Маркшейдерско-геодезические приборы

Л. С. ЛЮБИВАЯ ЛЕКЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНЕ МАРКШЕЙДЕРСКО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МАРКШЕЙДЕРСКО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРИБОРАХ Геодезические работы в основном представляются измерениями на местности горизонтальных и вертикальных углов, превышений. Горизонтальный угол – ортогональная проекция на горизонтальную плоскость двугранного угла, ребро которого совмещено с отвесной линией, проходящей через точку местности. Вертикальный угол __ угол, составленный горизонтальным направлением и направлением на точку местности, расположенный в отвесной плоскости, проходящей через эту точку. Пусть необходимо измерить угол АВС на местности. Точки АВС на местности располагаются на разных высотах, поэтому ГУ не будет равен углу между направлениями на эти точки. Необходимо определить ортогональную проекцию угла на горизонтальную плоскость. Построим плоскости, проходящие через вершину угла и направим так, чтобы эти плоскости проходили через отвесную линию в вершине угла, т. е. построим отвесные плоскости по направлениям сторон угла. Тогда отвесные плоскости отсекут на горизонтальной плоскости Р угол, который и будет горизонтальным. Как измерить его? Представим что на отвесной линии взята производная точки О, в которой построим горизонтальную плоскость, а на ней выделим окружность некоторого радиуса R. Выбранная плоскость пересечётся отвесными плоскостями и тем самым на ней также получим горизонтальный угол a'О с'. Представим себе, что окружность рад. R разделена на градусы; тогда на ней можно выполнить отсчитывание по направлениям сторон угла, а это значит, что можно вычислить и само значение ГУ: F β = a' – с' (1) Теперь через вершину угла проведём в отвесных плоскостях горизонтальные линии, тогда угол ν между горизонтальными направлениями и направлениями на точку будет вертикальным углом. Вертикальный угол можно измерить по только что рассмотренному методу, помещая круг с град. делениями в отвесной плоскости. Следовательно для измерения Г и В углов необходимо иметь прибор, снабжённый следующими деталями: 1. Точно разделённый в градусной мере круг, который можно установить строго горизонтально (для измерения ГУ). 2. Устройство, позволяющие строить вертикальную проекторную плоскость и выполнять наведение на точки местности, даже на очень удалённые. 3. Устройство для точного отсчитывания по разделённому кругу. 4. Устройство для установления разделённого круга в горизонтальное положение (изм.ГУ). Указанными деталями располагает специальный прибор для выполнения условных измерений, который называется теодолит. Изобретению теодолита способствовали следующие открытия: -изобретение зрительной трубы -изобретение уровня -делительная машина для разделения окружности на градусы Первые теодолиты появились в Англии в 16 веке. Элементарными приборами для измерения ГУ считались астролябия, буссоль и компас. Для измерения вертикальных углов – эклиметр. Для измерения превышений используется нивелир.Согласно ГОСТ в нашей стране выпускаются нивелиры трех типов: высокоточные с ошибкой измерения превышения не более 0.5 мм на 1 км хода, точные с ошибкой измерения превышения 3 мм на 1 км хода и технические с ошибкоизмерения превышений 10 мм на 1 км хода. Нивелиры всех типов могут выпускаться с уровнем при трубе, или с компенсатором наклона визирной линии трубы. При наличии компенсатора в шифре нивелира добавляется буква К, например, Н-3К. У нивелиров Н-3 и Н-10 допускается наличие горизонтального лимба; в этом случае в шифре нивелира добавляется буква Л, например, Н-10Л. Нивелир с уровнем при трубе изображен на рис.2. Зрительная труба и уровень при ней являются важнейшими частями нивелира. Элевационный винт служит для приведения визирной линии трубы в горизонтальное положение. С его помощью поднимают или опускают окулярный конец трубы; при этом пузырек уровня перемещается и когда он будет точно в нуль-пункте, визирная линия должна устанавливаться горизонтально. 1. Зрительная труба. 2. Объектив. 3. Окуляр. 4. Цилиндрический уровень. 5. Кремальера (фокусирующий винт). 6. Круглый уровень. 7. Закрепительный винт зрительной трубы. 8. Наводящий винт зрительной трубы. 