Схема расположения осей теодолита

Тема: Устройство и поверки теодолитов

Цель работы: изучить требования к положению осей теодолита, научиться выполнять его поверки и юстировки

Пособия и принадлежности: комплект теодолита, методические указания, рабочая тетрадь.

Общие положения

Устройство

Теодолит 4Т30 и его модификации предназначен для измерения горизонтальных и вертикальных углов, расстояний с использованием нитяного дальномера зрительной трубы, определения магнитных азимутов по ориентир-буссоли и для нивелирования горизонтальным лучом с помощью уровня при трубе.

Основание 1 (рис. 3.1), с которым скреплена подставка 14, служит дном футляра прибора. Это позволяет закрывать теодолит футляром, не снимая его со штатива. Теодолит приводится в рабочее положение (ось его вращения устанавливается в отвесное положение) подъемными винтами 15 подставки при помощи цилиндрического уровня 11. У геодезических приборов три подъемных винта, расположенных вершинах равностороннего треугольника.

При зрительной трубе имеется оптический визир 9 для грубого наведения зрительной трубы на точку. Закрепительным винтом 6 труба фиксируется в заданном направлении. Вращением диоптрийного кольца 17 добиваются чёткого изображения сетки нитей (установка трубы по глазу). Фокусировка трубы на предмет осуществляется вращением кремальеры 10. Горизонтальный круг (лимб) и алидада могут вращаться совместно и раздельно при помощи закрепительных и наводящих винтов 2,4 и 3,5. При закреплении винта 2 и откреплении винта 4 алидады ноль лимба остаётся неподвижным в процессе вращения верхней части теодолита и, наоборот, при закреплении винта 4 и откреплении винта 2 ноль лимба вращается вместе с верхней частью теодолита.

1 – основание теодолита; 2 – закрепительный винт лимба; 3 – наводящий винт лимба; 4 – закрепительный винт алидады; 5 – наводящий винт алидады; 6 – закрепительный винт зрительной трубы; 7 – наводящий винт зрительной трубы; 8 – оптический микроскоп; 9 – оптический визир; 10 – кремальера 11 – цилиндрический уровень на алидаде; 12 – исправительный винт уровня; 13 – вертикальный круг; 14 – подставка (трегер); 15 – подъемный винт; 16 – отверстие для центрирования; 17 – диоптрийное кольцо окуляра.

Рис. 3.1 – Общий вид теодолита 4Т30

Зрительная труба теодолита может быть использована как оптический центрир. Для этого её устанавливают вертикально окуляром вверх и визируют на точку стояния через специальное отверстие 16 в основании прибора.

Схема расположения осей теодолита

Несмотря на разнообразие типов теодолитов, все они создаются по одной и той же геометрической схеме, основанной на принципах измерений горизонтальных и вертикальных углов.

Для угловых измерений соблюдение перечисленных геометрических условий имеет существенное значение, поскольку правильное расположение осей может быть легко нарушено в процессе работы и транспортировки теодолита. Этим объясняется необходимость производст­ва регулярных поверок теодолита, выполняемых в опре­деленной последовательности. Рассмотрим вначале поверки и юстировки, общие для теодолитов всех конст­рукций.

К теодолиту предъявляются следующие требования:

ü Ось цилиндрического уровня U-U должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита

ü I – I;

ü Одна из нитей сетки должна быть параллельна, а другая перпендикулярна к оси вращения теодолита I – I;

ü Ось вращения зрительной трубы V – V должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита I – I;

ü Визирная ось трубы Z – Z должна быть перпендикулярна к оси вращения зрительной трубы

ü V – V;

ü Место нуля (МО) вертикального круга должно быть постоянным и близким к нулю.

Оси теодолита показаны на рис. 3.2.

Рис. 3.2 – Схема осей теодолита

Для угловых измерений соблюдение перечисленных геометрических условий имеет существенное значение, поскольку правильное расположение осей может быть легко нарушено в процессе работы и транспортировки теодолита. Этим объясняется необходимость производст­ва регулярных поверок теодолита, выполняемых в опре­деленной последовательности. Рассмотрим вначале поверки и юстировки, общие для теодолитов всех конст­рукций.

Поверки теодолита

1. Поверка внешнего состояния и комплектности прибора.

Выполняется внешним осмотром. Приводится описание всех нарушений условий поверки.

Вывод: внешнее состояние прибора удовлетворительное (неудовлетворительное).

