Отсчетные устройства оптических теодолитов

Описание самого теодолита

С его помощью производятся достаточно точные измерения горизонтальных и вертикальных угловых величин.

Внешне он выполнен в виде U-образного оптического устройства, расположенного на вращающейся платформе. Платформа устройства выполнена в форме круга, на котором нанесены угловые деления. Кроме горизонтального, имеется в наличии вертикальный круг с такими же угловыми делениями. Для измерения дальности его оснащают различными дальномерами. Современные теодолиты имеют электронные блоки, которые позволяют повысить точность измерений.

Теодолит его составные части

Устройство теодолита основано на законах оптики, механики, электроники.

Устройство теодолита 2т30

Схема теодолита включает следующие основные части:

• оптическую часть устройства составляет зрительная труба;
• два, перпендикулярно расположенных круга (один вертикальный, другой горизонтальный);
• трагерные системы (позволяющие находится длительное время в устойчивом состоянии);
• встроенный микроскоп (способ измерения может быть штриховой или шкаловой);
• специальная поворотная линейка (именуемая алидадой);
• закрепительный и наводящий винты;
• регулируемый штатив (с его помощью происходит установка на местности и подготовка прибора к работе).

Основные узлы теодолита

Несмотря на многообразие таких измерительных устройств, строение теодолита сохраняется прежним:

• визирная труба, которая закреплена между двух вертикальных колонок;
• отсчётные приспособления (выполнены в форме кругов с нанесёнными по периметру измерительными шкалами);
• в механических аппаратах отсчётные устройства имеют штриховую или шкаловую систему;
• оптический отвес (называется «центрир»);
• настроечное приспособление (называется «кремарьера»);
• все перечисленные системы устройства расположены на штативе.

Электронный теодолит

Кремарьера теодолита позволяет решать следующий круг задач:

• жёстко фиксировать положение визирного оптического устройства (это необходимо для точного снятия показаний с лимба);
• измерять дальность до выбранного объекта;
• производить точное визирование на объекты не зависимо от дальности;
• осуществлять регулировку фокусирующей линзы;
• приводить в строго вертикальное положение главную ось всего аппарата;
• способствует получению так называемого «мнимого изображения».

Отсчётные приспособления

Эти приспособления позволяют отсчитывать деления лимба устройства вплоть до разрешённых долей. Они делятся на три категории: штриховые, шкаловые, микрометры. Угловая шкала может быть расположена на окружности. В этом случае её называют угломерным кругом или лимбом. У каждого из них угловая цена деления лимба имеет свою величину. В реальных приборах точность деления изменяется в интервале от одного градуса до пяти угловых минут. Размер лимба (диаметр) определяется конструкцией теодолита. Величина может изменяться от 72 мм до 270 мм.

Отсчётные приспособления

В качестве отсчётного индекса могут использоваться: одиночный штрих, двойной штрих, который носит название бисектор, нулевой штрих, штрих основной шкалы имеющегося лимба.

Самым простым отсчётным приспособлением является верньер.

Уровни

Они необходимы для точной юстировки теодолита относительно его вертикальной направляющей. С их помощью производят замеры углов небольшой величины в вертикальной плоскости. Любой уровень состоит из следующих элементов:

• небольшой стеклянной колбы, внутри которой находится специальная жидкость;
• корпуса, которые предохраняет колбу от механических воздействий.

Они изготавливаются круглые или цилиндрические.

Колбы цилиндрических уровней производят из специального стекла, в состав которого введён молибден. Жидкость внутри колбы является этиловым спиртом. На её поверхность наносят не смываемые штрихи с интервалом в 2 мм. Величина минимального угла наклона в любую сторону, при котором наблюдается смещение пузырька, называется величиной предельной чувствительности.

Круглый уровень

Цилиндрический уровень

На поверхность стекла цилиндрических уровней наносят окружности от цента к краю с таким же интервалом.

Устройство теодолита

Все группы теодолитов имеют практически одну принципиальную схему своей конструкции. В нее входят такие основные части:

• основание с подставкой, на котором закреплена вращающаяся часть инструмента;
• собственно вращающаяся часть, состоящая из нижнего горизонтального круга с цилиндрическим уровнем, двух вертикальных колонок (одна с вертикального кругом и компенсатором наклона), зрительной трубы и микроскопа отсчитывания.