9. Элевационный винт. 10. Исправительные винты круглого уровня. 11. Подъемные винты. 12. Визир. 13. Подставка. Рис.2. Внешний вид нивелира Цилиндрический уровень обычно контактный; изображение контактов пузырька передается системой призм в поле зрения трубы, что очень удобно, так как наблюдатель видит сразу и рейку, и уровень (рис.3). отсчет 2063 Рис.3 Поле зрения трубы нивелира Электронный тахеометр — универсальный геодезический прибор. Встроенный микропроцессор позволяет тахеометру самостоятельно решать широкий спектр задач: измерение горизонтальных и вертикальных углов, расстояний, решение прямой и обратной геодезических задач, производство геодезических засечек, тахеометрической съёмки местности, измерения относительной базовой линии и определение недоступных расстояний и высот (рис.4). Полученные данные хранятся в памяти тахеометра и могут быть переданы на компьютер (рис.4). Работать с электронным тахеометром, благодаря использованию жидкокристаллического экрана и клавиатуры, ничуть не сложнее, чем любым другим геодезическим прибором. Рис.4. Электронный тахеометр Leica Geosystems TCR407 Рис. 5. Обобщенная структурная схема электронного тахеометра Электронные тахеометры обладают: • электронной системой слежения за вертикальностью прибора (электронные уровни и компенсатор); • лазерным дальномером, который, помимо измерений с отражателем, часто оснащен также безотражательным режимом измерения расстояний (позволяет тахеометру производить измерения непосредственно на поверхность объекта); • памятью, в которой хранятся все измерения и расчеты, выполненные тахеометром; • системой учета коллимации и рефракции, что дает возможность работать с тахеометром только при одном круге; • более совершенные модели тахеометров имеют возможность автоматического захвата и слежения за отражателем. Такой тахеометр производит измерения в роботизированном режиме при минимальном участии наблюдателя. 2 УСТРОЙСТВО ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ Зрительные трубы предназначаются для увеличения угла зрения на предметы местности. При измерениях вращением трубы строится вертикальная плоскость. Зрительные трубы различаются по конструкции: а) с внешней фокусировкой __ у астрономических инструментов б) с внутренней __ у всех геодезических инструментов По характеру изображения: - астрономические - перевёрнутое изображение - земные __ прямое изображение. Наибольшее распространение получили астрономические трубы, дающие более чёткое изображение при меньших размерах. Сферическая аберрация __ явление, приводящее к тому, что изображение предметов получается расплывчатым. Происходит из-за того, что параллельные лучи при преломлении в линзе должны сойтись в одной точке, а в простых линзах, как правило, этого не происходит. Хроматическая аберрация __ явление, когда лучи света, проходят через лучи линзы, распадаются. Зрительная труба с внутренним фокусированием. Объективное колено: 1-объектив; 2-сетка нитей; 3-рассеивающая фокусирующая линза; Окулярное колено 4 ,перемещением которого изменяется расстояние между окуляром и сеткой нитей; тем самым труба устанавливается по глазу. Сетка нитей __ стеклянная пластинка, на которой нанесена сетка в виде креста. Пластинка вмонтирована в кольцо и закрепляется винтами. Визирная ось __ воображаемая линия, соединяющая оптический центр объектива с перекрестьем сетки нитей. Из основного свойства следует: если пузырёк отклоняется от нуль-пункта, ось уровня UU1 наклоняется к горизонту на соответствующий угол. Угол, на который наклоняется ось уровня при перемещении пузырька на одно деления ампулы, называется ценой деления уровня. Или цена деления уровня __ центральный угол τ, соответствующий дуге EF в одно деление ампулы. Из рис.: ; Например: При FE = 2мм Изготовляют уровни с τ = 10" 1"< τ"< 2' ρ"= 206 265" R = 41м Качество уровня характеризуется его чувствительностью, под которой понимают наименьший угол, на который необходимо наклонить ось уровня, чтобы пузырёк переместился на едва заметную для невооруженного глаза величину. Чем меньше цена деления уровня, тем больше его чувствительность. Чувствительность зависит от цены деления, качества шлифовки ампулы, свойств жидкости, длины пузырька и температуры воздуха на отдельные части спектра и окрашивает края изображения в цвета радуги. Характеристики оптические: 1) Увеличение зрительной трубы __ отношение угла, над которым виден предмет в трубу, и углу над которым он виден невооруженным глазом: Определение увеличения: 1 способ: Наблюдаем в трубу, одним глазом берут отсчеты по рейке ℓ, одновременно, глядя вторым глазом, определяют скольким делениям будет равна эта проекция при рассматривании невооруженным глазом L: L _ отсчёт по рейке невооруженным глазом. ℓ __ отсчёт по рейке через трубу. 