153544-317914

На рисунке 8 а представлен общий вид: ось вращения прибора I не перпендикулярна оси уровня U, которая к тому же и не горизонтальна. На рисунке 8 б ось уровня U приведе-

на в горизонтальное положение подъемными винтами. При повороте уровня на 180 ось уровня U займет положение О. Не сложно доказать, что три отмеченных угла равны между собой, откуда следует традиционный способ 1 поверки цилиндрического уровня.

а)	I	б)

I

О

U

Г

Г

U

Рисунок 8 – Схема исправления цилиндрического уровня

Порядок выполнения: Существует несколько способов поверки, в зависимости от со-

стояния и вида уровня.

Первый способ. Применяется при поверках не сильно разъюстированных уровней с

делениями на ампуле. Устанавливаем уровень параллельно линии, соединяющей любую пару подъемных винтов подставки, например, положение а (см. рисунок 9), и, вращая винты в противоположные стороны, выводим пузырек уровня в нуль-пункт. Поворачива-

ем алидаду на 180°, положение б, и определяем величину отклонения пузырька от нуль-пункта в

делениях ампулы п. Если величина отклонения не более 1–1,5 деления, то делается вывод о вы-

полнении условия. При большем отклонении поверку желательно повторить хотя бы еще раз,

чтобы убедиться, что уровень разъюстирован.

	3
	б
1	а
	2

Рисунок 9 – Поверка цилиндрического уровня теодолита. Первый способ

62

Вывод о возможности или невозможности уровня задавать горизонтальную по-

верхность. Если уровень разъюстирован, исправляют положение пузырька при помощи испра-

вительных винтов уровня на половину величины отклонения, т.е. на 0.5 п. Следует иметь в виду,

что уровень в ампуле передвигается слева – направо при вращении исправительных винтов по часовой стрелке. Окончательно в нуль-пункт пузырек приводят подъемными винтами подставки теодолита, что следует из рисунка 8. Поверка повторяется еще раз.

Второй способ. Этот способ поверки целесообразно производить при юстировке контактных (не имеющих делений на ампуле) или сильно разъюстированных уровней, так как величину отклонения пузырька уровня от нуль-пункта в данном случае не определяют.

Устанавливают уровень параллельно одной из сторон подставки прибора, напри-

мер 1 – 2 (рисунок 10, положение а), и, действуя винтами 1 и 2, приводят пузырек в нуль-

пункт. Повернув алидаду на 60° и, расположив уровень по направлению винтов 2 и 3 (по-

ложение б), винтом 3 приводят пузырек уровня на средину. Вращая алидаду, устанавли-

вают уровень параллельно винтам 1 – 3 (положение в). Если при этом положении уровня пу-

зырек сместится с нуль-пункта, то его уклонение устраняют исправительными винтами

уровня.

3			3		3
				60
а		60	б		в
1	2	1	2	1	2
Рисунок 10 – Поверка цилиндрического уровня теодолита. Второй способ

Как видно из описания поверки, при юстировке пузырек приводят в нуль-пункт толь-

ко исправительными винтами уровня, каждый раз перемещая его на полную дугу откло-

нения, что позволяет сократить время, затрачиваемое на выполнение поверки.

После окончания поверки уровня приводят ось вращения теодолита в вертикальное по-

ложение. Для этого алидаду поворачивают на 90° относительно исходного положения и треть-

им подъемным винтом приводят пузырек уровня в нуль-пункт.

63

Поверка равновеликости подставок

Название: Поверка равновеликости подставок.

Геометрическое условие: Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендику-

лярна к вертикальной оси теодолита.

Порядок выполнения:

Первый способ. Установив теодолит на расстоянии 2 – 3 м от стены, приводят его в горизонтальное положение. Под углом в 25 – 30 выбирают точку на стене. Выполнив ви-

зирование на точку при одном из кругов, опускают трубу прибора приблизительно до гори-

зонтального уровня и отмечают на стенке точку в центре сетки нитей. Поменяв круг при-

бора, и наведя на верхнюю точку, снова наклоняют трубу вниз, и определяют величину смещения центра сетки нитей относительно отмеченной точки по биссектору. Разность между значениями смещений не должна превышать 0,5 ширины биссектора.