Более детальное строение подробно изображено на Рис.1. Внешний вид оптического теодолита Т30. Каждый отдельный узел у него имеет свое назначение и взаимоувязан геометрическими и конструктивными связями.

Металлическая широкая площадка (1), служит для крепления инструмента на штативе с помощью станового винта.

Горизонтальный круг (2) в нижней части корпуса прибора состоит из отсчетного механизма (алидады) с закрепительным винтом (3), микрометренного винта (4) наведения, цилиндрической ампулы горизонтального уровня (5) служит для вращения на 360º.

Вертикальный круг (19), представляющий единое целое с вертикальной стойкой (12), содержит в себе отсчетное приспособление с зеркалом подсветки (16) и паз для фиксации буссоли (18). Имеет своим предназначением измерять вертикальные углы (наклона).

На второй вертикальной стойке установлен закрепительный винт (8), кремальера (7) для фокусирования изображения и микрометренный винт вертикального круга (6) для точного выведения зрительной трубы.

В состав зрительной трубы, конструктивно закрепленной между двух стоек, входят визир (9), окуляр в виде линзы для просмотра изображения в поле зрения трубы (10), окуляра отсчетного микроскопа (11) и объектива (17). Она предназначена для наведения на визирные цели.

В конструкции трегера (21), содержащего подъемные винты (15), находятся лимб в виде круглого кольца с размеченными делениями на его шкале (13), его закрепительный (14) и микрометренный (20) винты.

Рис.1.Внешний вид оптического теодолита Т30

Оптические теодолиты, основное предназначение которых в измерении углов, представляют конструктивную схему, состоящую из трех систем:

• измерительной;
• наведения;
• ориентирования.

В систему ориентирования входят геометрические взаимные связи отвесного и горизонтального положения между осями вращения инструмента, уровнями и отвесами.

Система наведения включает в себя вращающиеся механизмы, геометрию и оптику зрительной трубы.

Система измерений представляет вертикальный и горизонтальный круги со шкалами обоих лимбов, отсчетных приспособлений алидады и оптического микроскопа.

Разновидности теодолитов

Современные образцы отличаются многообразием конструктивных особенностей. В основу классификации устройств положены следующие признаки:

• принцип действия;
• допустимая точность проводимых измерений (типы теодолитов);
• конструкции;
• видовым особенностям.

По принципу действия устройства выпускаются:

• механические;
• оптические (отсчёт производится на основе оптической системы);
• цифровые (отсчёт производится с помощью электронных устройств);
• лазерные (заложен принцип лазерных измерителей).

Типы теодолитов:

• высокоточные;
• точные;
• технические.

Цифровой теодолит

Конструктивно устройства выполняются двух вариантов: повторительный, неповторительный.

Виды теодолитов бывают:

• традиционный;
• с встроенным компенсатором;
• автокаллимационный;
• прямого видения;
• маркшейдерский;
• электронный.

Сегодня принята следующая система обозначения подобных устройств. Буквами обозначают отношение по принятой классификации:

• «Т» — наименование устройства, то есть теодолит. Следующие буквы указывают на отношение к определённому классу.
• М – это, так называемый маркшейдерский теодолит. Их применяют в шахтах, тоннелях, пещерах, горных проходах.
• К – свидетельствует о наличие специального компенсатора, который всецело заменяет уровни.
• П – оснащение инструмента зрительной трубой прямого видения (изображение получается не перевёрнутым).
• А – встроенный автокаллиматор.
• Э – электронные теодолиты.

Оптический маркшейдерский теодолит 2Т30М

Высокоточные позволяют производить угловые измерения с допустимой погрешностью в интервале от 0,5 угловых секунд, но не более одной угловой секунды. Второй тип (точные) приборы производят такие измерения с точностью от двух до пятнадцати угловых секунд. Точность технических агрегатов находится в интервале от двадцати до шестидесяти угловых секунд.

