Устройство теодолита.

Рис.1 Общая схема основных частей и осей теодолита.

1. Кремальера. 2. Диоптрийное кольцо. 3. Колпачок, под которым расположены исправительные винты сетки нитей. 4. Оптический визир. 5. Вертикальный круг. 6. Подставка зрительной трубы. 7. Закрепительный винт лимба. 8. Основание футляра. 9. Становой винт. 10. Исправительный винт уровня. 11. Закрепительный винт алидады. 12. Цилиндрический уровень. 13. Закрепительный винт зрительной трубы. 14. Зрительная труба. 15. Наводящий винт зрительной трубы. 16. Наводящий винт алидады. 17. Подставка. 18. Подъемный винт. 19. Наводящий винт лимба. 20. Окуляр шкалового микроскопа. 21. Зеркало.

Комментарии:

Цилиндрический уровень - предназначен для приведения плоскости лимба горизонтального круга в положение перпендикулярное относительно отвесной линии (горизонтальное положение).Цилиндрический уровень — стеклянная трубка (ампула), внутренняя поверхность которой в вертикальном продольном разрезе имеет вид дуги круга радиуса от 3, 5 до 200 м. При изготовлении уровня ампулу заполняют легкоподвижной жидкостью (серным эфиром или спиртом), нагревают и запаивают.После охлаждения внутри ампулы образуется небольшое пространство, заполненное парами жидкости, которое называют пузырьком уровня. Нуль-пункт уровня – точка в середине шкалы ампулы.

В геодезических приборах используются цилиндрические и круглые уровни, различающиеся между собой ценой деления, чувствительностью и конструктивными особенностями.

Цилиндрический уровень представляет стеклянную трубку, верхняя внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге определенного радиуса (от 3, 5 до 80 м). Трубка помещается в металлическую оправу. Для регулировки уровень снабжен исправительным винтом. На наружной поверхности трубки нанесены штрихи. Расстояние между штрихами должно быть 2 мм. Точка в средней части ампулы называется нульпунктом уровня.

Линия касательная к внутренней поверхности уровня в его нультпункте называется осью уровня.

Круглый уровень представляет собой стеклянную ампулу, отшлифованную по внутренней сферической поверхности определенного радиуса. За нуль-пункт круглого уровня принимается центр окружности. Осью кругового уровня является нормаль проходящая через нульпункт, перпендикулярно к плоскости, касательной к внутренней поверхности уровня в его центре.

Для более точного приведения пузырька в нуль-пункт применяются контактные уровни. В них над цилиндрическим уровнем устанавливается призменное оптическое устройство, которое передает изображение концов пузырька в поле зрения трубы. Пузырек находиться в нуль-пункте, если его концы видны совмещенными.

Ценой деления уровня t называется угол, на который наклонится ось уровня, если пузырек сместиться на одно деление ампулы, т.е. t = l / R или t" =(l/R) r", где r" =206265".

В геодезических приборах применяют цилиндрические уровни с ценой деления от 5до60", круглые - от 5до20'.

Под чувствительностью уровня понимают минимальное линейное перемещение пузырька, которое можно заметить невооруженным глазом, обычно принимаемое в 0.1 деления, т.е. 0.2 мм.

Зрительная труба - предназначена для высокоточного наведения на удаленные предметы и точки (визирные цели) при работе с теодолитом. Состоит из следующих основных частей: объектива, окуляра, фокусирующей линзы, сетки нитей, кремальеры (винта, перемещающего фокусирующую линзу внутри трубы). В зрительной трубе различают две оси: визирную и оптическую. Прямая соединяющая оптический центр объектива с центром сетки нитей называется визирной осью. Прямая соединяющая оптический центр объектива и окуляр - оптической осью трубы.

Кремальера - винт, перемещающий фокусирующую линзу внутри трубы.

Подготовка зрительной трубы для наблюдений.

Установка зрительной трубы " по глазу" - вращением окуляра (от –5 до +5 диоптрий) до получения четкого изображения сетки нитей.

Установка зрительной трубы по предмету (визирной цели) - вращением кремальеры до четкого изображения визирной цели. Точное наведение зрительной трубы на предмет в горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом 14 после закрепления алидады винтом 9, в вертикальной плоскости – наводящим винтом 15 после закрепления винтом 2.

Полем зрения называется пространство, видимое в трубу при неподвижном ее положении. Изображение штрихов и цифр обоих кругов передаются в поле зрения микроскопа, который устанавливают вращением диоптрийного кольца по глазу до появления четкого изображения шкал окуляра 3. Отсчеты производят по соответствующим шкалам микроскопа (рис. 3).

Поворотом и наклоном зеркала 5 достигают оптимального освещения

поля зрения.

Горизонтальный круг, состоящий из лимба - оцифрованной по ходу часовой стрелки круговой полосы с градусными делениям. Горизонтальный и вертикальный круги проградуированы через 1°. Горизонтальный круг имеет круговую оцифровку от 0 до 359°, а вертикальный – секторную от 0 до 75° и от –0 до –75°(рис.2)

Алидада - часть, расположенная соосно с лимбом и несущая элементы отсчетного устройства.

