Как сделать теодолит своими руками?

Теодолит — инструмент для строителей и монтажников

Содержание:

1. 1. Подготовка, установка теодолита и измерение углов
2. 2. Уход и хранение

Теодолитом пользуются при строительстве зданий, от небольших жилых до высотных. Они нужны для выравнивания углов в момент заложения фундамента, вертикального положения металлических, железобетонных колонн для будущего каркаса, для проверки правильного расположения стен. Этот прибор предназначен не только для профессиональных строителей, но и для специалистов по установке телевизионных антенн, электроэнергетических систем.

Подобные работы очень трудоемкие и долгосрочные. Поэтому все заказчики ценят при выполнении заказа скорость. Чтобы Ваша организация была одна из первых по эффективности выполнения операций, не обойтись без высокоточной современной вычислительной техники, в данном случае без теодолита.

Исторический факт. С помощью теодолита в 1898 году был измерен водяной смерч высотой 1528 м и шириной 3 м. Он был зафиксирован в Австралии, недалеко от города Иден и пока считается самым большим в мире.

До 20 века существовали лишь оптические приборы, управление которыми требует специальной подготовки. Когда на мировом рынке появились электронные, спектр применения их резко возрос. И этому есть причины. Для работы с ними не нужно специального диплома. Мы поможем разобраться с технологией проведения замеров теодолитом.

Подготовка, установка теодолита и измерение углов

Во время строительства очень важно правильно заложить фундамент. От этого будет зависеть дальнейшее возведение здания. На начальной стадии проводятся измерения с помощью различных профессиональных приборов: нивелиров, дальномеров, тахеометров. Теодолит заменяет их все. С его помощью можно измерить углы и расстояние (если встроен дальномер) между стенами, перегородками, элементами конструкции.

Совет специалиста. На глинистой, болотистой почве рекомендуется устанавливать железобетонные сваи. Их также используют при строительстве домов в непосредственной близости от других зданий. Сваи должны иметь вертикальное положение. Если отклонение будет больше 1,5 — 2°, нужно предпринимать меры по выравниванию. Если сваи будут под наклоном, вся постройка может перекоситься и со временем разрушиться.

Перед тем, как выезжать на место, нужно обязательно проверить исправность всех элементов теодолита: зрительной трубы (хорошо ли она закреплена и вращается), винтов, блока управления, ампул уровней, целостность оптических линз и поверхностей, а также наличие всех деталей в комплекте (кисти, отвеса, дождевика, трегера, штатива и других).

Подготовка — первый и самый важный этап в измерениях. От него будет зависеть все дальнейшие. Если теодолит будет установлен неверно, результаты работы будут неудачные.

На строительной площадке нужно найти ровную поверхность, в грунт которой крепко вставляем штатив. Удаленность от предмета измерения не должна превышать минимального расстояния визирования, указанного в паспорте устройства. Обычно этот показатель составляет от 1 до 2 метров. Отрегулируйте высоту ножек таким образом, чтобы она соответствовала вашему росту. Помните, что штатив должен быть строго вертикален.

Чтобы закрепить теодолит, нужно установить трегер (подставку), а затем на него сам прибор. Воспользуйтесь цилиндрическим уровнем, чтобы отрегулировать ровность всех установок. Пузырек должен быть посередине колбы. Правильность можно также проверить, применив отвес, который предусмотрен в комплекте, и визир над зрительной трубой. Крест в объективе визира должен быть направлен точно на объект.

На следующем этапе настраивается и закрепляется зрительная труба. Для того, чтобы изображение объекта в окуляре было четким, плавно поворачивайте колёсико на трубе. Если техника оснащена не только прямым, но и перевернутым изображением, поверните зрительную трубу на 180 градусов и посмотрите, совпадает ли прицел с объектом. 60 делений шкалы (каждое обычно соответствует 1 угловой минуте) должны быть хорошо различимы. Буквы H и V около шкал соответствуют горизонтальному и вертикальному кругам, которые тоже нужно отрегулировать. Устойчивое положение всех элементов обеспечивается закручивающимися винтами. Перед измерением нужно также помнить про блокировку компенсатора, которая осуществляется с помощью специальной кнопки или винта.

Замер угла оптическим теодолитом при установке фундамента осуществляется следующим образом. На местах, где предполагается возводить стены, должен быть временный каркас из досок. С помощью оптического теодолита направляем окуляр на определенную точку на одной из временных стен, и берем ее за ноль. Затем направляем объектив на точку стены, которая находится по отношению к ней под углом. Из координат на правое направление вычитаем данные на левое направление. Если значения на правое направление будут меньше, нужно прибавить к ним 360 градусов. Также измеряем все углы здания. Горизонтальные углы должны быть прямыми. По аналогичной системе измеряется вертикальный угол, только вычитаем из координат нижнего направления координаты верхнего.