Принцип измерения горизонтального угла

Основной принцип измерения угла заключается в определении градусной величины между направлениями на два выбранных объекта. Прежде чем приступить к измерению необходимо повести подготовительные операции, включая горизонтирование.

Далее следует нулевую отметку угломерного круга расположить в направлении на ось измеряемого угла. После этого производят отсчёт угла по шкале горизонтального круга.

Наиболее распространёнными методами измерения считаются:

• метод последовательных повторений;
• метод круговых приёмов.

Последовательность реализации первого метода заключается в следующем. Подготовка и установка в указанном месте. Оптический визир наводится сначала на один выбранный объект. Затем его направляют в направлении на другой объект. Перед этим производится предварительная визуальная наводка. Применяя винт фокусировки, одновременно регулируя диоптрийное кольцо, производят точное наведение на каждый объект. Точность операции оценивают, используя вертикальные нити. Закрепив направление на первый объект, считывают показания, нанесённые на горизонтальном круге. Далее ослабляют закрепляющий винт, переводят направление оптического устройства на второй объект. Повторяют операцию фиксации данных. С него считывают показания и фиксируют.

Второй метод пригоден для измерения горизонтальных углов, находясь в одной точки. Используя алидаду, устройство ориентируют на первый выбранный объект и устанавливают нулевые показания лимба. Далее перемещают зрительную трубу в выбранном направлении (по часовой стрелке). По данным горизонтального круга считываю показания. Расчёт итогового результата производится с учётом установленной погрешности конкретного прибора.

Необходимые поверки

Для правильной работы прибора и достижения требуемой точности измерений перед началом полевых работ выполняется контроль соблюдения необходимых для этого условий — так называемые поверки теодолита. Правильный порядок их проведения необходим для выявления и устранения отклонений во взаиморасположении всех основных осей теодолита, которое называется геометрическими условиями прибора.

Надежность закрепления

Работа с инструментом начинается с приведения в устойчивое положение подставки со штативом и его закрепления на штативы при помощи станового винта. Проверка выполнения этого условия осуществляется путем легких поворотов подставки из стороны в сторону и одновременного наблюдения за какой-либо четко завизированной точкой на местности через перекрестье нитей. Условие считается выполненным, если положение выбранной точки не меняется относительно перекрестия нитей.

Крепление теодолита к штативу должно быть достаточно надежным, но при этом следует не перетягивать становой винт. Тугое вращение винтовых приспособлений приводит к их быстрому изнашиванию и выходу из строя. Перед использованием устройства проверяются и при необходимости затягиваются винты крепления наконечников на ножках штатива и на шарнирах его головки. Подъемные винты закрепляются в устойчивом положении, а люфт между ними и подставкой прибора устраняется.

Настройка уровня

ОВ алидады должна быть перпендикулярна оси цилиндрического уровня на горизонтальном круге. Проверку выполнения этого условия начинают с установки теодолита в рабочее положение и поворота алидады до такого места, в котором цилиндрический уровень находится примерно параллельно обоим подъемным винтовым механизмам. Затем путем вращения винтов пузырек уровня выводится точно в нуль-пункт. Положение пузырька снова проверяется после разворота алидады на 180°. Условие соблюдено в том случае, когда пузырек остается в нуль-пункте.

Если положение пузырька уровня изменилось на одно или больше делений, то производится юстировка с помощью исправительных и подъемных винтов. Винтовыми механизмами уровня пузырек передвигают в направлении нуль-пункта до половины расстояния его смещения, затем доводят его до нуль-пункта подъемными винтами.

Зрительная труба

Правильность измерений обеспечивается только в том случае, когда ОВ этой части теодолита перпендикулярна визирной оси. Для поверки теодолит наводится на определенную фиксированную точку. При соблюдении условия разница отсчетов по горизонтальному кругу между значениями, полученными для левого (Л) и правого (П) положения вертикального круга, должна составлять 180º. Если визирная ось не перпендикулярна ОВ трубы, то отсчеты Л и П будут отличаться от правильного значения на одинаковую величину, которая называется двойной коллимационной ошибкой.