2 способ: D - диаметр объектива d - диаметр окуляра. 2) Точность визирования; Две точки можно различать невооруженным глазом, если угол под которым они видны не меньше критического угла зрения Е. Если же угол под которым они видны, меньше критического, то изображения А'В' сольются. Для нормального глаза Е=60". При визировании с помощью зрительной трубы критический угол зрения уменьшается пропорционально её увеличению. ΔV - ошибка визирования. 3) Поле зрения трубы __ часть пространства, видимого в трубу при её неподвижном положении; поле зрения трубы обратно пропорционально её увеличению: 4) Яркость изображения Субъективная яркость зависит от степени освещенности изображения предмета. Качество трубы характеризуется относительной яркостью __ отношением яркости изображения даваемого при наблюдении невооруженным глазом E, и с помощью зрительной трубы Е0. R - радиус объектива r - радиус зрачка глаза. Выгодно иметь трубы с большим объективом, но это ведет к усилению влияния хроматической аберрации. Установка трубы для наблюдения. Необходимо установить зрительную трубу а) по глазу наблюдателя __ добиться четкого изображения сетки нитей поворотом окулярной трубочки. б) по предмету __ добиться чёткого изображения наблюдаемого предмета поворотом кремальерного кольца, т.е. движением фокусирующей линзы. При недостаточно тщательном фокусировании плоскость сетки не совпадает с плоскостью изображения, полученного посредством объектива. Вследствии этого имеет место параллакс сетки нитей __ кажущееся смещение наблюдаемой точки относительно креста сетки нитей при изменении положения глаза наблюдателя относительно окуляра. Установку трубы по предмету можно считать выполненной лишь убедившись в отсутствии параллакса, для чего слегка перемещают глаз у окуляра. Навести трубу на точку __ значит, совместить визирную ось (крест сетки нитей) с изображением точки в трубе. 4 УРОВНИ И КОМПЕНСАТОРЫ Уровни служат для приведения осей или в горизонтальное или в отвесное положение. По форме: круглые или цилиндрические По конструкции: а) простые б) камерные в) с компенсированной ампулой. а) Простой цилиндрический состоит из: 1) ампула со спиртом; 2) металлическая оправа; 3) пузырёк воздуха точка О в средней части ампулы над нульпунктом. На наружной поверхности ампулы нанесены деления через 2мм. Касательная UU1 к дуге продольного сечения внутренней поверхности ампулы в нульпункте О над осью цилиндрического уровня. Основное свойство уровня: когда пузырёк находится в нульпункте, ось уровня занимает горизонтальное положение. Этим свойством пользуются при установке осей и плоскостей инструментов в горизонтальное или отвесное положение. Более высокая точность установки пузырька в нульпункт достигается с помощью контактных уровней. В них уровень рассматривается с помощью системы призм. Лучи, идущие от концов пузырька уровня, видны в поле зрения. Когда пузырёк уровня устанавливается в О-пункт, изображения его концов совмещаются, а если пузырёк отклоняется, то его концы расходятся. Момент контактирования фиксируется с высокой точностью. Кроме цилиндрических уровней существуют круглые уровни. Нормаль СО к внутренней поверхности ампулы в нульпункте наз. осью уровня круглого. При недостаточном качестве шлифовки пузырёк « прилипает», - чувствительность уменьшается. б) Для регулировки длины пузырька ампулы точных уровней имеют запасную камеру __ такие уровни относят к камерным. При наклоне ампулы камерой вниз в неё переливаются часть наполнителя и пузырёк удлинится. Рекомендуемая длина пузырька 0,3 __ 0,5 длины шкалы ампулы. Уменьшение влияния температуры на длину пузырька достигается устройством. в) компенсированных ампул __ 3ий тип уровней Внутрь такой ампулы помещена стеклянная палочка. Благодаря этому значительно уменьшается объём