 

2. Поверка правильности установки цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга.

Условие поверки: ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения прибора.

Описание хода выполнения поверки. Поворотом верхней алидадной части теодолита уровень устанавливается по направлению двух подъемных винтов и, вращением этих винтов в разные стороны приводят пузырек уровня на середину (в нуль-пункт). Затем поворотом на 90˚ устанавливают уровень по направлению третьего винта и вращением этого винта приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Далее поворачивают алидаду вокруг вертикальной оси еще на 90˚ и если пузырек уровня остался на середине, то условие выполнено (допустимое отклонение 1 деление уровня).

В противном случае, необходимо еще раз повторить все действия, т.е. приведение прибора в рабочее положение по цилиндрическому уровню выполняют последовательными приближениями. Если не удается вывести пузырек уровня в нуль-пункт, то выполняют юстировку исправительными винтами 12 уровня (рис. 3.1) перемещают пузырек уровня к середине на половину дуги отклонения, а на оставшуюся часть – двумя подъемными винтами. Затем поверку повторяют.

Вывод: горизонтальный круг теодолита приведен в горизонтальную плоскость. Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга перпендикулярна оси вращения прибора. Условие выполнено (не выполнено, требуется юстировка, после чего поверка повторяется).

 

3. Поверка правильности установки сетки нитей.

Условие поверки: вертикальная нить сетки нитей должна совпадать с линией отвеса (быть параллельна отвесной линии), а горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения прибора (быть отвесна).

Описание хода выполнения поверки.

Проверить можно вертикальную нить (по точке или отвесу).

Проконтролируем вертикальную нить (рис. 3.3). Наводят визирную ось трубы на точку и, работая наводящим винтом трубы, наклоняют трубу вверх и вниз. Если при этом вертикальная нить сетки не будет отклоняться от точки, то условие выполнено. В противном случае ослабляют винты крепления окулярного крепления к трубе и поворотом окулярного колена добиваются правильного положения сетки. После выполнения юстировки винты закрепляют.

 

Рис. 3.3 – Поверка сетки нитей

Эту же поверку можно выполнить с использованием нитяного отвеса. Устанавливают теодолит в рабочее положение по цилиндрическому уровню, на расстоянии 10-15 м от прибора вешают отвес. Наводят вертикальную нить сетки на нитку отвеса. Если они совпадают по всей длине, то условие выполнено (допуском служит двойной бисектор сетки нитей). В современных теодолитах вертикальная и горизонтальная нити сетки нарезаны строго взаимно перпендикулярно, поэтому можно контролировать разворот сетки, проверяя положение одной из нитей.

Вывод: сетка нитей установлена правильно (неправильно). Условие выполнено (не выполнено, требуется юстировка, после чего поверка повторяется).

4. Определение коллимационной погрешности.

Условие поверки: визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы.(рис. 3.4)

Описание хода выполнения поверки.

Рисунок 3.4 Схема возникновения коллимационной погрешности

Установив с помощью уровня ось вращения теодолита в отвесное положение, наводят центр сетки нитей на удаленную четкую цель, расположенную примерно на одной высоте с теодолитом, и берут отсчеты по горизонтальному кругу КЛ1 И КП1. Затем, освободив лимб поворачивают теодолит на 180 °, приводят ось вращения в отвесное положение и наведя центр сетки нитей на ту же точку получают отсчеты по горизонтальному кругу КЛ2 И КП2. Уточненное значение коллимационной погрешности С вычисляют по формуле

КЛ1=_______ КЛ2=______ С=______

КП1=_______ КП2=______

Величина коллимационной погрешности не должна превышать двойной точности измерения горизонтального угла одним полным приемом, т.е. если полученное значение |C| £ 1¢ для теодолита Т30 или 2Т30, то условие считается выполненным.

А) б) в)

а) до установки правильного отсчета; б) после установки правильного отсчета;

в) после исправления коллимационной погрешности.

Рис. 3.5 – Порядок исправления коллимационной погрешности

Исправление коллимационной погрешности выполняют следующим образом:

1) Наводящим винтом 5 алидады (рис. 3.5) устанавливают на лимбе правильный отсчет, вычисленный по формуле:

N = ½ (КП + КЛ ± 180°).