Вертикальный круг - устроен аналогично горизонтальному и предназначен для измерения углов наклона.

Подъемные винты - служат для приведения пузырька цилиндрического уровня на середину;

Основные геометрические оси теодолита:

· ОО₁ - ось вращения прибора (вертикальная ось теодолита);

· UU₁ - ось цилиндрического уровня (касательная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте);

· WW₁– визирная ось зрительной трубы(прямая, соединяющая оптический центр объектива и крест сетки нитей),

· VV₁ - ось вращения зрительной трубы.

Геометрические требования, предъявляемые к осям:

UU₁ ^ OO₁

WW₁ ^ VV₁

VV₁^ОО₁

Рис. 2.Схематический чертеж осей теодолита.

Рис. 3. Поле зрения отсчетного микроскопа:

показание лимба горизонтального круга 125° 05, 5

показания лимбы вертикального круга –0° 26'

Индексом для отсчитывания служат штрих лимба, отсчет берут с точностью до 0, 5'. Если в пределах шкалы вертикального круга находится штрих лимба со знаком " –", отсчет берут по нижнему ряду цифр шкалы со знаками " –" (–6…–0, справа – налево).

Ориентир-буссоль служит для измерения магнитных азимутов и устанавливается в паз, расположенный на боковой крышке вертикального круга теодолита (рис. 4).Ориентир –буссоль служит для измерения магнитных азимутов и устанавливается в паз, расположенный на боковой крышке вертикального круга.Винт арретира - (винт смещения шкалы для установки на нуль...).

Рис. 4. Ориентир-буссоль:

1 – закрепительный винт; 2 – винт арретира.

Положение магнитной стрелки наблюдают в зеркале, которому придают нужный наклон. Магнитную стрелку в нерабочем состоянии ориентируют вращением винта, расположенного в нижней части корпуса буссоли.

Хранение и переноска прибора в процессе эксплуатации.

Для хранения и переноски прибора в процессе эксплуатации теодолит и принадлежности укладывают в футляр в соответствующие гнезда (рис. 5).

При упаковке наводящие винты устанавливают в среднее положение, зрительную трубу – в горизонтальное; закрепляют все вращающиеся части, завинчивают до ограничения подъемные винты, окуляры зрительной трубы и отсчетного устройства.

Штатив и оптический центрир - служат для установки теодолита над точкой, закрепленной на местности (вершиной угла). Раздвижные ножки штатива шарнирно соединены с оголовком, на который крепится теодолит становым винтом. На одной из ножек имеется пенал для нитяного отвеса.Оптический центрир встроен в подставку теодолита. При центрировании подставку передвигают по оголовку штатива, добиваясь совмещения центра сетки центрира с точкой на местности. Если теодолит не оборудован оптическим центриром, то центрирование выполняется с помощью нитяного отвеса.

Становой (закрепительный) винт - закрепляет теодолит на штативе и позволяет подвесить нитяной отвес.

Рис. 6.Штатив

Вопрос 3. Геометрическое нивелирование способом из середины.

Геометрическим нивелированием называют процесс измерения разностей высот точек местности (превышений) и определения их высот с помощью горизонтального луча визирования геодезического прибора.

При геометрическом нивелировании превышение h между точками А и В определяют с помощью горизонтального луча визирования (рис. 1).

Горизонтальный визирный луч создает специальный геодезический прибор -- нивелир, устанавливаемый между точками А и В. На точках А и В местности отвесно устанавливают нивелирные рейки снанесенными на них делениями (см, мм). Горизонтальный визирный луч отсекает на рейках от их начала (пятки) отрезки а и b, называемые отсчетами.

Рис. 1. Способ геометрического нивелирования из середины.

Для геометрического нивелирования могут быть использованы кроме нивелира и другие геодезические приборы (теодолиты, тахеометры и т. д.), если придать их визирным осям строго горизонтальное положение.

Различают способы геометрического нивелирования " из середины" (рис. 1, а) и " вперед" (рис. 1, б).

Геометрическое нивелирование " из середины" осуществляют следующим образом. Для определения превышения h между точками А и В (см. рис. 1, а) в этих точках отвесно устанавливают рейки и берут отсчеты а (" взгляд назад") на точку А и b (" взгляд вперед") на точку В. Как следует из рис. 1, а, превышение между точками А и В равно:

h = a - b.

Если превышение h оказалось положительным, то это означает, что передняя точка В расположена выше задней точки А и, наоборот, при отрицательном значении превышения h передняя точка расположена ниже задней.

Таким образом, превышение передней точки над задней равно разности отсчетов " взгляд назад" минус " взгляд вперед".

H_b = Н_а + h.

H_i= Н_а +а.

Горизонт прибора равен высоте точки плюс " взгляд на эту точку". Тогда высоту передней точки В л егко определить по формуле:

H_b = H_i - b