2.3. Устройство теодолитов

Для работы с теодолитами необходимо изучить их устройство по рис. 2.8 и 2.9 для технических и по рис. 2.10 для точных теодолитов. Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтального угла  теодолитом Т30 составляет 30, теодолитом 4Т30П  20, а теодолитом 3Т5КП  5.

Рис. 2.8. Устройство теодолита типа Т30:

1пружинящая пластина с втулкой для станового винта; 2подставка с подъемными винтами; 3закрепительный винт лимба ГК; 4наводящий винт алидады ГК; 5горизонтальный круг (ГК); 6окуляр зрительной трубы; 7отсчетный микроскоп; 8вертикальный круг (ВК); 9буссоль; 10объектив зрительной трубы; 11закрепительный винт зрительной трубы; 12кремальера; 13наводящий винт зрительной трубы; 14цилиндрический уровень; 15юстировочные винты уровня; 16закрепительный винт алидады ГК; 17на-водящий винт лимба ГК.

Рис. 2.9. Устройство теодолита 4Т30П:

1кремальера; 2закрепительный винт трубы; 3отсчетный микроскоп; 4визир; 5зеркало подсветки; 6колонка; 7подставка с подъемными винтами; 8ограничитель; 9рукоятка перестановок лимба; 10закрепительный винт алидады; 11юстировочные винты уровня; 12окуляр зрительной трубы; 13колпачок юстировочных винтов сетки; 14уровень при алидаде ГК; 15наводящий винт алидады; 16наводящий винт трубы.

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

Рис. 2.10. Устройство теодолита 3Т5КП:

1ручка; 2зеркало подсветки; 3установочный винт; 4рукоятка перестановок лимба; 5подъемный винт; 6закрепительный винт подставки; 7подставка; 8 оптический центрир; 9колонка; 10зрительная труба; 11,12закрепительный и наводящий винты зрительной трубы; 13,14закрепи­тельный и наводящий винты алидады ГК; 15юстировочный винт цилиндриче­ского уровня; 16 цилиндрический уровень, 17круглый уровень, 18окуляр от­счетного микроскопа, 19окуляр зрительной трубы, 20кремальера, 21визир.

2.4. Поверки теодолитов типа т30

Основные требования, которые должны быть соблюдены в теодолите при измерениях, вытекают из принципиальной схемы измерения горизонтального угла и заключаются в следующем:

1) вертикальная ось прибора должна быть отвесной;

2) плоскость лимба ГК должна быть горизонтальной;

3) визирная плоскость должна быть вертикальной.

Эти требования будут обеспечены, если в приборе выполнены поверки и он приведен в рабочее положение. Проверка соблюдения в приборе его геометрических и оптико-механических условий называется поверками. Геометрические условия определяются соотношением между основными осями прибора. Для теодолита они представлены на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Основные оси и плоскости теодолита:

00/  Вертикальная ось прибора; uu/  ось цилиндрического уровня;

VV/  визирная ось трубы; нн/  ось вращения трубы.

До проведения полевых работ проводят поверки теодолита.

1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси прибора (UU^/  00^/).

Устанавливают ось цилиндрического уровня параллельно двум подъемным винтам. Вращая их в противоположные стороны, пузырек уровня выводят на середину (рис. 2.12, а). Поворачивают алидаду с уровнем горизонтального круга на 180° (рис. 2.12, б). При отклонении пузырька уровня от середины более, чем на 1 деление, положение оси уровня исправляют на половину дуги отклонения юстировочными винтами уровня (рис. 2.8, винты 15; рис. 2.9, винты 11, рис. 2.10, винт 9).

а) б)

или

Рис. 2.12. Схема поверки уровня

2. Сетка нитей не должна быть развернута, т.е. горизонтальная нить сетки должна находиться в горизонтальном положении, вертикальная – в вертикальном положении.

Наводят центр нитей сетки на какую-нибудь точку или отвес (рис. 2.13) и медленно поворачивают трубу вокруг ее оси вращения, наблюдая за положением точки. Если при перемещении трубы изображение точки (отвеса) не будет сходить с вертикальной нити, то условие выполнено. В противном случае после открепления винтов I  IV производится поворот сетки нитей до совпадения вертикальной нити с отвесной линией. Винты закрепляют.

