горизонтальний кут # 946; - це проекція просторового кута ABC на горизонтальну площину.
На рис.2.2, а показана принципова схема такого проектування, яка лежить в основі пристрою теодоліта. На рис.2.2, б показаний його схематичний вертикальний розріз: 3 - лімб горизонтального кола - металеве або скляне кільце з нанесеними на нього градусними або хвилинними розподілами; 4 - алідада горизонтального кола - концентрично пов'язане з лімбом кільце, що несе на собі відлікові пристосування, циліндричний рівень 9 і підставки 5 зорової труби 7. Лімб і алідада своїми осьовими втулками входять в підставку теодоліта 2 з трьома підйомними гвинтами 1. На рис.2.2, б показана також вісь обертання 8 зорової труби і вертикальний коло 6, також складається з лімба і алідади. Основні частини теодоліта забезпечені закріпними і навідними гвинтами.
У теодолите елементи проекції (див. Рис.2.2, а) реалізуються так: горизонтальною площиною проекції H служить площину лімба горизонтального кола; замість двох прямовисних проектують площин v1 і v2 теодоліт має одну рухливу проектує колімаційну площину, яку повинна описувати візирна вісь зорової труби при обертанні навколо горизонтальної осі 7 (див. рис.2.2). Вершина Про кута на площині H представлена центром лімба горизонтального кола.
Зорова труба теодоліта призначена для спостереження віддалених предметів і побудована за телескопічною системі (рис.2.3), в якій при установці труби на нескінченність точка заднього фокуса об'єктива поєднується з точкою переднього фокуса окуляра.
Візирної віссю зорової труби називають уявну лінію, що сполучає оптичний центр об'єктива і точку перетину ниток сітки.
При геодезичних роботах відстані до спостережуваних точок кінцеві, тому зображення предметів в трубі можуть займати різні позиції, в залежності від відстаней до спостережуваних точок. Тому для спостережень зорову трубу встановлюють по оку і по предмету. У першому випадку її направляють на світлий фон і, обертаючи Діоптрійність кільце окулярного патрубка, досягають чіткої видимості ниток сітки. Для установки труби по предмету потрібно домогтися чіткого зображення предмета. Воно буде таким тільки тоді, коли зображення предмета в трубі суміститься з площиною сітки ниток. Це досягається переміщенням фокусує лінзи за допомогою кремальєри.
Рівні призначені для установки осей або площин геодезичних приладів в горизонтальне або вертикальне положення, або для вимірювання невеликих кутів нахилу. Розрізняють два види рівнів: більш точні - циліндричні і менш точні - сферичні, круглі рівні.
Циліндричний рівень являє собою скляну ампулу тороидальной форми, запаяну в металеву оправу. У поздовжньому перетині внутрішня поверхня ампули відшліфована по дузі кола радіуса R (рис.2.4). Ампула заповнена спиртом або ефіром. Вільний простір в ній, заповнене парами рідини, називається бульбашкою рівня, який завжди прагне зайняти найвище становище в ампулі. На зовнішній поверхні ампули нанесена шкала поділок (зазвичай через 2 мм).
Віссю рівня (рис.2.4) називається дотична до внутрішньої поверхні ампули в нуль-пункті, а ціною поділки - центральний кут # 964 ;, що спирається на одну поділку рівня.
Якщо бульбашка рівня знаходиться в нуль-пункті, то вісь рівня займає в просторі горизонтальне положення. нахил # 957; осі рівня щодо горизонту визначають за величиною зміщення бульбашки щодо нуль-пункту (# 957; = n # 8729; # 964;). У технічних теодолітах # 964; буває в межах 30 # 733; - 60 # 733 ;, в нівелірах 5 # 733; - 30 # 733 ;.
Круглі рівні призначені для попередньої установки приладу в робоче положення. Внутрішня поверхня ампули такого рівня відшліфована під сферу деякого радіуса. На зовнішній поверхні нанесені концентричні ділення. Віссю круглого рівня є радіус сфери, опущений з нуль-пункту. Ціна поділки круглого рівня зазвичай дорівнює 5 # 900; - 10 # 900 ;.