наполнителя в ампуле. При изменении t° объём наполнителя меняется мало (ввиду небольшого объёма его), вследствие чего и длина пузырька изменяется незначительно. Нивелиры с компенсаторами углов наклона называются самоустанавливающимися. Компенсация углов наклона визирной оси или автоматическое приведение ее в горизонтальное положение у таких нивелиров происходит за счет автоматического поворота компенсатора оптической системы. Нивелир ЗН-ЗКЛ (рис.6.) предназначен для геометрического нивелирования – определения разности высот точек на местности с помощью визирного луча, автоматически устанавливающегося горизонтально. Рис. 6. Внешний вид нивелира 3Н-3КЛ ЗН-ЗКЛ относится к нивелирам технической точности. Основные особенности этого нивелира: самоустанавливающийся компенсатор в системе зрительной трубы, приводящий ее визирную ось при наклоне прибора в горизонтальное положение, зрительная труба прямого изображения создает изображение высокого качества, лимб, позволяющий измерять горизонтальные углы или переносить их на местность. Точность нивелира в сочетании с высокой надежностью и удобством в работе позволяет оперативно выполнять большинство нивелирных работ: создавать высотную основу топографических съемок, определять превышения и высоты при изысканиях, строительстве, в сельском хозяйстве и т.д. 5 КРУГОВЫЕ И ЛИНЕЙНЫЕ ШКАЛЫ Штриховой моркроскоп (индекс). В поле зрения микроскопа видны, изображения штрихов лимба и указателя или индекса. Отсчёт Е складывается из: 1) подписанного младшего штриха А. 2) числа целых делений К от младшего подписанного штриха А до индекса I умноженного на цену деления лимба µ т.е. (К ½ µ ). 3) доли целого деления ℓ от младшего штриха до индекса умноженного на цену деления лимба µ, т.е. (ℓ µ ) Е=А+ К µ+ l µ Шкаловый микроскоп. Для повышения точности отсчитывания в поле зрения отсчётного микроскопа вводят специальную шкалу, длина которой должна быть равна наименьшему делению лимба. Весь интервал шкалы разделён на n делений. Следовательно, цена деления шкалы λ 2Т 30 Оценкой на глаз можно отсчитать с точностью до 0,1 λ Е=А+ λm+ l λ Е=650 + 6 · 5' + 0,2 · 5' = 65031' 30' 10 В качестве индекса I используется штрих лимба, который попадает внутрь шкалы (ab) микроскопа. Полный отчет Е по шкалам микроскопу: 1) подписанный младший штрих лимба А 2) число целых делений К от младшего подписанного штриха А до шкалы ab умноженное на цену деления лимба μ, т.е. (К μ) 3) число целых делений m шкалы (ab) от начала шкалы до индекса I умноженное на цену деления шкалы λ, т.е. (m·λ) 4) доля целого деления шкалы l от младшего штриха шкалы до индекса I умноженное на цену деления шкалы λ, т.е. (l λ) Е = А + К μ + mλ + l λ . Шлаковые микроскопы удобны в работе, но требуют тщательности юстировки оптической системы и надёжности её закрепления. Верньер. Предложил француз Верньер. Сущность Верньера в следующем: соприкасаются две шкалы: на одной дуга разбита на n делений; на другой на (n + 1), т.е. на одно деление больше. Пусть μ – цена деления лимба; λ – цена деления верньера. Тогда разность t = μ – λ (1) – называется точностью верньера. Непосредственно из устройства верньера μ · n = λ ½ ( n + 1 ); (2) (2)→(1): Þ Точность верньера = цене деления угломерного круга разделённой на число делений на верньере. Если со штрихом лимба совпадает К штрих верньера, то дуга от младшего штриха лимба до нулевого штриха верньера будет = произведению точности верньера t на номер К совпадающего штриха, т.е. (Кt). Для выполнения отсчитывания нам необходимо оценить дугу от нуля верньера до нуля лимба. Пусть А – наименьший подписанный штрих лимба; m – число полных делений лимба от последнего подписанного штриха до нуля верньера; К – номер штриха верньера, совпадающего с любым штрихом лимба; Тогда полный отчёт равен E = A + m μ + к λ . Таким образом, полный отчёт равен: 1) дуге от нуля лимба до младшего подписанного штриха лимба А + 2) цена деления лимба μ на число полных делений лимба m от подписанного штриха до нуля верньера + 3) произведение цены деления верньера λ на номер совпадающего штриха верньера К. 6 ОТСЧЕТНЫЕ УСТРОЙСТВА Отсчётные приспособления теодолитов основываются на одном из следующих принципов: 1. Оценка доли наименьшего деления лимба с помощью индекса или шкалового микроскопа. 