Рис. 2.13. Поверка нитей сетки

3. Горизонтальная ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси прибора (НН^/  00^/).

Установив теодолит на расстоянии 3040 м от стены какого-либо здания (рис. 2.14) и отгоризонтировав его, центр сетки нитей наводят на некоторую высоко расположенную точку А стены. При закрепленной алидаде (при КЛ) наклоняют трубу до примерно горизонтального положения ее визирной оси и отмечают карандашом на стене точку а₁ – проекцию центра сетки нитей. Переводят трубу через зенит, открепляют алидаду и при втором положении трубы (КП) снова наводят центр сетки нитей на точку А. Наклоняют трубу и отмечают карандашом на стене точку а₂ – проекцию центра сетки нитей. При совпадении точек а₁ и а₂ условие поверки выполняется. В противном случае (допуск  расхождение не должно выходить за пределы биссектора нитей сетки) ось вращения трубы не перпендикулярна к основной оси теодолита. Эта погрешность вызывается неравенством подставок, на которых располагается зрительная труба. В современных конструкциях теодолитов подставки трубы не имеют юстировочных винтов, поэтому погрешность может быть устранена только в мастерской.

Рис. 2.14. Поверка равенства подставок

4. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси вращения трубы (VV^/  НН^/).

Угол отклонения визирной оси трубы от перпендикуляра к горизонтальной оси ее вращения называется коллимационной ошибкой c (рис. 2.15).

Для проверки данного условия выбирают удаленную, находящуюся на горизонте ясно видимую точку М. Визируют на нее при положении КЛ и делают отсчет по лимбу ГК. Затем переводят трубу через зенит, визируют на точку М при положении КП и снова берут отсчет по лимбу ГК.

Например, отсчеты по горизонтальному кругу КЛ = 12512, КП = 30516. При отсутствии коллимационной ошибки

КЛ – КП  180° = 0. (2.1)

Коллимационная ошибка c определяется по формуле

c = . (2.2)

В примере c =

Допуск на коллимационную ошибку c зависит от точности теодолита.

Для юстировки коллимационной ошибки наводящим винтом алидады устанавливают на лимбе ГК исправленный отсчет

КЛ_испр. = КЛ  c = 12512  (2) = 12514 (2.3)

или КП_испр. = КП + c = 30516 + (2) = 30514. (2.4)

При этом центр сетки нитей сойдет с точки М. Действуя горизонтальными юстировочными винтами сетки (рис. 2.14, б), передвигают ее до совмещения центра сетки нитей с изображением точки М.

V

а) б)

Рис. 2.15. Поверка коллимационной ошибки

5. Поверка места нуля вертикального круга.

Место нуля вертикального круга (М0) – отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось трубы горизонтальна, а пузырек уровня при алидаде находится в нульпункте (рис. 2.16). М0 должно быть близко к нулю.

После приведения пузырька уровня при алидаде горизонтального круга на середину, при КЛ зрительную трубу наводят на удаленную точку М и берут отсчет по вертикальному кругу. Аналогичные действия выполняют при КП.

Вычисляют место нуля по формулам:

теодолит Т30: теодолиты 2Т30П, 4Т30П:

(2.5)

Например, для Т30: КЛ = 512; КП = 17436.

Для 2Т30П, 4Т30П: КЛ = 512; КП = 524.

Для исправления наводящим винтом зрительной трубы устанавливают на вертикальном круге исправленный отсчет

КЛ_испр. = КЛ  МО (2.6)

или КП_испр. = КП  МО. (2.7)

Для Т30: КЛ_испр.= 512 (6^/) = 518

или КП_испр.= 17436 (6^/) = 17442.

Для 2Т30П, 4Т30П: КЛ_испр = 512 (6^/) = 518

или КП_испр = 524 (6^/) =  518.

Наблюдаемая точка М сместится по вертикали. Вертикальными юстировочными винтами сетки (рис. 2.16) перемещают ее до совмещения с изображением точки М.

Рис. 2.16. К поверке места нуля