Горизонтальний коло теодоліта складається з двох частин - лімба і алідади. По зовнішньому краю лімба нанесені градусні і хвилинні ділення. Рахунок поділів йде по ходу годинникової стрілки. Найменше розподіл лімба є ціна його розподілу.
Алідада - концентрично пов'язаний з лімбом коло, на якому розташовані відлікові пристосування. На кожусі алідади кріпляться підставки зорової труби. В процесі вимірювання горизонтального кола лімб теодоліта залишається нерухомим, а трубу разом з алидадой встановлюють в заданому напрямку по сторонам кута.
Рис.2.4. Циліндричний рівень: а - пристрій рівня;
б - ціна ділення рівня
Відліком називають кут, відрахований по ходу годинникової стрілки від нульового розподілу лімба до покажчика (нульового штриха) відлікового пристосування.
В сучасних технічних теодолітах зі скляними колами відліковими пристосуваннями служать штриховий (рис.2.5) або шкаловой (рис.2.6) мікроскопи. У першому випадку відлік по лімбу беруть на око по штриху покажчика.
На рис.2.5 відлік A = 306 # 730; 35 # 900; при ціні поділки лімба 10 # 900 ;. В поле зору шкалового мікроскопа видно розподілу лімба і шкала, розмір якої дорівнює одному поділу. Відлік тут складається з цілого числа поділів лімба, до якого додають відлік за шкалою.
На рис.2.6 A = 120 # 730; + 18 # 900; = 120 # 730; 18 # 900 ;, так як найменше розподіл мікроскопа 5 # 900 ;, а цифри від 0 до 6 шкали означають десятки хвилин.
Відповідно до принципової схемою теодоліта (рис.2.2) між його осями і площинами повинні дотримуватися певні геометричні співвідношення, які потрібно перевірити і при необхідності виправити.
1-е умова. Вісь циліндричного рівня на алидаде горизонтального кола повинна бути перпендикулярна осі обертання інструменту. Дотримання цієї умови має забезпечити можливість установки за допомогою рівня горизонтального кола в горизонтальне положення.
Порядок перевірки наступний. Попередньо бульбашка рівня на алидаде ставлять приблизно в нуль-пункт трьома підйомними гвинтами. Потім ампулу рівня розташовують так, щоб вона стала паралельно лінії, що з'єднує два підйомних гвинта, і, діючи цими гвинтами, приводять бульбашку рівня в нуль-пункт, а вісь рівня L1-L1 - в горизонтальне положення (рис.2.7). При цьому вісь може виявитися не перпендикулярна осі обертання приладу (# 946; ≠ 90 # 730;).
Алидаду повертають на 180 # 730; і, якщо бульбашка рівня відхилиться від нуль-пункту, то це свідчить про те, що вісь рівня L2-L2 нахилилася до горизонту на кут # 947 ;, рівний дузі зміщення бульбашки рівня.
Згідно рис.2.7: і. Тому, якщо # 946; ¹90 # 730 ;, то необхідно виправними гвинтами рівня перемістити бульбашку в сторону середини на половину дуги відхилення, поставивши вісь в положення L0-L0. Нарешті, підйомними гвинтами пляшечку призводять в нуль-пункт і для контролю перевірку повторюють.
2-е умова. Візирна вісь зорової труби повинна бути перпендикулярна її осі обертання. Умова ставиться для того, щоб візирна вісь при обертанні описувала проектує колімаційну площину, а не конічну поверхню. Кут c. на який відхиляється візирна вісь від перпендикуляра і осі обертання труби, називається коллимационной помилкою. Перевірку виконують шляхом двократного візування на віддалену точку місцевості A. розташовану приблизно на рівні приладу, зі взяттям відліків по горизонтальному колу. Перше наведення здійснюють при положенні труби «коло ліво» (КЛ), друге (після повороту через зеніт) - при положенні труби «коло право» (КП).
