Поверки теодолита

Требуется выполнение условия UU₁ ┴ ZN (рис.12), соблюдение которого позволяет с помощью уровня установить ось вращения инструмента ZN в отвесное положение (нивелировать, горизонтировать прибор, привести его в рабочее положение).

I1	V I   H H1     V1 U U1     I1

Погрешность в измеряемом угле вследствие наклона оси вращения теодолита пропорциональна углу наклона визирной оси трубы. Это значит, что при работе на местности с большими углами наклона v следует тщательно нивелировать теодолит.

Порядок выполнения поверки.

Теодолит устанавливают на штативе и закрепляют становым винтом. Затем, вращая алидадную часть теодолита, устанавливают цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга по направлению, параллельному линии, проходящей через два подъемных винта. Вращением подъемных винтов приводят пузырек уровня в нуль-пункт и делают отсчет по лимбу горизонтального круга. Поворачивают алидаду на 180°. Если при этом пузырек уровня останется в прежнем положении (или отклонится от среднего положения не больше чем на одно деление), то оси уровня и инструмента взаимно перпендикулярны. Если пузырек уйдет из нуль-пункта, то условие не выполнено и необходима юстировка.

Для исправления положения оси уровня UU₁ юстировочными гайками перемещают его пузырек по направлению к нуль-пункту на половину дуги отклонения. Действуя подъемными винтами, вновь приводят пузырек уровня в нуль-пункт и поворачивают алидадную часть на 180°. Если пузырек уровня смещается более чем на одно деление, поверку и юстировку повторяют, добиваясь соблюдения условия. Указанная поверка выполняется каждый раз перед началом измерения угла.

Приведение оси вращения теодолита в отвесное положение осуществляется следующим образом. Поворотом алидады устанавливают уровень по направлению двух каких-либо подъемных винтов и, вращая их в противоположных направлениях, приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают алидаду на 90°, т. е. устанавливают уровень по направлению третьего винта и, вращая его, снова приводят пузырек уровня в нуль-пункт. После этого пузырек уровня должен оставаться в нуль-пункте при любых положениях алидады, в противном случае все указанные действия следует повторить.

2. Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения теодолита (SS₁ || I I₁) или горизонтальная нить должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита

По сути, вертикальная нить должна находится в коллимационной плоскости, а горизонтальная нить должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита. Но, поскольку, условие перпендикулярности нитей соблюдается при гравировке, поверка сетки нитей (сетка нитей должна быть установлена правильно) может быть сформулирована указанным выше образом.

m m а	б
Рис. 12. Поле зрения трубы при поверке сетки нитей: а) по удаленной точке, б) по нитяному отвесу

Поверка производится следующим образом. Устанавливают теодолит на штативе и приводят его в рабочее положение. Наводят верхний край вертикальной нити сетки нитей на ясно видимую точку т (рис.12, а). Вращая зрительную трубу с помощью наводящего винта, перемещают точку т в нижний край поля зрения трубы. Если при этом изображение точки остается на нити сетки - условие выполнено. В противном случае юстировку производят поворотом оправы сетки нитей, находящейся в окулярной части нивелира. Поворот осуществляется за счет люфта в отверстии для винтов, крепящих оправу сетки в корпусе трубы. Далее следует винты закрепить и повторить поверку.

Наиболее простой и эффективный способ проверки сетки нитей производится с помощью нитяного отвеса. Отвес подвешивается на расстоянии наилучшей видимости (15 – 20 м). Теодолит проводится в рабочее положение. Зрительная труба наводится на нить отвеса. Если биссектор и вертикальная нить сетки нитей параллельны нити отвеса (12, б) или совпадают с ней, то сетка нитей установлена правильно.

3. Поверка главного условия - визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к ее оси вращения (VV₁ ┴ HH₁)

Визирная ось зрительной трубы должна проходить через оптический центр объектива и крест сетки нитей (рис.13). Если указанное условие выполняется, то при вращении трубы визирная ось образует коллимационную плоскость.

