Изучение устройства нивелира типа Н3

 

6 7 8

Рис. 6.1. Устройство нивелира Н3:

1-подъемные винты, 2-юстировочные винты круглого уровня, 3-круглый уровень, 4-элевационный винт, 5-окуляр, 6-кремальера, 7-зрительная труба, 8-мушка, 9-объектив, 10-вкладыш, 11-закрепительный винт зрительной трубы, 12-наводящий винт зрительной трубы, 13-цилиндрический уровень, 14-юстировочные винты цилиндрического уровня, 15-подставка, 16-пружинящая пластина

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9           11 12 13   14 15 16 Рис. 6.2. Устройство нивелира 3Н-3КЛ: 1-окуляр, 2-колпачок, 3-крышка, 4-корпус, 5-кре­мальера, 6-визир, 7-зри-тельная труба, 8-бленда, 9-установочный уровень, 10-юстировочный винт, 11-подъемный винт, 12-наводящий винт, 13-лимб, 14-подставка, 15-трегер, 16-индекс

Поверки нивелира

объектив

сетка нитей

 

 

Рис. 6.3. Основные оси нивелира:

zz^/ - ось вращения нивелира; ww^/ - ось круглого уровня; vv^/ - визирная ось; uu^/ - ось цилиндрического уровня

 

Основные геометрические условия, которые должны быть соблюдены в нивелире, заключаются в следующем:

1) ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира;

2) вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения нивелира;

3) визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.

 

Для соблюдения этих условий выполняются следующие поверки нивелира:

1) ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

Для поверки этого условия подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в нульпункт и поворачивают трубу нивелира на 180°. Если пузырек сместился с нульпункта более, чем на 0,5 деления, исправительными винтами круглого уровня (рис. 6.1, пункт 2 или рис. 6.2, пункт 10) перемещают пузырек к центру на половину дуги отклонения и окончательно совмещают пузырек уровня с центром ампулы с помощью подъемных винтов.

2) вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения нивелира.

Подвешивают отвес. На расстоянии 20 - 25 м от отвеса устанавливают нивелир, при­водят его в рабочее положение. Вертикальную нить сетки зрительной трубы совмещают с нитью отвеса. Если нить зрительной трубы не совпала с нитью отвеса более чем на 0,5 мм, положение нитей сетки исправляют. Для этого отвинчивают винты 1 (рис. 6.4), которыми окулярная часть скреплена с корпусом зрительной трубы, снимают окулярную часть, открепляют винты 2 на ½ оборота, а винт 3 на ¼ оборота и рукой поворачивают сетку до совмещения вертикальной нити со шнуром отвеса.

 

 

 

Рис. 6.4. К поверке нитей сетки

3) Поверка и юстировка установки цилиндрического уровня.

Эта поверка выполняется в 2 этапа:

- отвесная плоскость, проходящая через ось уровня, должна быть параллельна отвесной плоскости, проходящей через визирную ось трубы.

На расстоянии 50 м от рейки устанавливают нивелир так, чтобы один из подъ­емных винтов располагался в створе визирования на рейку. Два других винта займут симметричное положение относительно линии визирования (рис. 6.5).

рейка

 

 

Л П

 

Рис. 6.5. К поверке цилиндрического уровня (1 этап)

 

Нивелир приводят в рабочее положение. Зрительную трубу наводят на рейку. Элевационным винтом совмещают концы пузырька уровня, берут отсчет по рейке, например:

В = 1568 мм.

Вращая в противоположные стороны подъемные винты на 3 полных оборота, наклоняют нивелир влево. Элевационным винтом совмещают концы пузырька уровня, снова берут отсчет по рейке:

В_л =1566 мм.

Наклоняя нивелир вправо и повторяя все действия еще раз, берут отсчет:

В_п =1570 мм.

Вычисляют средний отсчет В_ср и уклонение от него отсчета В:

В - В_ср = -1 мм ≤ 3 мм;

В_п - В_л = +4 мм ≤ 8 мм.