При использовании цифрового прибора измерения проводятся гораздо проще и быстрее. Рассмотрим этот процесс на примере модели теодолита CST/berger DGT10 F0340543N0. Выставляем цель — данная точка будет считаться за ноль, для этого нажимаем на кнопку «OSET». Далее «переводим» зрительную трубу на другой объект и закрепляем. На экране появятся цифры, которые и будут координатами данного горизонтального угла. Запоминаем показания, нажатием на кнопку «HOLD». Для измерения вертикального угла зрительную трубу направляем на нужную точку и фиксируем положение винтами с двух сторон. После этого можно делать замер по выше представленной технологии.

Уход и хранение

При использовании важно избегать падений, повреждений, ударов техники. Механические аппараты намного выносливее, поэтому исправны практически во всех погодных условиях. Это стало возможным благодаря их энергонезависимости. Электронные приборы более «капризны», но диапазон температур, в котором они остаются максимально точными, достаточно большой: от — 40 до +50 градусов. Тем не менее, стоит постоянно помнить несколько правил использования теодолитов (особенно цифровых):

• Устройство не должно долго находиться под прямым солнечным светом. Это может привести к перегреву и увеличению погрешности. В этом случае рекомендуется использовать зонт.
• Если теодолит все же намок, необходимо его протереть мягкой салфеткой и просушить в естественных условиях, но не оставлять около отопительных устройств (батареи, радиатора и тд.).
• Если измерения проводились на сильном морозе или при низкой температуре, то при занесении прибора в теплое помещение нужно на некоторое время оставить его закрытым, чтобы поверхность немного нагрелась. Только затем аккуратно можно открыть крышку – это поможет избежать появления трещин на оптике от перепада температур.
• При проведении замеров переносить и перевозить устройство нужно в вертикальном положении. Во время транспортировки обязательно проверяйте крепление прибора в футляре.
• Если оптические стекла загрязнились, протирать их нужно очень осторожно мягкой материей. Лучше пользоваться специальной салфеткой, поскольку линзы и их покрытие достаточно легко поцарапать.
• Не рекомендуется ремонтировать устройство самостоятельно, правильнее — довериться профессионалам и обратиться в сервисный центр.

После того, как работа с теодолитом закончена, его нужно уложить в кейс. Футляр обязательно должен быть сухой. Прибор всегда следует брать двумя руками: за трегер и алидаду или за специальную ручку. Нельзя браться за зрительную трубу, это может привести к поломке. Хранить устройство рекомендуется в помещении, где влажность не превышает 75%, а температура воздуха составляет порядка 25 °С.

В процессе работы или за долгий период хранения положение осей может нарушиться. В этом случае нужно проверить точность прибора и сделать юстировку — настройку всех элементов. Эти операции, в том числе и поверку (диагностику и подтверждение исправности), можно сделать в Государственной метрологической службе и ее подразделениях.

Портал о стройке

Чтобы узнать, как пользоваться нивелиром, не обязательно оканчивать курсы геодезистов или геологический институт. Достаточно внимательно прочитать эту статью, ознакомиться с видеовставками и поэкспериментировать с прибором, и вы сможете совершать высокоточные измерения не хуже квалифицированного инженера.

Методы нивелирования на местности

Нивелирами называется большая группа приборов, которые используются для определения и фиксации точного положения различных предметов по высоте. Причем предметами могут быть вполне произвольные точки и участки земной поверхности, а не определенные ориентиры.

Задача любого нивелирования состоит в измерении разницы высот между отметками (уровнями) будущего здания (сооружения). На практике, от величины такого превышения, от его грамотного измерения зависит общее качество строительства. Например, от запланированного «нулевого» уровня первого этажа дома рассчитывается глубина фундамента, сток грунтовых вод, проект дренажной системы, вид утепления отмостки и т.д.

Существующие методики нивелирования достаточно разнообразны:

• Гидростатический метод, основанный на свойстве одинакового положения жидкости в сообщающихся сосудах. Обладает высокой точностью и допускает измерение вне пределов прямой видимости между отдельными точками. Гидростатические замеры связаны с необходимостью прокладывать и заполнять жидкостью протяженные шланги и трубки, что не всегда удобно;
• Барометрический метод – применяется при планировании и разметке обширных архитектурных комплексов, нуждается в высокоточных барометрах, специальных компьютерных программах. В личном жилищном строительстве барометрические измерения не используются;
• Тригонометрические замеры посредством поворотного теодолита хороши тем, что не нуждаются в помощниках с дополнительными рейками. Теодолитные измерения ведутся как по горизонтальным, так и по вертикальным углам, однако освоить этот прибор сложнее, чем обыкновенный нивелир, да и стоимость теодолита в несколько раз выше;
• Геометрические измерения углов возвышения с помощью стандартных нивелиров выполняются только в одной плоскости и требуют установки вспомогательных отметок (тех же реек), их перемещения с места на место и записей в журнале измерений

Простота и надежность замеров обыкновенным нивелиром, его хорошая совместимость с нуждами частного и жилищного строительства делают его наиболее востребованным при проектировании и планировании многих работ – от заливки фундамента до проверки точности двускатной кровли.

