6 Рiвнi та компенсатори нахилу

6.1 Основнi вiдомостi про рiдиннi рiвнi

6.2 Дослiдження рiвнiв

6.3 Електронні рівні

6.4 Компенсатори нахилу

6.1 Основнi вiдомостi про рiдиннi рiвнi

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. 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.

Точнiсть виготовлення рiвнiв багато в чому залежить вiд якостi шлiфування внутрiшньої поверхнi. Чим якiснiше вiдшлiфована ампула, тим рiвень є бiльш чутливим. Перерiз ампули представляє собою дугу певного радiусу. В залежностi вiд радiусу дуги буде залежати цiна дiлення рiвня. Як правило, цi радiуси для геодезичних приладiв знаходяться в межах 0,7 - 40 метрiв, що вiдповiдає цiнi дiлення 10′ - 10″ . Чим бiльший радiус, тим точнiсть рiвня буде вищою. Рiдиннi рiвнi виготовляють з молiбденового скла.

Для менш точних рiвнiв рiдиною служить етиловий спирт. Для високоточних рiвнiв використовують ефiр етиловий. Ампула рiвня перед заповненням є вiдкритою лише з одного боку i пiсля заповнення її запаюють.

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

Основною вимогою до заповнюючої рiдини є:

1) низька температура замерзання;

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

Оптимальною вважається така пропорцiя мiж рiдиною та сумiшшю повiтря з парами рiдини, при якiй довжина бульбашки буде становити 1/3 вiд довжини ампули.

Змiна довжини бульбашки знижує точнiсть вимiрiв, а також приводить до незручностей при взяттi вiдлiка. Оскiльки рiдини, якi використовують для заповнення ампул, мають великий коефiцiєнт об'ємного розширення, то змiна температури буде приводити до змiни розмiрiв бульбашки. Для зменшення цього впливу в ампулу помiщають компенсацiйну трубку. Цю трубку виготовляють з такого матерiалу, що має велику теплоємнiсть. Таким чином, вона виконує свою функцiю завдяки:

1) зменшенню впливу рiзкої змiни температури;

2) зменшенню об'єму рiдини.

Наприклад, такий рiвень використовують у нiвелiрi Н-3.

Крiм цього, 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. Такий рiвень використовують у нiвелiрi Н-05.

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.

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.

Нуль-пункт рiвня – це середня точка ампули рувня. Точнiсть встановлення бульбашки рiвня в нуль-пункт залежить вiд способу взяття вiдлiку. Вiдлiк можна брати неозброєним оком. При цьому точнiсть приведення бульбашки в нуль-пункт буде становити 0,14t, де t – ціна поділки рівня. При використаннi дзеркал точнiсть приведення в нуль-пункт буде становити 0,1 t , а при використаннi контактного цилiндричного рiвня – 0,04 t. Тобто використання контактного цилiндричного рiвня дозволяє в порiвняннi зi взяттям вiдлiку неозброєним оком пiдвищити точнiсть майже в чотири рази.