Если В_п - В_л больше допуска и со знаком ² + ², боковыми юстировочными винтами цилиндрического уровня конец уровня перемещают ближе к окуляру. Если со знаком ² - ², конец уровня перемещают от окуляра. Поверку повторяют.

- ось цилиндрического уровня и визирная ось зрительной трубы должны быть параллельны.

Поверку можно выполнять разными способами. Один из способов состоит в следующем: на ровной местности на расстоянии 50 - 75 м один от другого забивают в землю два колышка. Нивелир устанавливают возле рейки, стоящей на первом колу. Опреде­ляют высоту нивелира i₁. Визируют на рейку, установленную на втором колу. Элевационным винтом совмещают концы пузырька уровня. Снимают отсчет по рейке a₁.

Нивелир и рейку меняют местами, действия повторяют, измеряют высоту нивелира i₂, снимают отсчет по рейке a₂ (рис. 6.6).

i₁ =1563 мм,

a₁ = 1466 мм,

i₂ =1464 мм,

a₂ = 1673 мм.

	i1

 

 

 

Рис. 6.6. К поверке цилиндрического уровня (2 этап)

 

Вычисляют ошибку х, указывающую на непараллельность визирной оси и оси цилиндрического уровня:

Если ошибка х превышает ± 4 мм, вычисляют исправленный отсчет по формуле

= 1673 - 56 = 1617 мм.

Вычисленный отсчет устанавливают по рейке элевационным винтом. Концы пузырька уровня разойдутся. Вертикальными юстировочными винтами уровня (рис. 6.1, пункт 14) совмещают изображение концов пузырька уровня.

 

В нивелирах с компенсатором (типа 3Н-3КЛ) выполняются дополнительные поверки:

- определение диапазона действия компенсатора и точности самоустановки линии визирования.

Диапазон действия компенсатора – это угол наклона нивелира, в пределах которого нормально работает маятник компенсатора. Его определяют при помощи рейки (в 50 м от нивелира) как для продольных (±a), так и для боковых (±b) наклонов нивелира. Перед началом работ поверяется и юстируется круглый уровень, а также определяется цена оборота подъемного винта.

С помощью подъемных винтов выполняют продольный или боковой наклон нивелир в обе стороны от нульпункта круглого уровня до момента зависания маятника компенсатора. Зависание фиксируют в момент резких изменений отсчетов по рейке (сетка нитей начинает перемещаться вместе с наклоном нивелира).

Величины a и b определяют по показаниям отсчетов до наклона, после наклона в одну, а затем в другую стороны:

наклон +a: 1566 мм, - a: 1569 мм,

наклон +b: 1564 мм, - b: 1565 мм.

 

- определение точности самоустановки линии визирования.

Под точностью самоустановки линии визирования понимают ошибку

D_сам = Р – П, с которой маятник компенсатора, выведенный из состояния покоя П, вновь примет положение равновесия Р.

На расстоянии 75 м ставят 2 рейки, в середине ставят нивелир. При разных углах наклона с помощью круглого уровня определяют превышения как разность отсчетов по обеим рейкам.

,

где h_a – превышение, определенное при наклоне нивелира на угол a;

h₀ – превышение, полученное при положении пузырька круглого уровня в нуль-пункте;

D – длина визирного луча, мм;

a – наклон нивелира.

Степень компенсации углов наклона не должна превышать 0,3² для точных нивелиров.

h_a = 36 мм, h₀ = 38 мм, D = 50 м, a = 15², r² = 206265²,

= < 0,3²;

 

- поверка горизонтальности линии визирования.

Визирная ось должна располагаться в вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось объектива зрительной трубы, и быть горизонтальной.

а) выполняется аналогично поверке 3 (1 этап) нивелира с уровнем. Юстировка – на заводе-изготовителе.

Пример: В = 1960 мм,

В_л = 1956 мм,

В_п = 1961 мм,

В_ср = (1956 +1961): 2 = 1958 мм,

В - В_ср = 1960 - 1958 = +2 мм (<,3 мм),

В_п - В_л = 1961 - 1956 = +5 мм (< 8 мм).