Типовое устройство и классификация современных нивелиров

Конструктивное устройство нивелира незамысловато. На прочном треножнике расположен основной оптико-механический узел со встроенной системой линз. Этот узел должен обеспечить строгую горизонтальность визирного луча, с минимальным отклонением. Линзы могут давать как прямое, так и обратное (перевернутое) изображение. В последнем случае измерительные рейки тоже следует перевернуть при установке на местности.

В верхнюю часть корпуса каждого нивелира встраиваются датчики уровня. Прочная и точная установка прибора на местности определяет качество всех последующих измерений. Опытный оператор постоянно сверяется с показателями этих датчиков, регулируя их при необходимости рукоятками наклона оптико-механического узла. Это позволяет вовремя заметить случайное отклонение прибора от точного положения на местности и не повторять измерения заново.

Перед тем, как пользоваться нивелиром и рейкой, необходимо описать основные разновидности приборов для геометрических измерений превышения высоты. Наиболее просты и экономичны нивелиры с цилиндрическими уровнями (один или несколько), которые расположены непосредственно на трубе-визире. Значительно дороже и существенно точнее измерители с автоматической компенсацией «огрехов» установки, они удобны при работе на проблемных грунтах – щебень, песок и т.п. Нивелиры с электронной системой измерения используются при профессиональном проектировании крупных объектов и довольно сложны в настройке и эксплуатации.

По классу измерительной точности нивелирные устройства делятся на три основных группы:

• Технические приборы, маркировка Н-10, Н-12 и т.д.;
• Точные приборы, маркировка от Н-3 до Н-9;
• Особо точные приборы, маркировка от Н-05 до Н-2.5.

Цифры в названии обозначают среднюю погрешность измерений в миллиметрах на километр. То есть даже технический нивелир дает отклонение около 1 см на 1 километр расстояния до объекта – этого более чем достаточно для точного проектирования и грамотного планирования подавляющего большинства строительных работ.

Как пользоваться нивелиром – пошаговая инструкция для начинающих

Практическое применение обыкновенного нивелира описывается следующей последовательностью измерительных действий:

Как пользоваться нивелиром — пошаговая схема

Шаг 1: Установка штатива

Крепежные винты на всех трех ножках штатива необходимо расслабить, после чего каждая опора выдвигается на необходимую длину (эта длина может быть разной, ведь нивелир часто приходится устанавливать на пересеченной местности). Верхнюю часть штатива следует выставить в горизонтальное положение, после чего затягиваются фиксирующие винты на всех трех опорах. Большинство приборов снабжается плавными корректирующими креплениями на каждой «штативной ноге», ими выполняют точную настройку горизонтальности верхней площадки.

Шаг 2: Монтаж нивелира

Сама нивелирная труба устанавливается на штатив с помощью нескольких крепежных винтов, после чего предстоит поработать датчиками уровня. Вращением регулировочных винтов необходимо добиться точного, центрального положения пузырьковых уровней относительно нанесенных на них линий. Для удобства сначала выставляют пузырек в одном «окошке», не обращая внимания на другой. Потом настраивают второй уровень, уже отслеживая положение первого, наблюдая, как оно меняется по мере установки. Поэтапно настраивая положение прибора, добиваются его точной горизонтальности на монтажной площадке.

Шаг 3: Фокусировка оптико-механического узла

Перед тем, как работать с оптическим нивелиром, необходимо настроить окуляр выровненной зрительной трубы по зрению оператора. Как известно, острота глаз у разных людей различна, даже если все они не носят очков. Фокусировка стандартного нивелира выполняется следующим образом. Прибор наводят на хорошо освещенный и довольно крупный предмет и оперируют настройками, пока ниточная сетка не будет отображаться на этом предмете максимально четко. Потом эту операцию повторяют на рейках, устанавливаемых в других, уже менее освещенных местах. Эксперименты с настройкой фокусировки на предметах с различной освещенностью помогут при дальнейших измерениях.

