Лабораторна робота 2

Тема: Вивчення теодоліта Т30 (2Т30): будова, відліки, повірки і юстування.

Мета роботи: Вивчити основні частини теодоліта та їх взаємодію, навчитись знімати відліки з горизонтального та вертикального кругів та засвоїти повірки і юстування приладу.

Прилади та приладдя: комплект Т30 (2Т30), виправні шпильки, віхи.

Основні теоретичні положення

Рисунок 2.1 – Схема вимірювання кутів на місцевості

Нехай на місцевості маємо три точки А, О і В, які знаходяться на різних абсолютних висотах. Вершина кута АОВ знаходиться в точці О. Для визначення планового положення точок вимірюють горизонтальний кут.

Горизонтальним кутом є кут між горизонтальними проекціями О'а' і О'в' на площині Н відповідно сторін ОА і ОВ. Горизонтальні кути можуть приймати значення від 0º до 360º.

Для визначення перевищень між точками вимірюють вертикальні кути (кути нахилу).

Вертикальним кутом є кут між стороною і її проекцією на горизонтальну площину (рис.2.1, кути В'ОВ і А'ОА). Вертикальні кути завжди відраховують від проекції до сторони. Якщо сторона вище проекції, то кут рахують додатнім (А'ОА =+v_А ), а якщо нижче, то від’ємним ( В'ОВ =-v_В). Вертикальні кути можуть приймати значення від +90 º до -90 º.

Для вимірювання горизонтального кута на його вершині розміщують горизонтальний круг з поділками. Центр кругу розміщують в горизонтальній площині і в прямовисній лінії, яка проходить через вершину кута. Тоді кут  між напрямками на точки А і В, які співпадають у вертикальних площинах Q i R, відповідно, з напрямками Оа і Ов на горизонтальному крузі обчислюють за формулою:

    β = b-a                                                  (2.1)

Такий принцип вимірювання кутів на місцевості реалізований у приладі, який називають теодолітом.

Залежно від точності вимірювання кутів, умов використання та інших характеристик теодоліти бувають різних конструкцій. Але, в основному, кожний прилад відповідає основній схемі (рис.2.2).

Будова теодоліта

Кожний тип теодоліта має свої конструктивні особливості. Однак, належачи до одного типу приладів для вимірювання кутів, усі вони мають загальні основні частини. Теодоліт складається з скляного круга, який називають лімбом 1. Лімб розмічений поділками від 0 до 360 за ходом годинникової стрілки. Центр лімба встановлюють за лінією виска, яка проходить через вершину O (рис.2.1) кута. При вимірюванні кута лімб є нерухомим і горизонтальним.

 

Рисунок 2.2 – Схема будови теодоліта.

Над лімбом розміщена верхня частина, яка обертається навколо вертикальної осі теодоліта і складається з алідади 2 та зорової труби 3. При обертанні зорової труби навколо горизонтальної осі НН₁ утворюються вертикальні площини, які називають колімаційними. Горизонтальна вісь обертання зорової труби НН₁ встановлена на колонках 4. Вісь ZZ₁ називають вертикальною віссю обертання приладу.

Вісь обертання теодоліта ZZ₁ встановлюють у вертикальне положення за допомогою циліндричного рівня 5 при допомозі піднімальних гвинтів 7. При цьому площина лімба буде горизонтальною.

Зорова труба може обертатися навколо осі НН₁ від 0 до 360. На одному з кінців осі обертання труби закріплений вертикальний круг 6, який обертається разом з нею.

Вертикальний круг може розміщуватись від зорової труби зліва (КЛ) або праворуч (КП).

В комплект теодоліта входять бусоль, висок, штатив. Бусоль служить для вимірювання магнітних азимутів та румбів. Висок служить для центрування приладу. Штатив являє собою триногу з металевою головкою, до якої закріплюється теодоліт за допомогою станового гвинта 8.

