Кремальера это устройство для фокусирования зрительной трубы геодезического прибора

Прибор теодолит используется при выполнении строительных, геодезических и других работ. Устройство теодолита позволяет точно определять значение вертикальных и горизонтальных углов (существуют такие оптические и электронные приборы).

Схема осей повторительного и простого теодолитов: 1 – подставка теодолита, 2 – лимб, 3 – алидада, JJ – основная ось теодолита, UU – ось уровня, VV – визирная ось, ТТ – горизонтальная ось вращения трубы.

Кроме того, что указанным прибором выполняется измерение горизонтальных и вертикальных углов, его также используют для определения расстояния.

В зависимости от точности прибора существует следующая классификация:

• оборудование высокой точности имеет обозначение Т1;
• приборы с обычной точностью обозначаются Т2, Т5;
• для технического использования подойдут приборы Т15, Т30;
• учебное оборудование маркируется Т60.

Исходя из маркировки прибора можно узнать среднеквадратичную погрешность, которую он будет допускать при измерении углов.

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.

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.

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.

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

2.2.2. Устройство теодолитов

Устройство теодолита основано на принципе измерения горизонтального угла (рис. 15).

При геодезических работах измеряют не угол между сторонами, а его ортогональную (горизонтальную) проекцию, называемую горизонтальным углом. Так, для измерения угла АВС

(рис. 15) нужно предварительно спроектировать на горизонтальную плоскость точки
А
,
В
, и
С
и измерить горизонтальный угол
abc= β
.

Рассмотрим двугранный угол между вертикальными плоскостями V1

и
V2
, проходящими через стороны угла
АВС
. Угол
β
для данного двугранного угла является линейным. Следовательно, углу
β
равен всякий другой линейный угол, вершина которого находится в любой точке на отвесном ребре
ВВ1
двугранного угла, а стороны его лежат в плоскости, параллельной плоскости
М
. Итак, для измерения величины угла
β
можно в любой точке, лежащей на ребре
ВВ1
двугранного угла, допустим в точке
b1
, установить горизонтальный круг с градусными делениями и измерить на нем дугу
a1c1
, заключенную между сторонами двугранного угла, которая и будет градусной мерой угла
a1b1c1
, равной
β
, т. е. угол
abc= β
.

Для измерения горизонтальных проекций углов между линиями местности в теодолите используется горизонтальный угломерный круг с градусными делениями, называемый лимбом

. Стороны угла проектируют на лимб с использованием подвижной визирной плоскости
зрительной трубы
. Она образуется
визирной осью
[1] трубы при её вращении вокруг горизонтальной оси. Данную плоскость поочередно совмещают со сторонами угла
ВА
и
ВС
, последовательно направляя визирную ось зрительной трубы на точки
А
и
С
. При помощи специального отсчетного приспособления
алидады
, которая находится над лимбом соосно с ним и перемещается вместе с визирной плоскостью, на лимбе фиксируют начало и конец дуги
a1c1
(см. рис. 15), беря отсчеты по градусным делениям. Разность взятых отсчетов является значением измеряемого угла
β
.

Лимб и алидада, используемые для измерения горизонтальных углов, составляют в теодолите горизонтальный круг

17 (рис. 16).
Ось вращения алидады горизонтального круга называют основной осью теодолита
.

В теодолите также имеется вертикальный круг

18 (рис. 16) с лимбом и алидадой, служащий для измерения вертикальных проекций углов – углов наклона. Принято считать углы наклона выше горизонта положительными, а ниже горизонта – отрицательными. Лимб вертикального круга обычно наглухо скреплён со зрительной трубой и вращается вместе с ней вокруг горизонтальной оси теодолита.