Она рассчитывается по формуле 2с = (Л — П ± 180°) и не должна быть выше двойной точности инструмента. При превышении допустимых значений погрешности производится устранение угла отклонения путем юстировки вертикального штриха нитей сетки с помощью боковых винтов. Сетку перемещают вправо, завинчивая левый и вывинчивая правый винт, влево — наоборот.

Ось вращения алидады должна быть перпендикулярна ОВ зрительной трубы, что обеспечивает вертикальность коллимационной плоскости. Операция поверки начинается с визирования высоко расположенной точки под углом наклона 25—30º вблизи выбранного объекта. Затем труба переводится в горизонтальное положение, а на стене отмечается место, где находится центральная нить сетки.

После этого труба переводится через зенит, визируется на выбранную точку и отмечается ее проекция. Условие считается соблюденным в том случае, когда изображения первой и второй проекции находятся в пределах биссектора (области между двумя штрихами) сетки нитей. Если теодолит не прошел эту поверку, то прибору требуется изменение наклона оси, которое производится в ремонтной мастерской.

Сетка нитей

Вертикальный штрих нитей сетки должен являться перпендикуляром к ОВ зрительной трубы. Поверку осуществляют путем наведения нитей перекрестья на хорошо заметную точку близкого объекта и последующим отслеживанием ее расположения по отношению к вертикальному штриху во время поворотов трубы наводящим винтом.

Условие считается выполненным, если выбранная точка при этом не сдвинулась со штриха. При несоблюдении условия возникает необходимость в юстировке.

Для этого после снятия защитного колпачка сетки нитей и ослабления винтов крепления окуляра его поворачивают до того момента, пока наблюдаемая точка полностью не совместится со штрихом, расположенным вертикально.

Геометрические параметры теодолитов

Под геометрическими параметрами понимается строгое соблюдение геометрического положения каждого элемента теодолита.

Такими параметрами являются:

• Положение цилиндрического уровня (располагается перпендикулярно оси грандштока).
• Направление линии вращения (вертикальная по отношению к линии самого грандштока).
• Ориентация центральной оси визирной трубки (горизонтирована, не зависимо от направления и величины угла поворота).
• Ориентация зрительной трубы и грандштока (всегда взаимно перпендикулярны).

Система наведения теодолита

Состоит из зрительной трубы и связанными с ней микрометренными винтами для точного наведения на цель наблюдения. Сама зрительная труба представляет металлический корпус, оптическую систему, состоящую из объектива (1) с окуляром (2), сетки нитей (5), фокусировочной линзы (3) с кремальерой (4). Оптическая схема основной детали устройства наведения показана на Рис.3. Зрительная труба.

Рис.3. Зрительная труба.

Визирование на удаленные точки осуществляется через линзу окуляра и фокусирование изображения с помощью винта или кольца кремальеры, передвигающей внутреннюю фокусировочную линзу. При появлении четкого изображения в объективе точное наведение на цель выполняют с применением сетки нитей, видимость которой регулируется диоптрийным кольцом. Линия, невидимо проходящая через центры окуляра и объектива, считается визирной осью. Соответствие ее положения конструктивным и геометрическим условиям относительно осей других узлов оптического прибора проверяется выполнением рабочих испытаний инструмента.

Рис.4. Устройство сетки нитей (а) и изображение в поле зрения окуляра в приборах Т30 (б), Т30М (в).

Инструкция по приведению теодолита в рабочее положение

Подготовка устройства является очень важным этапом перед проведением измерений.

Центрирование

Действие предполагает предварительный выбор, последующую установку теодолита точно над центром известного геодезического пункта. Обычно его проводят, используя оптический центрир. В иных случаях используют обычный строительный отвес.

Горизонтирование

Предполагает установку горизонтального круга, используя показания уровней в горизонтальное положение.

Горизонтирование теодолита

Его выполняют, завершив дополнительную проверку уровня алидады. Регулировку производят подъёмными винтами.

Фокусировка

Фокусировка устройства предполагает установку чёткого изображения. Точность установки оценивается по чёткости наблюдаемой сетки нитей. Её проводят медленным изменением положения диоптрийного кольца. Перемещение продолжается, пока не будет получено отчётливое изображение каждой нити.

Установка теодолита для поверки

В первую очередь измерительный прибор устанавливают в рабочем положении, а затем проводят настраивание.