Рис. 13. Визирная ось и ось вращения трубы: а - взаимное положение осей, б - коллимационная плоскость

Поверка выполняется в следующем порядке. Устанавливают теодолит на штативе в рабочее положение. Выбирают на местности удаленную точку (в 1 - 2 км) так, чтобы зрительная труба при наведении на нее была приблизительно горизонтальна. Наводят на нее крест сетки нитей при расположении вертикального круга справа от зрительной трубы, т.е.круг лево - (КЛ). Закрепив алидаду и трубу, берут отсчет ₁ по лимбу горизонтального круга. Трубу открепляют и переводят через зенит (поворачивают вокруг оси на 180°), отпускают закрепительный винт алидады и, вращая ее вокруг своей оси, вновь наводят крест сетки нитей на прежнюю точку. Закрепив алидаду и трубу, берут отсчет ₂ по лимбу горизонтального круга при положении вертикального круга справа от трубы - (КП). Коллимационная погрешность будет равна

c = 0.5 ( ₁ - ₂ + 180⁰)

Если значение с не больше двойной средней квадратической ошибки измерения угла данным теодолитом (например, для теодолита 2Т30 – не больше одной минуты), то ее не исправляют. В противном случае приступают к юстировке. Для исправления положения визирной оси, вызвавшего появление коллимационной погрешности, вращением алидады устанавливают по лимбу горизонтального круга отсчет (при КЛ), исправленный на величину с. Крест сетки нитей при этом сместится с точки, на которую наводили трубу при визировании. С помощью юстировочных винтов сетки нитей теодолита совмещают крест сетки нитей с наблюдаемой точкой.

Отличительной особенностью коллимационной погрешности является то, что при измерении горизонтальных углов при разных кругах (круг лево - КЛ и круг право - КП) она меняет знак.Указанная особенность позволяет сводить к минимуму эту погрешность, измеряя направление на предмет при двух кругах и взяв среднее, которое свободно от влияния коллимационной погрешности. Однако при инженерно-геодезических работах измерение углов производят, как правило, при одном круге (КЛ или КП). В связи с этим требуется особенно тщательная юстировка коллимационной погрешности.

4. Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента (HH₁ ┴ I I₁)

Эта поверка выполняется для определения исправности теодолита и возможности работы с ним на различных зенитных расстояниях при одном круге (КЛ или КП). Например, при передаче осей в по вертикали в строительстве.

Поверку выполняют в такой последовательности. Устанавливают теодолит в 10 - 20 м от высокого здания (рис.14) и приводят его в рабочее положение. Замечают на стене точку М (при угле наклона визирной оси приблизительно 45⁰)

При КП наводят визирную ось на эту точку и, закрепив алидаду горизонтального круга, вращают трубу, устанавливая ее на глаз в горизонтальное положение. Отмечают на стене точку т, находящуюся на перекрестии сетки нитей, т. е. проектируют точку М на горизонт инструмента. При КЛ вновь выполняют проектирование точки М. Если и в этом случае проекцией точки М будет точка т, то условие выполнено; отрезок Мт представляет собой след отвесной коллимационной плоскости JМт. Если поверяемое условие не выполнено, то проекции точки М не совпадут и будут получены две точки т₁ и m₂. Отрезки Мт₁ и Мт₂ представляют собой следы наклонной коллимационной плоскости при двух положениях инструмента (КП и КЛ).

Теодолиты, как правило, не имеют исправительных винтов для юстировки оси вращения трубы, так как заводы-изготовители гарантируют выполнение условий перпендикулярности осей вращения трубы и инструмента. Если же в результате поверки выяснилось, что условие не выполнено, то юстировку осуществляют в мастерской по ремонту геодезических инструментов.

Рис. 14. Поверка перпендикулярности оси вращения трубы к оси вращения теодолита

Поверки 1 и 3 рекомендуется производить по мере необходимости (например, уровень приведенного в рабочее положение теодолита «уходит» из нуль-пункта, или коллимационная погрешность превышает допустимое значение), 2 и 4 - перед началом полевого сезона, после переезда на новое место работы и во время работ, если произошли механические воздействия на прибор.