Рис.16. Устройство теодолита Т30: 1 – основание; 2 – исправительный винт цилиндрического уровня; 3, 4 – закрепительный и наводящий винты алидады; 5 – цилиндрический уровень; 6 – наводящий винт зрительной трубы; 7 – кремальера; 8 – закрепительный винт зрительной трубы; 9 – визир; 10 – окуляр зрительной трубы; 11 – окуляр отсчетного микроскопа; 12 – колонка; 13 – подставка; 14 – закрепительный винт лимба; 15 – подъемный винт; 16 – наводящий винт лимба; 17 – горизонтальный круг; 18 – вертикальный круг; 19 – объектив зрительной трубы; 20 – зеркальце для подсветки штрихов отсчетного микроскопа; 21 – кронштейн для ориентир-буссоли;

Перед измерением углов центр лимба горизонтального круга с помощью отвеса или оптического центрира устанавливают на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла, а плоскость лимба приводят в горизонтальное положение, используя с этой целью три подъемных винта 15 и цилиндрический уровень 5 (рис. 16). В результате данных действий основная ось теодолита должна совпасть с отвесной линией, проходящей через вершину измеряемого угла.

Для установки, настройки и наведения теодолита на цели в нем имеется система винтов: становой и подъемные винты, закрепительные (зажимные) и наводящие (микрометренные) винты, исправительные (юстировочные) винты.

Становым винтом теодолит крепят к головке штатива, подъемными винтами – горизонтируют.

Закрепительными винтами скрепляют подвижные части теодолита (лимб, алидаду, зрительную трубу) с неподвижными. Наводящими винтами сообщают малое и плавное вращение закрепленным частям.

Зрительные трубы теодолитов чаще всего бывают астрономические, дающие обратное (перевернутое) изображение. Но в последнее время применяются трубы, которые дают прямое изображение.

При наблюдении предметов на них наводится вполне определенная точка трубы. Такой точкой является центр сетки нитей, представляющий собою пересечение горизонтальной нити и продолженной вертикальной. Сетка нитей (рис.17) видна в поле зрения трубы и изображена на специальной сеточной диафрагме, размещенной вблизи переднего фокуса окуляра. Сеточная диафрагма представляет собою стеклянную пластинку в металлической оправе.

Она может слегка перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях исправительными винтами сетки. Симметрично относительно горизонтальной нити нанесены дальномерные штрихи для определения расстояний.

К оптическим характеристикам зрительной трубы относятся: увеличение, поле зрения, относительная яркость и разрешающая способность, которую принимают за точность визирования трубой.

Увеличение зрительной трубы показывает во сколько раз увеличивается размер предмета, рассматриваемого в зрительную трубу, по сравнению с размером этого же предмета, видимого невооруженным глазом.

Полем зрения трубы называется то пространство, которое видно в трубу при ее неподвижном положении.

Яркость изображения определяется количеством света, которое падает на глаз в секунду времени на квадратный миллиметр изображения. Такая яркость называется абсолютной, ее нельзя выразить определенным числом. Поэтому пользуются относительной яркостью, представляющей собой отношение абсолютной яркости вооруженного зрительной трубой глаза и невооруженного глаза.

Для приведения осей и плоскостей прибора в отвесное или горизонтальное положение служат уровни, они бывают двух типов: круглые — для предварительной, грубой установки приборов и цилиндрические — для окончательной, точной установки. Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой отшлифована в виде бочкообразного сосуда, в продольном сечении представляющего дугу окружности некоторого радиуса.

Стеклянные сосуды уровней заполняют эфиром или смесью эфира со спиртом в подогретом состоянии. Когда наполнитель остынет и сожмется в объеме, образуется пространство, заполненное парами наполнителя, то есть пузы­рек. При изменении температуры пары наполнителя легко переходят из парообразного состояния в жидкое и наоборот, отчего размеры пузырька изменяются. В цилиндрических уровнях добиваются, чтобы длина пузырька составляла примерно 1/3 длины трубки при температуре +20°С. Чтобы можно было судить о перемещении пузырька, на наружной поверхности уровня наносятся штрихи. Расстояние между штрихами обычно равно 2 мм. Середина трубки уровня называется нуль-пунктом. На цилиндрическом уровне нуль-пункт обычно не обозначается, а относительно него штрихи наносятся симметрично. Касательная к внутренней поверхности трубки, проходящая через нуль-пункт вдоль длины цилиндрического уровня, называется осью уровня. Когда середина пузырька уровня совпадает с нуль-пунктом, ось уровня занимает горизонтальное положение. При смещении пузырька уровня на одно деление ось уровня наклоняется на некоторый угол, который называется ценой деления уровня. Чем меньше цена деления уровня, тем чувствительнее, точнее уровень.