Шаг 4: Измеряем и фиксируем наблюдения

Когда прибор установлен горизонтально точно, выровнен и сфокусирован, приступаем к инженерным изысканиям. Две рейки следует выставить впереди и сзади нашего прибора. Передняя будет показывать значение измеряемой высоты, задняя послужит для градуировки значений. Сначала нивелир наводится на черную сторону задней рейки, после фокусировки записывается значение по среднему и дальномерному штриху. Потом производят фокусировку на переднюю (основную) рейку, фиксируется среднее значение по ее красной стороне. Такой метод называется нивелирование по средней линии, отличается высокой точностью результатов и удобством многократных измерений.

Принцип работы теодолита

Что такое теодолит?

Теодолит – оптико-электронный прибор, производящий угломерную съемку с измерениями вертикальных и горизонтальных углов.

Сфера применения теодолитов:

• построение сети геодезических точек на местности, образованной треугольниками (триангуляция);
• построение топографических планов и карт;
• определение расположения точек земной поверхности относительно друг друга (полигонометрия);
• проведение общестроительных работ: фиксация горизонтальности и вертикальности всевозможных конструкций – свай, колонн, фундамента, панелей и т.д.

Виды и классификация

• Оптические теодолиты – один из самых распространенных современных типов, точные и надежные для применения в полевых условиях устройства всегда популярны и востребованы среди геодезистов. В отличие от электронных собратьев не требуют для своей работы элементов питания и неприхотливы в эксплуатации: могут работать в широком диапазоне температур, включая низкие отрицательные температуры.

Оптические теодолиты обладают минимальным и ключевым набором возможностей, производя отсчеты по угломерной шкале. Следует понимать, что при отсутствии внутренней памяти инструмента в изысканиях необходимо будет вести полевой журнал работ.

• Лазерные теодолиты также достаточно просты в использовании, в основе их действия лежит применение лазерного луча в качестве точного указателя. Объединение в одном корпусе двух функциональных устройств – высокоточного электронного измерительного инструмента и визира несет определенные удобства для пользователя. Все вычисления осуществляются автоматически мощным процессором и выводятся на дисплей прибора – удобство и легкость в работе налицо.
• Цифровые теодолиты отличаются использованием вместо горизонтального и вертикального кругов с поградусной разметкой штрих-кодовых дисков. Все замеры выполняются в автоматическом режиме. Классическая конструкция электронных теодолитов включает в себя запоминающее устройство, позволяющее во внутренней памяти инструмента хранить полученные информационные данные. Имеющие элементы питания и жидкокристаллический дисплей электронные теодолиты не предназначены для работы в условиях низких температур и сложных климатических условиях.
• Фототеодолиты, представляющие собой конструктивное объединение теодолита и фотокамеры для определения топографических координат;
• Кинотеодолиты, предназначенные для фиксации траектории движения различных объектов на земной поверхности и в воздушной среде.

Общее устройство

• оптическая визирная труба с определенной кратностью увеличения, в окуляр которой смотрит пользователь, закреплена на двух установленных на трегере колонках;
• два отсчетных механизма: вертикальный круг — по вертикальным углам, расположенный в колонке; лимб или горизонтальный круг — по горизонтальным углам, расположенный в основании теодолита;
• отсчетное устройство, используемое в инструментах механического типа – шкаловой (отсчет по шкале) или штриховой (отсчет по штриху-индексу) микроскоп, с помощью которого считываются показания с лимбов;
• алидада – жестко соединенная с корпусом лимба поворотная линейка с отсчетными приспособлениями (нониусами или верньерами);
• наводящие (микрометренные) и закрепительные (зажимные) винты, сообщающие механизмам теодолита малое плавное движение при выполнении настроек и юстировки;
• встроенный оптический отвес (центрир) для точного центрирования над точкой;
• геодезический штатив-тренога для работы на местности, на который устанавливается теодолит.

Принцип действия

Принцип работы теодолита механического типа основан на наблюдении пользователем через окуляр зрительной трубы изображения контрольных точек конструкции.

После наведения визира на искомую точку наблюдения в окуляре микроскопа со шкальной или штриховой разметкой фиксируются значения горизонтального и вертикального углов: угол направления и угол наклона.

Наводясь последовательно на разные точки инженерно-строительной конструкции, специалист измеряет углы, занося эти показатели в полевой журнал (при использовании оптического типа устройства).

Выполненные геодезистом замеры углов также помогут проконтролировать правильность выполнения проекта.

Использование в работе электронных приборов делает ненужным пункт визуальной фиксации углов: цифровые датчики вертикального и горизонтального кругов автоматически передают отснятые данные в привычном цифровом представлении на жидкокристаллический дисплей инструмента и сохраняют эти показания во внутренней памяти.

Видео по теме

Устройство теодолита – составные части и их назначение

Это приспособление позволяет замерять углы в пространстве с высокой точностью, работает как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной.

Обычно действует относительным методом, то есть за основу берется какой-то эталонный объект, а уже по нему ведется отсчет искомого угла.