2. Оценка совмещения двух штрихов верньер или оптический микрометр. 3. Оценка по установке штриха в биссектор (у астрономических приборов). Наиболее совершенным отчётным приспособлением является оптический микрометр – прибор, служащий для измерения дуги интервала меньшей, чем наименьшее деление основной шквалы. Рассмотрим принцип работы оптического микрометра с плоско - параллельной пластинкой. Из оптики известно, что плоско – параллельная пластинка смещает падающее на неё лучи пропорционально тангенсу угла их падения и далее посылает их параллельно падающим. Основываясь на законе преломления лучей смещение определяется: где n – коэффициент преломления стекла, d – толщина пластины, h – величина смещения, i – угол падения. Рассмотрим оптическую систему микрометра и принцип её действия. На пути лучей, идущих от объектива – 1, поместим плоско – параллельную пластину 2. Объектив 1 строит изображения А', С' штрихов лимба А, С на неподвижной стеклянной пластине 3 с биссектором 4. Плоско – параллельная пластинка может вращаться вокруг оси DF На левом рисунке показан момент, когда плоско – параллельная пластинка перпендикулярно оптической оси объектива и в биссектор не попадает ни один штрих лимба. Пусть на оси DF имеется барабан с m делениями, показывающий в этот момент отсчёт = 0. Оптическая система рассчитана так чтобы при повороте барабана на все m делений плоско – параллельная пластинка повернулась на угол β m, а лучи сместились на величину одного полного деления лимба. Пусть при совмещении, какого – либо штриха лимба с биссектором отсчёт по барабану будет = К, что соответствует перемещению на расстояние. Отсчёт по лимбу будет равен дуге от нуля лимба до младшего штриха + малый центральный угол, величина которого меньше цены деления лимба μ. Определим этот малый угол x. Из построенного чертежа следует Но тогда (βK – при повороте барабана на К делений плоско – параллельной плоскости сместилась на угол βK) Будим считать, что углы βK и βm малы, следовательно, их тригонометрические функции можно заменить их углами: Учитывая, что углы поворота пластины пропорциональны углу поворота барабана, которым поворачивают пластинку: 8 Þ Полный отсчёт Таким образом, отсчёт по лимбу = младшему штриху лимба, введенному в биссектор, + произведение цены деления отсчётного барабана ν на число делений барабана от нуля до индекса К. Обычно подпись шкалы микрометра сделана в делениях угломерной шкалы, т.е. нет надобности умножать на ν; её непосредственно снимают со шкалы. Сделаем иллюстрацию по теодолиту ТТ4 7 ТЕОДОЛИТЫ К основным частям теодолита относятся лимб-1, который во время измерения угла становится горизонтально, если центр на отвесной линии в вершине угла. На плоскость лимба проектируются стороны измерительного угла. Лимб разделён в градусной мере и имеет цену деления. Цена деления лимба - центральный угол, равный дуге между двумя соседними штрихами лимба. Для определения цены деления (µ) лимба необходимо дугу (АВ) между двумя подписанными делениями на лимбе разделить на число делений между подписями (m). (2) Проектирующую плоскость образуем при своём вращении – визирная ось зрительной трубы. Визирная ось трубы при вращении её вокруг горизонтальной оси образует коллимационную плоскость, которая при измерении горизонтального угла должна быть отвесна, т.е. перпендикулярна плоскости лимба. Зрительная труба имеет закрепительный (3) и наводящий винты для перемещения трубы в вертикальной плоскости. Ось вращения трубы помещается на двух подставках (5), которые укреплены на алидаде (6). Алидада может вращаться вокруг своей оси (7), которая называется осью вращения инструмента. Алидада имеет закрепительный (8) и наводящий (9) винты. Лимб также имеет закрепительный (10) и наводящий (11) винт. Наводящие винты работают только при закреплённых закрепительных винтах. Отсчётное приспособление (14). Для установления оси вращения в отвесное положение, а лимба в горизонтальное положение по уровню (12), необходимо вращать три подъёмных винта (13) подставки теодолита. Для измерения вертикальных углов имеется вертикальный круг (15), наглухо скреплённый с осью вращения трубы, а для отсчитывания по нему отсчётные приспособления (14), укреплённые на алидаде ВК. Алидада ВК устанавливается в горизонтальное положение с помощью уровня (16) с помощью винта уровня (17) вертикального круга. Основные требования к теодолиту: 1. Высокая точность угловых измерений. 