Частини теодоліта, що обертаються, мають закріпні гвинти для фіксації їх в нерухомому стані і навідні для плавного руху.

Відлікові пристрої

Для теодоліта Т30 застосовано штриховий мікроскоп. Поле зору відлікового пристрою (штрихового мікроскопа) показано на рис.2.3.

 

Горизонтальний – 7005

Вертикальний – 35850

 

 

Рисунок 2.3 – Поле зору штрихового мікроскопа

Для теодоліта 2Т30 застосовано шкаловий мікроскоп. На рис.2.4 зображено поле зору мікроскопа при крузі справа (а) і крузі зліва (б).

Відліки за шкалами знімають з точністю до 0,1 поділки, що становить 0,5.

а                                             б

 

Рисунок 2.4 – Поле зору шкалового мікроскопа

а) а) горизонтальний - 12513,5;           б) горизонтальний - 30513,5;

вертикальний - –322,0;    вертикальний - +322,0.

Слід зауважити, що відліки з вертикального круга знімають так само, як і з горизонтального. В залежності від знаку кута нахилу необхідно використовувати різні шкали, які мають відповідне оцифрування. Наприклад, на рис.2.4,а – відлік за вертикальним кругом (КП) буде: – 3 22,0; а на рис.2.4,б – при КЛ: +3 22,0.

Повірки та юстування

Геодезичні роботи виконуються тільки теодолітами, в яких задовольняються всі геометричні умови. Перевірка геометричних умов та виправлення недопустимих відхилень взаємного розташування осей називається відповідно повіркою та юстуванням теодоліта.

Рисунок 2.5 – Осі теодоліта    

Повірка 1. Вісь циліндричного рівня (UU₁) горизонтального круга повинна бути перпендикулярною до осі обертання теодоліта (ZZ₁) (рис. 2.5).

Рисунок 2.6 – Положення циліндричного рівня.

Виконання повірки. Встановлюють теодоліт в робоче положення. Розташовують циліндричний рівень на горизонтальному крузі за напрямком двох піднімальних гвинтів і, обертаючи їх в різні сторони, приводять бульбашку рівня на середину (рис.2.6, 1 положення). Після цього обертають горизонтальний круг на 180. Якщо бульбашка рівня змістилась від нуль-пункта не більше однієї поділки, то умова виконана. В іншому випадку виконують юстирування (рис.2.6, 2 положення).

Юстування. За станом циліндричного рівня (рис.2.6, 2 положення) за допомогою шпильки обертають виправний гвинт так, щоб бульбашка повернулась до нуль-пункту на половину дуги відхилення. Після цього повірку повторюють, щоб переконатися, що умова виконується.

Повірка 2. Візирна вісь зорової труби (NN₁) повинна бути перпендикулярною до осі обертання труби (НН₁) (рис.2.5).

Виконання повірки. На місцевості вибирають далеку точку, яку добре видно і наводять на неї зорову трубу при КП. Знімають відлік з горизонтального круга КП₁. Після цього відкріплюють закріпні гвинти алідади горизонтального круга та зорової труби, переводять трубу через зеніт і при КЛ наводять її на ту ж саму точку, що і при КП₁. З горизонтального круга знімають відлік КЛ₁. Для теодолітів Т30 і 2Т30 повторюють наведення на цю ж точку і знімають відліки КЛ₂ і КП₂. При цьому горизонтальний круг відкріплюють у підставці і обертають його приблизно на 180.

За отриманими відліками з горизонтального круга обчислюють колімаційну помилку за формулою:

.          (2.2)

Якщо с1 (с2m) , то умова виконана. В іншому випадку виконують юстування.