Второй способ. Используется в случае, когда требуется определить численно угол наклона i оси вращения трубы. Выполняется в начале, так же как и в способе 1, но на рас-

стоянии примерно в 30 м, проекции m1 и m2 точки М при разных кругах отмечаются на сте-

не точками (см. рисунок 11).

M

	i
m1	m
s	m2

Рисунок 11 – Схема поверки равновеликости подставок

Очевидно, что при не совпадении точек, угол наклона i								можно получить как
i			m1m2				,	(1)
			2 Mm

здесь = 206265 – число секунд в радиане; m – середина отрезка т1т2 .

64

При замере расстояния т1т2 можно проецировать центр сетки нитей на горизон-

тальную рейку или линейку, установленную у стены примерно на высоту горизонта инст-

румента и перпендикулярно к линии визирования.

Для технических теодолитов этот угол не следует допускать более 0,5 .

Точное значение угла наклона i можно получить при условиях способа 2, но взяв от-

счеты т1 и т2 при КП и КЛ по положению центра сетки нитей относительно делений не-

подвижной рейки. Тогда угол можно вычислить по формуле

i m2 m1 ctg( ) ,	(2)
s

здесь – угол наклона точки М, расстояние s и отсчеты mi должны быть в одних единицах измерения.

Если нет инструментов для измерения линий, то в тех же условиях берут отсчеты КЛ

и КП по горизонтальному кругу при двух положениях трубы. Угол наклона оси вращения трубы i вычисляют по формуле

	i	КЛ КП 180			ctg( ).	(3)
			2

Выводы: Выполнение условия поверки позволяет прибором производить проецирование в горизонтальной и вертикальной плоскости и без заметных искажений измерять горизонталь-

ные углы, вершины которых располагаются на разных высотах.

Если величина угла наклона i оси вращения трубы превышает установленный до-

пуск, исправление производят в мастерской путем вращения эксцентриковой втулки лаге-

ры горизонтальной оси с помощью исправительных винтов.

Поверка сетки нитей

Название: Поверка сетки нитей.

Геометрическое условие: Вертикальная нить сетки нитей должна быть отвесна.

Выполнение: Первый способ. Приведя вертикальную ось теодолита в отвесное поло-

жение, наводят зрительную трубу на нить свободно висящего отвеса (см. рисунок 12). Если

нить сетки совпадает с нитью отвеса, то условие выполнено. 65

Второй способ. Трубу наводят на четкую точку так, чтобы ее изображение находи-

лось на горизонтальном штрихе сетки у левого (или правого) края поля зрения. Вращая али-

даду, смешают изображение точки к другому краю.

Если горизонтальный штрих сойдет с изображения точки более чем на треть величины биссектора, то сетка установлена неверно и требуется исправление. Этот же способ может быть выполнен вращением трубы в вертикальной плоскости (см. рисунок 12 а, б).

а)

б)

Рисунок 12 – Схема поверки сетки нитей: а) условие выполняется, б) условие не выполняется

Вывод: Условие для сетки нитей прямо не вытекает из принципов измерения углов, но необходимо для удобства визирования, т.к. при его невыполнении визировать можно только центром сетки нитей.

Положение сетки нитей 4 (рисунок 13) исправляют поворотом диафрагмы 2 с сеткой вокруг визирной оси трубы после ослабления винтов 3 до совпадения нитей отвеса и сет-

ки. После исправления винты закрепляют.

1

4

2

5

3

Рисунок 13 – Схема крепления сетки нитей

66

Поверка коллимационной погрешности

Название: Поверка коллимационной погрешности.

Геометрическое условие: Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к гори-

зонтальной оси вращения трубы, т.е. плоскости визирования должны быть отвесны.

Очевидно, что отсчеты при разных кругах на одну точку должны отличаться ровно на

180 , а отклонение от 180 будет равно двойной коллимационной погрешности (см. рисунок 14).