При этом верхняя часть теодолита повернется на угол равный коллимационной погрешности С, а изображение точки в поле зрения трубы сместится с пересечения нитей (рис. 3.5, б)

2) Действуя боковыми исправительными винтами сетки нитей 1 и 2 (рис. 3.5, б) сетки, последнюю перемещают до совмещения пересечения нитей с изображением точки (рис. 3.5, в).

3) После исправления поверку повторяют.

Вывод: величина коллимационной погрешности находится в пределах допуска. Условие поверки выполнено.

7. Определение места нуля вертикального круга.

Отсчёт по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси зрительной трубы называется местом нуля (МО) вертикального круга. Вертикальный круг теодолита Т30 (рис. 3.6) скреплён со зрительной трубой по диаметру 90º – 270º и оцифрован против хода часовой стрелки от 0º до 360º.

Рис. 3.6 – Вертикальные углы

Для вычисления места нуля и углов наклона применяются формулы

= КЛ – МО

= МО – КП + 180º,

МО = .

Следовательно, для определения величины МО нужно на одну и ту же точку навести зрительную трубу при КП и КЛ, взять отсчёты по вертикальному кругу, и вычислить МО.

Условие поверки: место нуля вертикального круга должно быть равным нулю.

Описание хода выполнения поверки.

После приведения в отвесное положение оси вращения прибора при двух положениях трубы наводят визирную ось на одну и ту же точку. Приводят в середину пузырек уровня на горизонтальном круге при помощи одного из подъемных винтов подставки и берут отсчеты по вертикальному кругу при КЛ и КП. Значение МО вычисляют по формуле

КЛ=_____, КП=_____, МО=____

(Если отклонение МО от номинального значения превышает 2t, то МО приводят к нулю).

Вывод: условие поверки выполнено (не выполнено).

После выполнения всех поверок делается вывод о работоспособности теодолита. Акт поверок подписывается лицами, выполнявшими поверки.

Методика снятия отчетов

В качестве отсчётных устройств используются штриховые (теодолит Т30) и шкаловые (теодолит 2Т30, 2Т30П, 3Т30П и 4Т30П) микроскопы. Горизонтальный и вертикальный круги теодолита Т30 разделены штрихами через 10' c оцифровкой через 1º.

Поле зрения отсчётного микроскопа теодолита Т30 приведено на рис. В поле зрения микроскопа изображение вертикального круга обозначено буквой В, горизонтального – Г

а) поле зрения теодолита Т30; б) поле зрения теодолита 2Т30

Рис. 3.7 – Отсчётные устройства теодолитов Т30 и 2Т30

Теодолит 2Т30, являющийся модификацией теодолита Т30, отличается отсчётным устройством, оцифровкой угломерных кругов (вертикальный круг имеет два оцифрованных сектора от 0° до +75° и от - 0° до -75°) и наличием уровня при трубе. В отличие от теодолита Т30 на круги нанесены деления через 1º(каждый градус оцифрован), а в отсчётном устройстве использован шкаловый микроскоп с ценой деления 5'. Поле зрения отсчётного микроскопа теодолита 2Т30 приведено на рис. 3.7, б.

Задание

1. Зарисовать схему осей теодолита и ука­зать их название.

2. Произвести поверки и юстировки теодолита, дать краткое описание последовательности действий при под­готовке и выполнении поверок и юстировок.

3 Сделать выводы о результатах поверки

Контрольные вопросы

1.Перечислите основные части теодолита.

2. Перечислите основные оси теодолита?

3. Дайте определение оси цилиндрического уровня и цены его деления.

4. Какие бывают уровни и каково их устройство?

5. Назовите основные части зрительной трубы?

6. Что называется визирной осью зрительной трубы?

7. Что такое коллимационная погрешность?

8. Как осуществляют фокусировку прибора при наблюдении на предмет?

9. Опишите порядок установки теодолита в рабочее положение.

10. Как производят отсчет по штриховому и шкаловому микроскопам?

11. Из каких действий складывается установка трубы для наблюдений?

12. Назовите поверки теодолита и порядок их выполнения.

13. Сформулируйте геометрические условия, которым должно отвечать взаимное расположение осей теодолита.

14. Как устраняют обнаруженные в результате поверок погрешности?

15. Как измеряется горизонтальный угол способом приемов?

16. В каких случаях для измерения углов используется способ круговых приемов и как он выполняется?

17. Каково назначение вертикального круга?

18. Что такое угол наклона?

19. Что называется местом нуля вертикального круга?

20. По каким формулам определяют место нуля?