Шкала, по которой наблюдается результат, представлена в виде горизонтального и вертикального кругов.

Находится вся конструкция на подставке, на которой имеются регулировочные винты для управления основными узлами.

Человек производит измерение углов теодолитом через зрительную трубу, которая управляется винтами.

Они позволяют правильно навести окуляр на объект и закрепить саму трубу в нужном положении, когда контрольная точка была найдена.

Лимб и алидада – это функциональные части горизонтального круга, которые активно используются, когда мы делаем измерение горизонтальных углов теодолитом.

Лимб – неподвижное стеклянное кольцо с делениями на 360 градусов, а алидада вращается вместе с примыкающей частью прибора и выставляет таким образом отсчет.

Чтобы зафиксировать отсчет и дальше проводить измерения относительно него, следует закрепить специальный винт и отпустить лимб, тогда корпус будет статичен, а лимб и алидада – двигаться.

Основные части теодолита нам уже известны, но нельзя игнорировать приспособления, с помощью которых мы можем быть уверены в надежности снимаемых показаний. Например, контролировать степень горизонтальности установки прибора помогает цилиндрический уровень, а оптический центрир не даст нам упустить точку отсчета и убедит нас в том, что мы центрированы ровно над ней. А сами отсчеты снимаются по микроскопу, это финальный этап работы замерщика.

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).

Электронный теодолит

Работа с теодолитом

Горизонтирование теодолита

Измерение горизонтальных углов теодолитом предполагает установку прибора в вершине определяемого угла.

Для этого сначала ставят штатив так, чтобы центр площадки для установки штатива был примерно над точкой, а плоскость площадки – горизонтальна.

Только после этого теодолит закрепляют на штативе, центрируют и горизонтируют прибор.

Центрирование теодолита — это проецирование оси вращения алидады и лимба по отвесной линии на вершину определяемого угла с точностью для механического отвеса ± 5 мм, ± 1-2 мм для оптического отвеса.

Сначала проводится центрирование штатива с помощью механического отвеса с точностью 10-15 мм.

При этом необходимо установить штатив горизонтально, чтобы регулировка подъемных винтов позволила произвести горизонтирование прибора.

При установке прибора на штатив, производим окончательное центрирование теодолита, передвигаем оптический теодолит, ослабив становой винт.

Горизонтирование теодолита – это последовательное горизонтирование плоскости лимба горизонтального угломерного круга (ГУК) и приведение вертикальной оси вращения в отвесное положение. Процесс горизонтирования контролируется по цилиндрическому уровню алидады ГУК и производится посредством подъёмных винтов теодолита.

Поворачивая алидаду, направляют ось уровня по двум подъёмным винтам и перемещают пузырёк уровня в центр. Затем следует повернуть алидаду на 90 ° и, используя третий подъёмный винт, вновь перевести пузырёк в центр.

Действия необходимо повторять до тех пор, пока пузырек не станет сходить с середины при всех позициях алидады горизонтального круга.

Допустимое его отклонение не больше двух делений шкалы цилиндрического уровня.

Привет студент

Установка теодолита в рабочее положение

Установка теодолита в рабочее положение выполняется перед началом любых с ним работ, касается это основных измерительных работ, либо специальных работ, связанных с установлением его работоспособности.

Установка теодолита в рабочее положение заключается в его центрировании над вершиной измеряемого угла, горизонтировании и установке для наблюдений зрительной трубы и отсчетной системы. При проведении поверок в большинстве случаев центрирование теодолита не выполняют.

Центрирование — это совмещение его вертикальной оси вращения с вершиной измеряемого горизонтального угла. Горизонтирование — приведение вертикальной оси вращения теодолита в отвесное положение. Для центрирования теодолита 2Т30П используется отвес, который подвешивается на крючок станового винта штатива.

Горизонтирование и центрирование выполняют методом последовательных приближений.

Становым винтом через резьбовое гнездо подставки теодолит прикрепляется к плоской головке штатива. Предварительно штатив необходимо установить так, чтобы плоскость его головки заняла примерно горизонтальное положение, а острие отвеса совпало с вершиной угла.

Рис. 1. Центрирование теодолита

При этом ножки штатива должны быть надежно зафиксированы в грунте, либо быть устойчивыми на твердой поверхности, например, асфальте. Небольшие перемещения острия отвеса над вершиной измеряемого угла достигаются перемещением самого теодолита при ослабленном становом винте. После выполнения центрирования становой винт снова необходимо зажать.

Горизонтирование теодолита 2Т30П рекомендуется выполнять в указанной ниже последовательности.

1. Установить ось цилиндрического уровня по направлению двух любых ножек штатива и, ослабив у одной из них зажим раздвижной системы, по возможности точно привести пузырек уровня к середине ампулы.