Сетки нитей зрительных труб теодолитов.

Сначала проверяют центрирование приспособления: вертикальная ось обязана точно совмещаться с точкой отсчета. Для этого отвес закрепляется на подставке на спецкрючке. Подставку нужно перемещать до тех пор, пока точка отсчета и отвес не совместятся хотя бы приблизительно. Одновременно стоит следить за тем, чтобы положение подставки было в горизонтальном положении. Если совмещение только приблизительное, необходимо проверить устойчивость установки прибора. Только после этого переходят к проведению точной настройки теодолита.

Расположенный на станине винт ослабляют, затем приспособление перемещают по подставке так, чтобы точность совпадения была в пределах 2-5 мм. После этого винт можно снова закрутить.

Второй шаг – установка горизонта. Расположенную вертикально ось выравнивают при помощи отвеса. На горизонтальном круге располагают таким образом, чтобы он находился между двумя винтами, предназначенными для подъема. Затем уровень регулируется до нулевого положения, регулировать его можно при помощи винтов для подъема.

Алидада располагается под углом 90° к положению, которое занимала изначально. При помощи третьего винта фиксируется нулевой уровень. При регулировке алидады нужно следить, чтобы при ее повороте уровень оставался в прежнем состоянии. Допускается смещение не более чем в 1°. Если значение получилось больше, то горизонтирование придется повторить.

После регулировки алидады настраивают оптику под особенности индивидуального зрения. Трубу направляют на участок поверхности светлого цвета и, регулируя положение окуляра, получают вид визира. Изменяя положение винта кремальеры, производят настройку резкости. При работе с объектами, расположенными на разном удалении, резкость требуется корректировать в каждом конкретном случае.

Измерение теодолитом

Измерения горизонтальных и вертикальных углов производят на проверенном устройстве. Перед проведением измерений необходимо проверить плавность движения всех движущихся частей аппарата. Производят поворот алидады устройства, винтов, кремарьеры. Снижение возможных погрешностей достигается при вращении алидады в выбранном направлении. Движения должны быть плавные без резких рывков. Не целесообразно проводить возвратно-поступательные движения.

Перед тем, как приступить к измерениям угла в горизонтальной плоскости, устройство устанавливают вертикально над точкой отсчёта. Затем производят необходимые подготовительные действия. Для получения хороших результатов следует повторить эти действия несколько раз. Это позволит устранить возможные ошибки и неточности, которые могут негативно повлиять на результат измерений.

Процессы измерения углов в разных плоскостях принципиально отличаются. Эти отличия заключаются:

• Горизонтальный угол вычисляется как арифметическая разность между измеренными величинами. Вертикальный угол определяется между плоскостью и величиной подъёма зрительной трубы.
• Измерение горизонтального угла производится на заранее выбранных участках круга, измерение вертикального производится без проведения перестановок.
• Число приёмов определения горизонтальных углов превышает это число для вертикальных углов.

Обработка проведенных измерений заключается в проведении расчётов средних значений. Результат вычитают из других результатов. Таким образом получают «приведенное направление». В качестве подтверждающего контроля точности проведенных измерений используется оценка коллимационной ошибки. Она получается на основании имеющихся паспортных данных о точности теодолита.

Если необходимо получить боле точные вычисления можно воспользоваться методами теории вероятности и математической статистики. Вычислить математическое ожидание и дисперсию.

Геометрическая схема теодолита

2

Рис. 4.6

В процессе измерений ось вращения теодолита ОО

должна быть отвесной, проходить через центр шкалы горизонтального круга 1 и вершину измеряемого угла 8. Плоскость лимба 1 должна быть горизонтальной, а визирная (коллимационная) плоскость вертикальной.

Для выполнения этих условий оси теодолита должны занимать следующее положение:

* ось цилиндрического уровня UU

должна быть перпендикулярна оси вращения прибора
ОО
;

* визирная ось трубы VV

должна быть перпендикулярна горизонтальной оси вращения трубы
НН
; неперпендикулярность указанных осей называется
коллимационной погрешностью
;

* горизонтальная ось вращения трубы НН

должна быть перпендикулярна оси вращения прибора
ОО.
Действия, врезультате которых проверяется выполнение указанных геометрических условий, называются поверками

теодолита.