КЛ	КП
С	С

Рисунок 14 – Схема возникновения коллимационной погрешности

Выполнение: Первый способ. Используется для теодолитов с односторонним отсчет-

ным устройством, типа Т30, Т15, Т5. Установив с помощью уровня ось вращения теодолита в отвесное положение, наводят центр сетки нитей на удаленную четкую цель, расположен-

ную 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 теодолита в отвесное положение и, наведя центр сетки нитей на ту же точку, получают от-

счеты по горизонтальному кругу КЛ2 и КП2. Уточненное значение коллимационной погреш-

ности С вычисляют по формуле

С	КЛ1	КП1 180	КЛ 2	КП2 180	.	(4)
		4

Иногда пользуются укороченной формулой

С	КЛ	КП 180	.	(4а)
		2

67

Абсолютная величина погрешности С не должна превышать допуска. Для приборов технической точности это удвоенная средняя квадратическая погрешность измерения угла

прибором. Для теодолита Т30: Сдоп 2 30 1'.

Формула (4) имеет недостаток, т.к. усредняет значения С, которые могут сильно отли-

чаться. Поэтому часто целесообразно получать два отдельных значения погрешностей и

сравнивать их по величине.

Второй способ. Для поверки устанавливают теодолит посредине с точностью 2 – 3 мет-

ра (d > 50 м) между четко видимой точкой 1 и горизонтальной рейкой (линейкой), располо-

женной перпендикулярно к линии визирования и примерно на высоте горизонта прибора (см.

рисунок 15).

		2С	С		а2
1	О				а0
			2С
					а1

d d

Рисунокь15 – Схема определения коллимационной погрешности

Приводят вертикальную ось вращения прибора с помощью уровня в отвесное положе-

ние и наводят трубу на четкую точку 1. Затем переводят трубу через зенит и, не изменяя фо-

кусировки, берут отсчет по рейке а1 (с точностью до 1 мм) по вертикальному штриху. Ос-

вободив алидаду снова наводят визирную ось на точку 1, переводят трубу через зенит и берут второй отсчет а2 по рейке. Коллимационную погрешность (в угловых секундах)

вычисляют по формуле

С	а1 а2	.	(5)
	2d

Единицы измерения расстояния и отсчеты должны быть одинаковы.

Выводы: При выполнении условия центр сетки нитей совпадает с оптической осью, т.е.

возможно точное визирование и не будет искажений в отсчетах при измерении углов. Если ве-

личина С превышает установленный для прибора допуск, то вычисляют отсчет КЛиспр. по лимбу, свободный от коллимационной погрешности. Для этого на основе (4 а) запишем

68

0 КЛ КП 180 2С КЛ С КП С 180 ,

а в выражения в скобках, которые являются исправленными отсчетами для уничтожения коллимационной ошибки С, можно подставить ее укороченный вид из (4 а):

КЛиспр.	КЛ С	2КЛ КЛ	КП 180		КЛ	КП 180	,	(6)
						2
	2

Таким образом, исправленный отсчет есть среднее из двух отсчетов при КЛ и КП. Та-

кой же результат можно получить и для исправленного отсчета при круге право:

КПиспр. КП С	КЛ	КП 180	.	(6 а)
		2

Затем наводящим винтом алидады устанавливают на лимбе горизонтального круга вычисленный отсчет. При этом центр сетки нитей зрительной трубы сместится с изображе-

ния точки, так как визирная ось повернется на угол С. Действуя боковыми исправительными винтами 5 сетки нитей (см. рисунок 13), при слегка расслабленных вертикальных винтах 1,

совмещают центр сетки нитей с изображением точки. По окончании юстировки поверку по-

вторяют, чтобы убедиться, что после исправления коллимационная погрешность не превы-

шает установленного допуска.

При использовании рейки вычисляют отсчет а0 , по рейке, свободный от коллимаци-

онной погрешности как

а0	а1	а2	а1 / 2	.	(7)
		2

Далее процедура исправления такая же, как и в предыдущем случае.

Поверка оптического центрира

Название: Поверка оптического центрира.

Геометрическое условие: Ось оптического центрира должна совпадать с вертикаль-

ной осью теодолита.