Рис. 2. Горизонтирование теодолита а — предварительное горизонтирование ножками штатива; б — горизонтирование подъемными винтами подставки

2. Установить ось цилиндрического уровня по направлению на третью ножку штатива и изменением ее длины привести пузырек уровня к середине ампулы (поз. 2). Проверить позицию 1 по двум ножкам штатива.

3. Установить ось уровня на два любых подъемных винта подставки и, вращая эти винты в противоположные стороны примерно на одинаковый угол, привести пузырек точно на середину ампулы.

4. Установить ось уровня по направлению на третий подъемный винт подставки (по симметрии частей колонки или по отсчетам по шкале ГК) и вращением этого винта привести пузырек уровня точно на середину ампулы (поз. 2). Проверить позицию 1, а затем снова позицию 2, и при необходимости поправить положение пузырька.

Установка зрительной трубы и отсчетной системы для наблюдений заключается в установке четкого (по глазу) изображения сетки нитей вращением окулярного колена зрительной трубы и четкого изображения шкал ГК и ВК вращением окулярного колена зрительной трубки отсчетной системы.

Многие теодолиты снабжены оптическими центрирами. Установка теодолита в рабочее положение (центрирование и горизонти-рование) с помощью оптического центрира выполняется приближениями.

Найти в поле зрения оптического центрира точку, над которой производится центрирование, и закрепить в грунте или на твердой поверхности ножки штатива, следя за тем, чтобы изображение точки находилось как можно ближе к центру поля зрения центрира.

Выполнить установку пузырька цилиндрического уровня с помощью ножек штатива, а затем — с помощью подъемных винтов подставки, как это выполняется при использовании отвеса.

При нарушении условия центрирования необходимо ослабить становой винт и переместить теодолит на головке штатива до совмещения центра поля зрения оптического центрира с вершиной измеряемого угла. Повторить действия по центрированию и горизонти-рованию по ножкам штатива и подъемным винтам подставки до достижения желаемого результата.

Горизонтирование может считаться удовлетворительным, если при любом положении колонки теодолита пузырек цилиндрического уровня при горизонтальном круге будет отклоняться от своего среднего положения не более чем на 2 деления ампулы.

Рис. 3. Устройство оптического центрира

Используемая литература: В.Н. Попов, С.И. Чекалин. Геодезия: Учебник для вузов.- М.: «Горная книга», 2007.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Теодолит

Теодоли́т — измерительный прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических, геодезических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. Основной рабочей мерой в теодолите являются лимбы с градусными и минутными делениями (горизонтальный и вертикальный). Теодолит может быть использован для измерения расстояний нитяным дальномером и для определения магнитных азимутов с помощью буссоли.

При измерительных работах целятся на пункт с известными координатами, например тригонометрический пункт. Альтернативным развитием конструкции теодолита является Гиротеодолит, Кинотеодолит и Тахеометр.

Содержание

Устройство теодолита

Конструктивно теодолит состоит из следующих основных узлов:

• Корпус с горизонтальным и вертикальным отсчетными кругами, и др. технологическими узлами;
• Подставка (иногда употребляют термин «трегер») с тремя подъёмными винтами и круглым уровнем(для горизонтирования теодолита);
• Зрительная труба;
• Наводящие и закрепительные винты для наведения и фиксации зрительной трубы на объекте наблюдения;
• Цилиндрический уровень
• Оптический центрир (отвес) для точного центрирования над точкой
• Отсчетный микроскоп для снятия отсчетов.

Горизонтальный круг теодолита

предназначен для измерения горизонтальных углов и состоит из лимба и алидады.

Лимб представляет собой стеклянное кольцо, на скошенном крае которого нанесены равные деления с помощью автоматической делительной машины.

Цена деления лимба (величина дуги между двумя соседними штрихами) определяется по оцифровке градусных (реже градовых) штрихов. Оцифровка лимбов производится по часовой стрелке от 0 до 360 градусов (0 — 400 гон).

Роль алидады выполняют специальные оптические системы — отсчётные устройства. Алидада вращается вокруг своей оси относительно неподвижного лимба вместе с верхней частью прибора; при этом отсчёт по горизонтальному кругу изменяется. Если закрепить зажимной винт и открепить лимб, то алидада будет вращаться вместе с лимбом и отсчёт изменяться не будет.

Лимб закрывается металлическим кожухом, предохраняющим его от повреждений, влаги и пыли.

Геометрические условия теодолита их поверка

Геометрические условия

• Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
• Ось вращения алидады должна быть установлена отвесно (вертикально).
• Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.
• Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
• Вертикальная нить сетки нитей должна лежать в коллимационной плоскости.