Устранение обнаруженных несоответствий во взаимном положении осей называется юстировкой

(исправлением).

Поверки и юстировка теодолитов описаны в Руководстве /5/.

Вертикальный круг 2 может располагаться слева или справа от трубы. Эти положения обозначают соответственно Л

и
П
. Измерение горизонтальных и вертикальных углов выполняют симметрично: половину при круге
Л
, а вторую половину при круге
П
. Это приводит к повышению точности за счет устранения погрешностей, вносимых недостаточным соответствием взаимного положения осей теодолита.

Измерение углов

Перед измерением углов теодолит устанавливают в рабочее положение: центрируют, горизонтируют, фокусируют трубу по глазу. В точках, между которыми измеряют угол, устанавливают визирные цели. При измерении углов техническими теодолитами в качестве визирных целей используют вехи, при более точных работах – визирные марки.

4.4.1. Измерение горизонтальных углов и направлений

Горизонтальный угол bмежду направлениями на точки 1 и 3 равен разности отсчетов а3

и
а1
по горизонтальному кругу теодолита (рис. 4.7):

b = а3 – а1 .

Для исключения влияния коллимационной погрешности и наклона оси вращения трубы каждый угол измеряют при двух положениях вертикального круга – слева (Л) и справа (П) от трубы.

Способ измерения зависит от количества направлений при вершине угла. Наиболее часто число направлений равно двум, т.е. при вершине измеряется один угол. Для измерения отдельного угла используют способ приемов, состоящий из двух полуприемов. В каждом полуприеме берут по два отсчета: а3л , а1л

при расположении вертикального круга слева и
а3п , а1п
при круге справа. Получив два значения угла из двух полуприемов, сравнивают их. Если расхождение не превышает допуск, то вычисляют среднее значение угла. В противном случае один из полуприемов или весь прием повторяют. Допустимое значение расхождения угла в полуприемах зависит от типа теодолита и назначения работы и обычно не должно превышать удвоенной точности отсчета по лимбу (1¢ для теодолита 2Т30 и 0,2¢ для теодолита 3Т5К).

Методика установки теодолита в рабочее положение и измерения углов способом приемов подробно описана в /1, 2, 5/.

Если число направлений на пункте больше двух (рис. 4.8), то их измеряют способом круговых приемов. Как и в предыдущем способе, круговой прием состоит из двух полуприемов, один из которых выполняют при левом, а другой – при правом расположении вертикального круга. Одно из направлений (с наилучшей видимостью) выбирают в качестве начального – первого. Трубу по очереди наводят на все направления. Заканчивают полуприем замыканием горизонта

– повторным наведением трубы на первое направление. Назначение замыкания горизонта – контроль неподвижности лимба в течение полуприема.

Если незамыкание горизонта D, т.е. разность отсчетов на первое направление в начале и конце полуприема, не превосходит допуск, то его распределяют с обратным знаком на все направления, но чаще просто вычисляют среднее из наблюдений на начальное направление.

В первом полуприеме алидаду вращают по ходу часовой стрелки, во втором – в обратном направлении с целью уменьшения влияния на результаты измерений внешних условий.

Повышение точности достигается измерением горизонтальных направлений несколькими приемами. Для равномерного распределения отсчетов по всей шкале лимба перед каждым следующим приемом горизонтальный круг смещают на угол 180о /n +

d , где
n
– число приемов, d – 5¢ или 10¢.

Обработка журнала состоит в вычислении средних значений измеренных при Л

и
П
направлений и приведении их к нулю вычитанием из каждого направления среднего значения начального направления. Число приемов измерений, допустимые значения незамыкания горизонта и колебания направлений в отдельных приемах регламентированы для каждого типа теодолита и вида работ инструкциями /7, 8, 9/. Приемы, не удовлетворяющие допускам, повторяют. В результате обработки получают ряд равноточно измеренных направлений, разность любой пары которых дает ряд равноточно измеренных углов. Ниже приведен пример журнала измерений.