Юстування. Обчислюють відлік за горизонтальним кругом, коли візирна вісь зорової труби перпендикулярна до осі її обертання, за формулою

КЛ₀=КЛ₂-с                                 (2.3)

або

КП₀=КП₂+С.                              (2.4)

За станом зорової труби, наведеної на вибрану точку, і відліком, рівним КЛ₂ (або КП₂), знімають ковпачок в окулярній частині труби, який закриває доступ до виправних гвинтів візирної сітки. Обертають навідний гвинт алідади горизонтального круга і встановлюють відлік КЛ₀ (або КП₀). В цьому випадку центр візирної сітки зійде з точки. Обертаючи по черзі правий і лівий виправні гвинти (один відкручують, а другий закручують за допомогою шпильки) пересувають пластинку з візирною сіткою так, щоб центр візирної сітки співпав з зображенням предмету. Виконання повірки повторюють.

Повірка 3. Горизонтальна вісь обертання зорової труби (НН₁) повинна бути перпендикулярною до вертикальної осі обертання теодоліта (ZZ₁) (рис.2.5).

Виконання повірки. На відстані від стіни будинку 20-30 м встановлюють теодоліт в робоче положення і наводять центр візирної сітки на точку, яка розташована в верхній частині стіни. За допомогою зорової труби теодоліта проектують точку вниз на висоту приладу і позначують на стіні її проекцію. Після цього переводять трубу через зеніт і при другому положенні круга таким же способом одержують другу проекцію. Якщо обидві точки знаходяться в межах бісектору ниток, то умова виконана. В іншому випадку виконують юстування в спеціальних майстернях.

Повірка 4. Один із штрихів сітки ниток повинен бути горизонтальним, а другий знаходитись у вертикальній площині.

Виконання повірки. Приводять вертикальну вісь приладу в прямовисне положення і наводять центр візирної сітки на нитку закріпленого в 5-10 м від приладу виска. Якщо при підніманні і опусканні труби вертикальна нитка співпадає з лінією виска, то умова виконана. В іншому випадку виконують юстування. Другий варіант виконання повірки. Наводять центр візирної сітки на добре видиму точку. Якщо при обертанні теодоліту вліво і праворуч точка не відхиляється від горизонтального штриха, то умова виконується.

Юстування. Відкручують ковпачок в окулярній частині зорової труби і відпускають чотири гвинти, за допомогою яких кріпиться окуляр до труби. Після цього повертають діафрагму так, щоб вертикальна нитка співпала з лінією виска. Далі закріплюють гвинти.

Порядок виконання роботи

1. Вивчити будову теодоліта.

2. Встановити теодоліт в робоче положення і зняти відлік з горизонтального і вертикального кругів.

3. Вивчити повірки теодоліта.

4. Виконати повірки теодоліта.

5. У випадку не виконання повірок 1,2 та 4 виконати юстування.

Звітність з роботи

1 Короткі відомості.

2 Поле зору відлікового пристрою.

3 Результати виконаних повірок.

4 Відповіді на контрольні питання.

Контрольні запитання

1. Назвіть основні частини теодоліта та їх призначення.

2. Поясніть призначення всіх затискних та навідних гвинтів, розкажіть як з ними працювати.

3. Як приводять вісь теодоліта в прямовисне положення?

4. Як наближено і точно наводять зорову трубу на точку?

5. Як виконують центрування теодоліта за допомогою ниткового виска?

6. Як встановити чітке зображення візирної сітки зорової труби і предмету?

7. Як знімають відліки оптичним мікроскопом з горизонтального та вертикального кругів?

8. Запишіть довільне значення градусів та мінут для горизонтального та вертикального кругів, нарисуйте поле зору мікроскопа для цих значень.

9. Назвати осі теодоліта.

10. Як перевіряють взаємне розташування осі циліндричного рівня на горизонтальному крузі та осі обертання теодоліта, і як виконують юстування?

11. Як перевіряють взаємне розташування візирної осі зорової труби та осі обертання труби теодоліта, і як виконують юстування?

12. Як перевіряють взаємне розташування осі обертання труби і вертикальної осі теодоліта?

13. Як перевіряють вертикальність вертикальної нитки візирної сітки зорової труби?