Поверка теодолитов

Поверками теодолита называют действия, имеющие целью выявить, вы­полнены ли геометрические условия, предъявляемые к инструменту. Для вы­полнения нарушенных условий производят исправление, называемое юстиров­кой инструмента.

Ось каждого цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендику­лярна к оси вращения алидады.

Это условие необходимо для приведения оси вращения инструмента (алидады) в рабочее положе­ние, т. е. чтобы при измерениях углов она была вертикальна. Для проверки выполнения условия поворотом али­дады устанавливают ось проверяемого уровня по на­правлению каких-либо двух подъемных винтов и одно­временным вращением их в разные стороны приводят пузырек уровня в нуль пункт (на середину ампулы), тогда ось уровня займет горизонтальное положение. Повернем алидаду, а вместе с нею и уровень точно на 180.

Если после приведения пузырька уровня в нуль пункт и поворота алидады на 180° пузырек уровня останется на месте, то условие выполнено.

Для выполнения других поверок необходимо привести прибор в рабочее положение.

Одна из нитей сетки должна находиться в вертикальной плоскости.

Поверку и юстировку этого условия можно выполнить при помощи отвеса, установленного в 5—10 м от инструмента. Если поверяемая нить сетки не совпадет с изображением отвеса в поле зрения трубы, то снимают колпачок, слегка ослабляют (примерно на полоборота) четыре винта, крепящих окулярную часть с корпусом трубы, и поворачивают окулярную часть с сеткой до требуемого положения. Закрепляют винты и надевают колпачок. После юстировки вторая нить сетки должна быть горизонтальна. Убедиться в этом можно, наведя эту нить на какую-либо точку и вращая алидаду наводя­щим винтом по азимуту; нить при этом должна оставаться на данной точке. В противном случае юстировку надо повторить. Установив правильно сетку, в дальнейшем при повторении поверок эту можно не повторять.

Визирная ось должна быть перпендикулярна к оси вращения зрительной трубы

Это условие необходимо для того, чтобы при вращении трубы вокруг ее оси визирная ось описывала плоскость, а не конические поверхности. Визирную плоскость называют также коллимационной. Вертикальный круг вращается вокруг оси вместе с трубой. Для перевода трубы из положения КП в положение КЛ или наоборот надо перевести ее через зенит при неподвижном лимбе и повернуть алидаду на глаз на 180°, чтобы можно было наводить трубу на один и тот же предмет при различных ее положениях. При этом на том месте относительно лимба, где находится верньер1 , теперь будет расположен диаметрально противоположный верньер 2 к отсчеты числа градусов, взятые по верньеру I до поворота алидады и по верньеру II после поворота алидады на 180°, должны быть одинаковы. Если визирная ось перпендикулярна к оси вращения зрительной трубы, то при наведении ее при КП и КЛ на удаленную точку , расположенную приблизительно на уровне оси вращения зрительной трубы, по закрепленному горизонтальному лимбу получим верные отсчеты дуги с помощью I (при КП) и II (при КЛ) верньеров. Если же визирная ось не перпендикулярна к оси вращения трубы и занимает при КП и при КЛ неверное положение , то в отсчеты по горизонтальному лимбу войдет ошибка, соответствующая повороту визирной оси на угол, называемый коллимационной ошибкой. Проекция этого угла на горизонтальную плоскость лимба меняется в зависимости от угла наклона визирной оси. Поэтому при выполне­нии этой поверки линия визирования должна быть по возможности гори­зонтальна.

Юстировка: ослабив слегка один вертикальный, на­пример верхний, исправительный винт при сетке нитей, передвигают сетку, дей­ствуя боковыми исправительными винтами при ней до совмещения точки пересе­чения нитей с изображением наблюдаемой точки .

После юстировки надо повторить поверку и убедиться, что условие вы­полнено.

Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения инструмента (алидады).

Это условие необходимо для того, чтобы после приведения инструмента в рабочее положение коллимационная (визирная) плоскость была верти­кальна. Для поверки выполнения данного условия при­водят инструмент в рабочее положение и направляют точку пересечения сетки нитей на высокую и близкую (на расстоянии 10—20 м от инструмента) точку , выбранную на какой-нибудь светлой стене. Не поворачивая алидады, наклоняют трубу объективом вниз до примерно горизонтального по­ложения ее оси и отмечают на той же стене точ­ку г, в которую проектируется точка пересечения нитей. Переведя трубу через зенит, при другом положении круга снова направляют визирную ось на ту же точку и подобно предыдущему, накло­нив трубу объективом вниз, отмечают точку а2. Если обе точки совместятся в одной точке , то усло­вие выполнено. Выполнение рассматриваемого условия обеспечивается заво­дом или производится в мастерской, так как современные теодолиты не имеют соответствующих исправительных винтов.