2. Удовлетворительные результаты при любых физико-географических условиях. 3. Способность работать длительное время. 4. Удобство в работе, малые габариты и вес. 5. Простота и надёжность исправительных приспособлений Исследование теодолитов После получения прибора необходимо выяснить, удовлетворяют ли характеристики прибора тем техническим требованиям, которые предъявляются к конкретному классу геодезических приборов. Исследовать прибор – значит определить ряд качественных характеристик прибора, сравнение их с нормативными данными, установленными для данного типа приборов. Вначале выполняется внешний осмотр инструмента: как он крепится к штативу, плавно ли вращаются подъёмные винты подставки, зажимные и наводящие винты лимба и алидады, ясное ли изображение, даваемое зрительной трубой, исправность отсчётных приспособлений, исправительных винтов всех узлов теодолита, плавность вращения алидады, зрительной трубы. После этого приступают к собственно исследованиям. Программой предусматривается выполнение следующих исследований: 1. Исследование правильности нанесения штрихов лимба; выполнение измерения эталонных углов: выполняется на сложном оборудовании, на заводе-изготовителе. 2. Исследование эксцентриситета алидады и лимба горизонтального и вертикального кругов. 3. Определение характеристики зрительной трубы: определение увеличения трубы (3.22), поля зрения (3.2.2), работы фокусирующей линзы. 4. Определение цены деления уровней (рассмотрим в разделе нивелирование). 5. Исследование рена оптического и шкалового отсчётного приспособления. Поверки и юстировки теодолита. Взаимное расположение частей теодолита должно удовлетворять ряду геометрических условий, вытекающих из принципа измерения горизонтального угла. Выполнить поверки инструмента – значит, установить выполнение этих условий. Если обнаружится, что геол. условие не выполнено, то производят юстировку (регулировку) инструмента. Основные условия, которым должен удовлетворять теодолит: uu1┴ZZ1 HH1 ┴ZZ1 VV1┴ HH1 uu1 __ ось уровня ZZ1 __ ось вращения инструмента HH1 __ ось вращения зрительной трубы VV1 __ визирная ось зрительной трубы 1. UU1┴ZZ1: Ось цилиндрического уровня алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента. Поверка выполняется перед началом работ и ежедневно. Мы уже говорили на прошлой лекции, что наличие этого условия позволяет с помощью уровня установить ось вращения инструмента в отвесное положение, т. е. нивелировать инструмент. Если условие выполнено (рис. 1а), то при горизонтальном положение оси UU1 (пузырёк в 0-пункте), ось ZZ, займёт отвесное положение; и если алидаду с уровнем повернуть на 180°, то ось UU1, останется горизонтально (пузырёк останется в 0-пункте). Отсюда вытекает способ поверки: Вращением алидады устанавливают уровень по направлению 2х подъёмных винтов (рис.1 б) и приводят ими пузырёк уровня в нульпункт следовательно UU1 __ горизонтально. Если условие не выполнено ZZ1 –наклонена О1ОZ1 = F β Если повернуть алидаду на 180°, точки U и U1, переместятся соответственно в точки U' и U'1 и ось уровня U'U'1 расположится под углом α к горизонту, в соответствие с чем пузырёк уровня отклонится от нульпункта на п делений. Из рис. 1,б следует, что FU U1 U'1Fβ ΔU'1 OU1 – равнобедренный, Þ F OU'1 U1= β; ά – внешний угол ΔUO'1 U ∑ углов в нем: 2 β + (1800 - α) = 180 ; 2 β= ά Þ Если уровни повернуть на то его ось U'U'1 займет положение: U''U''1 ┴ZZ1 . Как повернуть уровень на F β ? Юстировочными винтами уровня перемещают его пузырек к нульпункту на половину дуги отклонения, т.е. на делений. После юстировки следует повторить поверку. Практически условие считается выполненным, если пузырёк отклоняется в пределах 1 деления. ← Допуск Приведения оси вращения в отвесное положение __ нивелирование инструмента. Поворотам алидады устанавливают уровень по направлению двух подъёмных винтов (р1 и р2) и, вращая их в противоположные стороны, приводят пузырёк в нульпункт. Затем поворачивают алидаду на 900, т. е. устанавливают уровень по направлению 3его подъёмного винта р3, и, вращая его, снова приводят пузырёк в нульпункт. После этого пузырёк должен оставаться в нульпункте при любом положении алидады. 