Рассмотрим подробно устройство и характеристики теодолита Т30 и его модификаций (2Т30, 4Т30П), которые обычно используются в инженерно-геодезических работах.

Теодолит Т30

(рис.16) и его модификации относятся к разряду технических с повторительной системой вертикальной оси. Система отсчитывания односторонняя. Увеличение трубы 18х (Т30) и 20х (2Т30, 4Т30П), пределы визирования от 1,2 м до бесконечности, цена деления цилиндрического уровня 45″. Данные теодолиты применяются для прокладывания теодолитных и тахеометрических ходов, плановых и высотных съемок.

На зрительной трубе (см. рис.16) имеется оптический визир 9, в поле зрения которого виден светлый крест. Этот крест совмещается с целью (предметом), который должен попасть в поле зрения трубы, но изображение предмета может быть размытым (иногда его изображение вообще не будет видно). Чтобы изображение предмета было четким, сначала вращением диоптрийного кольца окуляра трубы 10 получают отчетливое изображение сетки нитей (это действие называется установкой зрительной трубы по глазу). Затем с помощью кремальеры 7 перемещают в трубе специальную фокусирующую линзу до тех пор, пока изображение цели не станет четким, т. е. выполняют установку трубы по предмету. После этого зажимные винты зрительной трубы 8 и алидады горизонтального круга 3 закрепляются, и микрометренными винтами алидады 4 и трубы 6 центр сетки нитей наводится на предмет.

В теодолите Т30 подставка 13 жестко скреплена с основанием 1, служащим одновременно донцем футляра, что позволяет закрывать теодолит футляром, не снимая его со штатива. Ось вращения теодолита устанавливается в отвесное положение с помощью подъемных винтов 15 и цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга 5.

Полая вертикальная ось теодолита позволяет центрировать прибор над точкой местности с помощью зрительной трубы. Прибор снабжается окулярными насадками для зрительной трубы и микроскопа, которые применяют при наблюдении предметов, расположенных относительно горизонта под углом более 45° .

В теодолитах Т30 имеется только один цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга 5, который прикрепляется к подставке зрительной трубы параллельно визирной плоскости. Положение уровня изменяется юстировочными (исправительными) винтами 2. При алидаде вертикального круга уровня нет.

Теодолит по особому заказу может быть укомплектован ориентир-буссолью и уровнем, который прикрепляется к трубе для нивелирования горизонтальным визирным лучом. Обычно к зрительной трубе прикрепляют два визира. При установке уровня на трубе один из визиров должен быть снят.

На рис.18 приведено устройство технического теодолита 4Т30П.

Рис. 18. Устройство теодолита 4Т30П: 1 – головка штатива; 2 – основание; 3 – подъемный винт; 4 – наводящий винт алидады; 5 – закрепительный винт алидады; 6 – наводящий винт зрительной трубы; 7 – окуляр зрительной трубы; 8 – предохранительный колпачок сетки нитей зрительной трубы; 9 – кремальера; 10 – закрепительный винт зрительной трубы; 11 – объектив зрительной трубы; 12 – цилиндрический уровень; 13 – винт поворота лимба; 14 – закрепительный винт; 15 – окуляр отсчетного микроскопа с диоптрийным кольцом; 16 – зеркальце для подсветки штрихов отсчетного микроскопа; 17 – колонка; 18 – ориентир-буссоль; 19 – вертикаль­ный круг; 20 – визир; 21 – диоптрийное кольцо окуляра зрительной трубы; 22 – исправительные винты цилиндрического уровня; 23 – подставка

В качестве отсчетных приспособлений в технических теодолитах применяются штриховой и шкаловой микроскопы (рис. 19).

В теодолите Т30 отсчетное приспособление выполнено в виде штрихового микроскопа (рис. 19, а), позволяющего брать отсчеты с точностью 1′, а в его модификациях (2Т30, 4Т30П) – шкалового микроскопа тридцатисекундной точности (рис. 19, б, в).