На рис.2.8 B-B - вісь обертання труби; A1 -A і A2 -A - положення візирної осі при КП і КЛ. Коллимационная помилка
Якщо виявиться, що c> 2 # 900; (Більше подвійної точності відліку), цю помилку потрібно виправити. Для цього алидаду встановлюють на відлік A0. вільний від впливу коллимационной помилки:
Дивлячись в підзорну трубу, можна побачити, що хрест нитки зійшов з точки спостереження A. Для усунення помилки сітку ниток пересувають горизонтальними виправними гвинтами до суміщення з спостережуваної точкою. Для контролю перевірку повторюють.
Приклад: відлік A1 (КП) = 25 ° 30 # 900 ;;
3-е умова. Вісь обертання зорової труби повинна бути перпендикулярна осі обертання теодоліта. У сучасних приладах дотримання цієї умови гарантовано заводом-виробником.
Вимірювання горизонтальних кутів
Принцип вимірювання горизонтальних кутів показаний на рис.2.9. Теодоліт встановлюють по схилу над вершиною B кута з точністю 3 - 5 мм (для вимірювань технічної точності) і приводять в робочий стан за рівнем. Над спостерігаються точками або позаду них мають у своєму розпорядженні візирні мети (вішки).
Порядок вимірювання горизонтального кута способом прийомів рекомендується наступний:
1) при закріпленому лімбі зорову трубу наводять на ліву точку A1 і знімають відлік по горизонтальному колу a1;
2) зорову трубу наводять на праву точку A2 і знімають відлік a2;
3) кут # 946; знаходять як різниця відліків (якщо a2 Ці операції складають один полуприем. Для виключення залишкового впливу інструментальних похибок і підвищення точності вимірювань всі операції повторюють при іншому положенні зорової труби (після повороту її через зеніт), тобто виконують другий полуприем (бажано при іншій установці лімба). Якщо значення кутів # 946; 1 і # 946; 2 в двох полуприемах розрізняються не більше ніж на 1 # 900 ;, то обчислюють середнє значення кута. В іншому випадку вимірювання повторюють при іншій установці лімба. Вимірювання вертикальних кутів Вертикальним кутом називають кут нахилу візирної осі зорової труби щодо горизонту. Він може бути в межах від 0 # 730; до 90 # 730; і мати знак "+", якщо труба спрямована вище горизонту, і знак "-" якщо труба спрямована нижче горизонту. Для вимірювання вертикальних кутів теодоліт забезпечений вертикальним кругом, що складається з лімба і алідади. На відміну від горизонтального кола тут лімб жорстко пов'язаний з трубою, а алідада ставиться в робоче положення за рівнем або автоматично за допомогою маятникового компенсатора. Вимірюваний кут нахилу дорівнює різниці двох відліків: відліку при похилому положенні труби і заздалегідь обчисленого відліку, відповідного горизонтального положення труби. Цей відлік називають місцем нуля (М0) вертикального кола. Для різних конструкцій вертикальних кіл формули для обчислення М0 і кутів нахилу # 957; різні. Вони залежать від виду оцифровки поділів вертикального кола. Наприклад, для найбільш поширених теодолітів 2Т30 з плюсовою і мінусовій оцифруванням поділів ці формули такі: де КП і КЛ - відліки по вертикальному колу при наведенні на деяку точку при двох положеннях труби. Наприклад, КЛ = + 5 # 730; 10 # 900 ;; КП = - 5 # 730; 20 # 900 ;; М0 = - 0 # 730; 05 # 900 ;; # 957; = 5 # 730; 10 # 900; - (- 0 # 730; 05 # 900;) = + 5 # 730; 15 # 900; = - 0 # 730; 05 # 900; - (- 5 # 730; 20 # 900;) = + 5 # 730; 15 # 900 ;. Для теодолітів Т2, Т5 з круговою оцифруванням поділів кола формули мають вигляд При обчисленні кутів за останніми формулами до всіх отсчетам, меншим 90 # 730 ;, додають 360 # 730 ;, маючи на увазі, що М0 тут не може бути негативним числом, а кути нахилу можуть змінюватися в межах від 0 # 730; до ± 90 # 730 ;. Наприклад, КП = 356 # 730; 41 # 900 ;, КЛ = 3 # 730; 15 # 900 ;,Схожі статті