2 поверка: VV1 ┴HH1 Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярно оси вращения трубы. (Опред. колл. ошибки.) Что такое С __ ? А) Условие выполняется, то при вращении трубы визирная ось образует коллимационную плоскость. Рис. 2а Б) Условие не выполняется – визирная ось при вращении образует две конические поверхности с общей вершиной на оси вращения трубы HH1. Рис.2б При отсутствии коллимационной ошибки отсчеты при КП и КЛ различаются на F180°, т.е. Е2 - Е1 = F 180°. (1) Если коллимационная ошибка имеется, что при первом положении трубы (КП) визирная ось проходит через точки К1О, и на кресте сетки нитей К1 вместо точки М окажется точка М1. Чтобы навести трубу на точку М, необходимо повернуть алидаду против хода часовой стрелки на угол С, вследствие чего новый отсчет по лимбу Е11 окажется меньше правильного отсчета Е1 на величину с, т.е. Е1=Е§+с. (2) После перевода трубы через зенит и поворот алидады на 1800 ирест нитей займет положение К2 и трубы место вместо точки М окажется наведенной на точку М2.Чтобы навести ее на точку М, потребуется повернуть алидаду по ходу часовой стрелки на угол с, вследствие чего второй отсчет по лимбу Е21 окажется дольше правильного отсчета Е2 на величину с, Е2 = Е21-с. (3) Угол между фактическим положением визирной оси VV1 и перпендикуляром к оси вращения трубы, называется коллимационной ошибкой С. Поверки: 0) Инструмент нивелируем 1) Для поверки данного условия выбирают отдаленный (или расположенной на высоте инструмента) предмет М (ν = 0°). 2) Вращением алидады визируют (наводят) на точку М при положении КП – круг право. (Выражение «круг право» означает, что вертикальный круг находится от наблюдателя справа) и берут отсчет Е1. 3) Переводят трубу через зенит, алидаду на 1800, визируют на точку М при КЛ → отсчёт Е2. Для определения коллимационной ошибки (3) __ (2): Е2 - Е1= Е21 - Е11 - 2с (4) (1) →(4): Е21 - Е11 = 2с ± 1800 (5) Вследствие коллимационной ошибки разность отсчетов по лимбу, полученных после наведения трубы на одну и ту же точку при КП и КЛ, отличается от ±1800 на удвоенную коллимационную ошибку; Из (5): (6) Т.е. Коллимационная ошибка равна полу разности отсчетов по лимбу, сделанных после наведения трубы на один и тот же предмет при КП и КЛ. 4) Подсчитав величину С по формуле (7) сравнивают ее с допуском Сдоп = 2t. Если С < Сдоп , то условие считают выполнимым. Если С > Сдоп , производят юстировку. Как исправить положение оси VV1? - движением сетки, так как центр оптический А на сколько двигать? Из сравнения (2) и (3) видим, что коллимационная ошибка влияет на отсчеты по лимбу, взятые при двух положениях вертикального круга, с разными знаками. Þ Средний из отчетов по лимбу, взятых после наведения на одну и ту же точку при двух положениях вертикального круга, свободно от влияния коллимационной ошибки: (8) 5) Юстировка производится следующим образом: Вычисляют правильный отсчет Е по формуле (8) и микрометренным винтом алидады устанавливают его на лимбе. При этом алидада повернется на угол С, вследствие чего изображение точки М отклонится от креста сетки нитей. 6) Ослабив вертикальные винты сетки и действуя горизонтальными винтами, передвигают сетку до совмещения креста сетки с точкой m. 3 поверка: НН1^ ZZ1 Ось вращения зрительной трубы должна быть ^ оси вращения инструмента. Для поверки данного условия выбирают: 1) Невдалеке (10 __ 20м) на стене здания высоко расположенную точку М и наводят на нее трубу при КП. 2) Проектируют точку М вниз на уровень, близкий к горизонту оси вращения трубы, и отмечают на стене точку m, находящуюся на перекрестье нитей сетки. 3) Проектируют точку М таким же образом при КЛ. Если проекции совпадут – условие выполнено. Если не выполнено – юстировку (неравенство подставок) осуществляют в мастерской. Среднее из отчетов по лимбу, взятых после наведения на точку при КП и КЛ, свободно от влияния перпендикулярности НН и ZZ. 4 поверка. Одна из нитей сетки должна быть вертикальна (находится в коллимационной плоскости). Наводят трубу на точку и, перемещая трубу микрометренным винтом, следят за движением точки – если точка сойдет с нитью (в точку m¢), то выполняют юстировку: винтами сетки смещают сетку. После этого повторяют определение С.