 

б) вторая часть выполняется двойным нивелированием. При ошибке

х ³ 3 мм, поворотом оптического клина, установленного перед объективом, или при помощи юстировочных винтов сетки устанавливают вычисленный правильный отсчет.

Пример: i₁=1463 мм, a₁ = 1569 мм,

i₂=1564 мм, a₂ = 1473 мм,

 

 

7. Лабораторная работа “Измерение превышений нивелиром Н3”

Геометрическое нивелирование – нивелирование с помощью горизон­тального угла

 

 

 

Рис. 7.1. Простое геометрическое нивелирование:

а) нивелирование из середины: h = a – b; б) нивелирование вперед: h = i – b

 

 

 

Рис. 7.2. Сложное нивелирование:

S h = Sа – S b

 

 

Уравнивание хода: S h_изм = Sа – S b, (7.1)

S h_теор = Н_кон – Н_нач, (7.2)

f_h = S h_изм – S h_теор, (7.3)

f_{h доп} = ±3 ммÖL_км для I класса,

(7.3)

f_{h доп} = ±6 ммÖL_км для II класса,

f_{h доп} = ±10 ммÖL_км для III класса,

f_{h доп} = ±20 ммÖL_км для IV класса.

 

 

 

Рис. 7.3. К полевому журналу геометрического нивелирования

 

Работа на станции:

- устанавливают нивелир, приводят в рабочее положение (горизонтируют);

- на задней точке устанавливают рейку черной стороной к нивелиру;

- наводят нивелир на черную сторону задней рейки, совмещают концы пузырька уровня элевационным винтом, снимают отсчет по рейке по средней нити, записывают отсчет в журнал (табл.7.1);

- наводят нивелир на красную сторону задней рейки, совмещают концы пузырька уровня элевационным винтом, снимают отсчет по рейке по средней нити, записывают отсчет в журнал;

- наводят нивелир на черную сторону передней рейки, совмещают концы пузырька уровня элевационным винтом, снимают отсчет по рейке по средней нити, записывают отсчет в журнал;

- наводят нивелир на красную сторону передней рейки, совмещают концы пузырька уровня элевационным винтом, снимают отсчет по рейке по средней нити, записывают отсчет в журнал.

Таблица 7.1

	№ станций № нивелируемых точек Отсчеты по рейке Превышения Средние превышения Горизонт инструмента Абсолютные отметки Задние Передние Промежуточные                     Рп19           501,582 500,000           -102         пк0       -104 -103   499,897                     пк0+10             500,262

 

Если необходимо определить высотное положение промежуточной точки, наводят нивелир на черную сторону рейки, стоящей на промежуточной точке, совмещают концы пузырька уровня и снимают отсчет по средней нити.

 

Вычисляют превышение на станции как разность отсчетов по черной стороне на заднюю и переднюю точки, и для контроля как разность отсчетов по красной стороне на заднюю и переднюю точки:

h = 1582 – 1684 = – 102 мм;

h = 6266 – 6370 = – 104 мм.

Вычисляют среднее превышение:

.

Если задана отметка задней точки, то отметка передней точки вычисляется по формуле

Н₂ = Н₁ + h_ср. (7.4)

Н₂ = 500,000 – 0,103 = 499,897 м.

Если надо определить отметку промежуточной точки, вычисляют горизонт инструмента (высота нивелира над исходной уровенной поверхностью) по формуле

Н_ГИ = Н₁ + а, (7.5)

где а – отсчет по черной стороне задней рейки.

Н_ГИ = 500,000 + 1,582 = 501,582 м.

Отметка промежуточной точки вычисляется по формуле

Н_ПР = Н_ГИ – b, (7.6)

где b – отсчет по черной стороне рейки промежуточной точки.

Н_ПР = 501,582 – 1,320 = 500,262 м.

Отсчеты по рейке берутся в мм, отметки точек вычисляются в метрах.