и вертикального лимбов 2Т30 составляет 1°. Оцифровка горизонтального лимба возрастает по ходу часовой стрелки: оцифровка вертикального лимба - против хода часовой стрелки, причем на вертикальном лимбе имеется 2 нулевых штриха (рис. 1.3). Штрихи, расположенные в направлении против хода часовой стрелки от нулей, имеют положительные надписи (1,2,3...), расположенные по ходу часовой стрелки - отрицательные (-1,-2,-3....). В отсчетном устройстве применен шкаловый микроскоп. Промежуток, равный на лимбе 1°, на шкале микроскопа разделен на 12 частей. Таким образом, деление этой шкалы составляет 1°/12=60^/ /12=5^/. Отсчет производится по штриху лимба с точностью до 0,1 доли деления шкалы т.е. 0,5' или 30^/. Шкала микроскопа, относящаяся к вертикальному кругу, имеет двойную оцифровку. Верхняя, 0 и 6 используются в том случае, когда в пределах шкалы виден штрих лимба с положительной надписью, нижняя -6 и -0 - если в пределах шкала виден штрих с отрицательной надписью (рис. 1.4).

Теодолит Т15 является более совершенным прибором по сравнению с ТЗО и 2Т30, и обеспечивает более высокую точность измерений.

Корпус теодолита Т15 прикрепляется к подставке с помощью закрепительного (соединительного) винта 5 (рис. 1.5).

При укладке теодолита в футляр корпус отделяется от подставки. Роль закрепительных винтов аладады горизонтального круга и зрительной трубы играют рычажки, при повороте которых по ходу часовой стрелки происходит закрепление соответствующей части прибора.

Соединение (скрепление) горизонтального лимба с алидадой достигается нажатием клавиши. Для их разъединения нажимают фиксатор (защелку), рис. 1.5.

Теодолит Т15 имеет 2 цилиндрических уровня. Один из них расположен на алидаде горизонтального круга и используется при горизонтировании теодолита. Второй уровень находится на алидаде вертикального круга. Изображение концов пузырька этого уровня наблюдают в зеркале. Совпадение концов, достигаемое вращением наводящего винта (рис. 1.5) свидетельствует о расположении пузырька у нуль-пункта шкалы уровня. (Уровень и оптическая система, позволяющая определить положение пузырька по изображению его концов, называется контактным уровнем).

В окуляре микроскопа видны небольшие участки горизонтального и вертикального лимбов и соответствующие шкалы. Цена деления лимбов равна 1°, цена деления шкал-!⁷.

Предполагается, что отсчет может быть произведен с точностью до 0,1 доли наименьшего деления шкалы микроскопа (рис. 1.6), т.е. с точностью до

1^//10=60^///10=6^//.

Практически реализовать такую точность при отсчитывании оказывается затруднительным и она оказывается равной 15-20^//.

Теодолит Т15 снабжён оптическим центриром, окуляр которого расположен на алидадной части корпуса (см. рис. 1.5). В процессе центрирования теодолит перемещают на головке штатива, стремясь расположить его так, чтобы изображение точки (шляпка гвоздя, центр крестика, образованного рисками на металлической поверхности и т. д.) оказалось внутри окружности центрира.

1.2 Указания по выполнению работы

Приступая к практическому ознакомлению с теодолитом, необходимо помнить, что перед вами весьма сложный и точный оптический прибор, требующий грамотного и бережного обращения.

Устанавливается теодолит на штативе или кронштейне, становый винт следует закручивать с чувством меры (не "до отказа"). При затягивании закрепительных винтов усилие должно быть минимальным. Поворот зрительной трубы алидады и лимба должен осуществляться практический без усилия, плавно, без заеданий. Не следует прикладывать усилий при вращении подъёмных и наводящих винтов, барабана кремальера, окулярной трубки. Нельзя ввинчивать названные части до упора и тем более прикладывать при этом усилие.