69

Выполнение: Поверку параллельности оптической оси центрира к вертикальной оси теодолита производят следующим образом. Устанавливают теодолит на штатив. Наблюдая в окуляр центрира, ставят точку на полу, совпадающую с перекрестием сетки. Отпустив закре-

пительный винт алидады, поворачивают подставку на 180°. При смещении изображения сет-

ки относительно точки более чем на 0,5 мм производят юстировку. Для юстировки половину смещения исправляют юстировочными винтами сетки центрира. Поверку затем повторяют.

Выводы: При выполнении условия центр оптического центрира совпадает с вертикаль-

ной осью, т.е. возможно его использование для центрирования теодолита над вершиной угла.

Определение места нуля будет рассмотрено в лабораторной работе №11.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

ИЗМЕРЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УГЛОВ

Цель работы: освоить методику измерения горизонтальных углов и обработки полученных результатов, приобрести начальные навыки измерения углов.

К измерению горизонтальных углов приступают после выполнения поверок и юсти-

ровок теодолита. Работы выполняют в следующей последовательности:

установка теодолита в рабочее положение (центрирование, нивелирование, уста-

новка зрительной трубы для наблюдений);

измерение горизонтальных углов;

обработка журнала наблюдений и контроль измерений на станции.

Установка прибора в рабочее положение

Подготовка теодолита для наблюдений состоит из следующих действий:

1)центрирование;

2)приведение основной оси прибора в отвесное положение;

3)установка трубы для наблюдений.

Центрирование инструмента над вершиной измеряемого угла в зависимости от точ-

ности выполняемой работы может быть выполнено при помощи нитяного отвеса или опти-

ческого центрира.

70

Центрирование при помощи нитяного отвеса. Теодолит прикрепляют становым вин-

том к оголовку штатива. При помощи ножек штатива производят предварительное центри-

рование, наблюдая при этом, чтобы оголовок штатива был горизонтален, а острие отвеса на-

ходилось в непосредственной близости от центра знака, закрепляющего вершину угла.

В результате предварительного центрирования острие отвеса может отклоняться от центра знака на 1…2 см. Центрирование уточняют передвижением теодолита на оголовке штатива. Для этой цели предварительно открепляют становой винт, и после уточнения цен-

трирования вновь закрепляют.

Центрирование при помощи оптического центрира. Штатив устанавливаю так, чтобы оголовок был горизонтален, а центр штатива находился как можно ближе к вершине угла.

Закрепляют теодолит и при помощи подъемных винтов вводят изображение точки в центр оптического центрира.

Приведение основной оси теодолита в отвесное положение производят при помощи уровня на алидаде горизонтального круга, действуя подъемными винтами (если центрирова-

ние производилось при помощи нитяного отвеса) или ножками штатива (если центрирова-

ние производилось при помощи оптического отвеса).

После приведения оси теодолита в отвесное положение может быть нарушено цен-

трирование. Поэтому центрирование и приведение оси теодолита в отвесное положение вы-

полняют несколькими последовательными приближениями.

Установка трубы для наблюдений состоит из трех действий:

а) установка трубы по глазу;

б) установка трубы по предмету;

в) устранение параллакса сетки нитей.

Для установки трубы по глазу наводят ее на светлый фон и вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются четкой видимости сетки нитей.

Для установки трубы по предмету сначала визируют поверх неё, пользуясь коллима-

торным визиром (визиром ориентировочной наводки). После того, как наблюдаемый пред-

мет попал в поле зрения трубы, зажимают закрепительные винты алидады и зрительной тру-

бы. Вращением кремальеры добиваются четкого изображения наблюдаемого предмета. Дей-

ствуя наводящими винтами алидады и зрительной трубы, совмещают центр сетки нитей с наблюдаемой точкой.

После получения четкой видимости наблюдаемой точки местности и, совмещая её изображение с центром сетки нитей, надо слегка переместить глаз у окуляра. Если изобра-

жение точки местности смещается относительно сетки нитей, то имеется параллакс.

Устранение параллакса сетки нитей производится небольшим вращением кремальеры. 71