Журнал измерения горизонтальных направлений

способом круговых приемов

Пункт 18

2-й прием
Теодолит 2Т5К

На точность измерения горизонтальных направлений влияют погрешности прибора и визирования, внешние условия, неточность центрирования прибора и визирных целей. Совместное их влияние не должно превосходить погрешности отсчета по лимбу.

4.4.2. Вертикальный круг теодолита, измерение углов наклона

Вертикальный круг теодолита устроен так же, как и горизонтальный, наглухо скреплен с трубой и вращается с ней на одной горизонтальной оси. Оцифровка вертикального круга в теодолитах 2Т30…3Т5КП секторная. При такой оцифровке (рис. 4.9) знак отсчета соответствует знаку угла наклона, если вертикальный круг располагается слева от трубы (Л), и противоположен знаку угла наклона при правом расположении круга (П).

Пример: Л = 5º12′ ; П = – 5º14′.

Угол наклона вычисляют по формуле

v = (Л – П)/

2
.
(4.1)

В примере v =

+ 5º13′ .

Очевидно, что при горизонтальном положении визирной оси отсчет по вертикальному кругу должен быть равен нулю. Иногда это условие не выполняется:

неточно посажен вертикальный круг на ось вращения трубы, неточно расположена сетка нитей.

Рис. 4.9

Отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось горизонтальна, а ось вращения прибора вертикальна, называется местом нуля

(
МО
). Место нуля вычисляется по формуле

МО = (Л + П)/

2
.
(4.2)

В примере МО

= – 1′.

Место нуля – это постоянная по величине, т.е. систематическая, погрешность отсчета по вертикальному кругу. Как любую систематическую погрешность, влияние места нуля можно устранить одним из трех способов:

* юстировкой: на вертикальном круге наводящим винтом трубы устанавливают отсчет, равный вычисленному значению угла наклона, а центр сетки нитей совмещают с наблюдаемой точкой с помощью вертикальных юстировочных винтов сетки нитей или поворотом оптического клина;

* применением правильной методики измерений: отсчеты берут при двух положениях вертикального круга – левом и правом, а угол наклона вычисляют по формуле (4.1);

* введением поправки в результаты измерений, выполненных при одном положении вертикального круга: из формулы (4.2) получим

П =

2
МО – Л ; Л =
2
МО – П ;
(4.3)

подставляя (4.3) в (4.1), получим v = Л – МО ; v = МО – П.

(4.4)

Погрешность измерения углов наклона несколько больше погрешности измерения горизонтальных углов вследствие влияния вертикальной рефракции. Уменьшение этого влияния достигают измерением прямых и обратных углов наклона.

2

Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 4099; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Узнать еще:

Правильная эксплуатация

Соблюдение правил эксплуатации теодолита позволит не допустить серьёзных ошибок при проведении измерений. Эти правила включают последовательность действий на различных этапах эксплуатации аппарата:

• во время хранения;
• при подготовке к работе;
• во время проведения измерений;
• последовательность оценки полученных результатов;
• порядок сборки теодолита после работы.

Применение теодолита

Особое внимание следует уделять всем этим правилам в особых условиях окружающей среды: температуре, влажности, силе ветра, освещённости. Практически все теодолиты имеют интервал разрешённых для эксплуатации температур от -25 °С до +50 °С любой влажности. Однако следует помнить, что слишком низкие или высокие температуры влияют на точность снимаемых показаний.

Поверки теодолита

Как и любой измерительный прибор, теодолит должен периодически проверяться. Эта операция в метрологии называется поверкой. Периодичность поверки для каждого типа теодолитов устанавливается индивидуально. В каждую поверку входит перечень наиболее важных параметров, влияющих на точность измерений.

К этим параметрам устройств относятся:

• механические (отсутствие деформации на основных механических деталях, сохранность шкал измерения, надёжность резьбовых соединений, отсутствие элементов коррозии);
• характеристики оптической системы устройства;
• геометрические параметры измерительных элементов;
• работоспособность цилиндрического или кругового уровня алидады;
• величина коллимационной ошибки;
• равенство длины всех элементов штатива;
• точность положения и фокусировка сетки нитей;

Во время проведения поверок производят регулировку параметров устройства оказавшихся за границами допуска.