Стандартный ряд теодолитов России в соответствии с ГОСТ 10529-96,

в России предусматривается выпуск шести типов теодолитов:
Т1 — высокоточные
Т2 и Т5 — точные
Т15 и Т30 — технические
Т60 — технические (в настоящее время не выпускается)

Литера Т — обозначает «теодолит», а последующие числа — величину средней квадратической погрешности в секундах, при измерении одним приёмом в лабораторных условиях. Обозначение теодолита, изготовленного в последние годы может выглядеть так: 2Т30МКП. В данном случае первая цифра показывает номер модификации («поколения»).

М — маркшейдерское исполнение (для работ в шахтах или тоннелях; может крепиться к потолку и использоваться без штатива, помимо этого, в маркшейдерском теодолите в поле зрения визирной трубы есть шкала для наблюдения за качаниями отвеса при передаче координат с поверхности в шахту).

К — наличие компенсатора, заменяющего уровни.

П — зрительная труба прямого видения, то есть зрительная труба теодолита имеет оборачивающую систему для получения прямого (не перевернутого) изображения.

А — с автоколлимационным окуляром (автоколлимационные);

Повторительный теодолит

Повторительные теодолиты имеют специальную повторительную систему осей лимба и алидады, позволяющую лимбу вместе с алидадой вращаться вокруг собственной оси раздельно и/или совместно. Такой теодолит дозволяет последовательным вращением алидады несколько раз откладывать (повторять) на лимбе величину измеряемого горизонтального угла, что увеличивает точность измерений.

Неповторительные теодолиты

В неповторительных теодолитах лимбы наглухо закреплены с подставкой, а поворот и закрепления его в разных положениях осуществляется при помощи закрепительных винтов либо приспособления для поворота.

Фототеодолит

Фототеодолит или кинотеодолит — Разновидность теодолита, объединенного с фото- и/или кинокамерой и другими оптическими системами. Служит для точной фотосъемки с угловой привязкой геологических объектов и искусственных сооружений, а также для измерения угловых координат летательных аппаратов. Конструктивно может представлять собой кинокамеру, независимую от оптического канала теодолита и жестко скрепленную с ней или однообъективную зеркальную камеру, видоискатель которой служит оптическим каналом теодолита. Выпускавшиеся ранее кинотеодолиты осуществляли съемку на крупноформатные фотопластинки высокой разрешающей способности. В настоящее время выпускаются пленочные, пластиночные и цифровые Фототеодолит. Если объект фотографируется двумя и более Фототеодолит, то возможно получить приблизительные данные относительно размера объекта, высоты и скорости полета. [источник не указан 686 дней]

Модели фототеодолитов

• В России первую кинофототеодолитную станцию для фотографирования летающих объектов и измерения параметров траектории полёта выпустил Красногорский завод им. С. А. Зверева
• Звенигородская обсерватория оборудована кинотеодолитом КCТ-50 (D 450 мм, F 3000мм)
• Высокоточные кинотеодолиты «ВИСМУТИН» производства БелОМОнаходятся на космодроме «Байконур».

Гиротеодолит

Гиротеодолит — гироскопическое визирное устройство, предназначенное для ориентирования туннелей, шахт, топографической привязки и др. Гиротеодолит служит для определения азимута (пеленга) ориентируемого направления и широко используется при проведении маркшейдерских, геодезических, топографических и др. работ. По принципу действия Гиротеодолит является и принадлежит к типу гирокомпасов. Ряд схем Гиротеодолитов выполнен на принципе гирокомпаса Фуко. Помимо гироскопического чувствительного элемента, гиротеодолит включает угломерное устройство для снятия отсчётов положения чувствительного элемента и определения азимута (пеленга) ориентируемого направления. Угломерное устройство состоит из лимба с градусными и минутными делениями жестко связанного с его алидадой. Наблюдение ведётся по штриху, проектируемому на зеркале, которое укреплено на чувствительном элементе. При этом визирная линия зрительной трубы будет располагаться параллельно оси гироскопа. Определение азимута (пеленга), ориентируемого с помощью Гиротеодолита направления, производится по шкале, связанной с теодолитом.При наблюдениях гиротеодолитом все измерения относят к отвесной линии в точке наблюдений и к плоскости горизонта. Следовательно, азимут, определенный гироскопически, тождественен астрономическому азимуту. Обычно по конструктивным соображениям отсчетное устройство по горизонтальному кругу располагают под некоторым углом D по отношению к оси вращения ротора гироскопа [1]

Электронный

Разновидность теодолита, оснащенная электронным устройством для вычисления и запоминания координат точек на местности. В отличие от оптического неповторительного, полностью исключает ошибки снятия и записи отсчета благодаря микропроцессору, выполняющему автоматические расчеты. Электронный теодолит позволят работать в темное время суток.