Рис. 19. Поле зрения отсчетных устройств: а

– штрихового микроскопа с отсчетами по вертикальному кругу 358°48′ , по горизонтальному 70°04′;
б
– шкалового микроскопа с отсчетами: по вертикальному кругу 1°11,5′, по горизонтальному 18°22′ ;
в
– по вертикальному кругу – минус 0°46,5′, по горизонтальному – 95°47′.

Изображение штрихов и цифр обоих кругов передаются в поле зрения микроскопа. Поворотом и наклоном зеркала 16 (см. рис. 18) достигают оптимального освещения поля зрения микроскопа и вращением диоптрийного кольца его окуляра 15 устанавливают по глазу четкое изображение отсчетного устройства.

В верхней части поля зрения отсчётного микроскопа, обозначенной буквой В, видны штрихи вертикального круга; в нижней части, обозначенной буквой Г – штрихи горизонтального круга.

В штриховом микроскопе теодолита Т30 в середине поля зрения виден штрих, относительно которого осуществляется отсчет по лимбу (рис. 19, а

). Перед отсчетом по лимбу необходимо определить цену деления лимба. В теодолите Т30 цена деления лимба составляет 10 угловых минут, так как градус разделен на шесть частей. Число минут оценивается на глаз в десятых долях цены деления лимба. Точность отсчета составляет 1′.

В шкаловом микроскопе в поле зрения видна шкала, размер которой соответствует цене деления лимба (рис. 19, б

,
в
). Для теодолита технической точности размер шкалы и цена деления лимба равны 60′. Шкала разделена на двенадцать частей и цена ее деления составляет 5 угловых минут. Если перед числом градусов знака минус нет, отсчет производится по шкале от 0 до 6 в направлении слева направо (рис. 19,
б
). Если перед числом градусов стоит знак минус, то минуты отсчитываются по шкале вертикального круга от –0 до –6 в направлении справа налево (рис. 19,
в
). Десятые доли цены деления шкалы берутся на глаз с точностью до 30».

Чтобы теодолит обеспечивал получение неискаженных результатов измерений, он должен удовлетворять соответствующим геометрическим и оптико-механическим условиям. Действия, связанные с проверкой этих условий, называют поверками

. Поверки теодолита выполняются в соответствии с паспортом-инструкцией, прилагаемой к прибору, или инструкцией по проведению технологической поверки геодезических приборов [2].

Если какое-либо условие не соблюдается, с помощью исправительных винтов производят юстировку

прибора.

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).

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.

Читать также: Лапка для шиномонтажного станка своими руками

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.

Виды устройств

Имеются следующие виды устройств:

• Механические. Наиболее простой по конструкции и самый дешевый тип, однако у него и самая низкая точность, поэтому для серьезной работы он не подходит.
• Электронные. Электронный теодолит удобен, потому что оснащен устройством для считывания и обработки результатов, геодезисту остается правильно выставить его, а остальное прибор сделает сам.
• Оптические. Наиболее широкое распространение получил теодолит оптический. Он не производит расчеты, как электронный, но стоимость устройства и качество измерения привлекают.
• Лазерные. Эти теодолиты самые дорогие, но и более совершенные устройства. Позволяют делать измерения с большой точностью и удобны в использовании, но приобретать их имеет смысл лишь для постоянных работ, где высоки требования к результату.

Два принципиально разных вида теодолитов отличаются по подвижности алидады и лимба. В повторительных типах данные элементы могут закреплять поочередно, а показания снимать методом последовательных повторений. Обыкновенные варианты этого не допускают, так как алидада с осью представляют в них единое неподвижное целое, и для каждого измерения требуется отдельная настройка.

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.

Основные части теодолита

Приспособление позволяет с высокой точностью замерять углы в пространстве и работать в горизонтальной или вертикальной плоскости. Как правило, выбирается относительный метод, когда за основу принимается эталонный объект, а по нему уже отсчитывается искомый угол. Измерение таким способом известно с XIX века, но сегодняшние теодолиты — это усовершенствованные приспособления, которых существует несколько разновидностей.

Шкала. Этот элемент, представленный горизонтально или вертикально расположенным кругом, показывает результат. Находится на подставке, имеющей регулировочные винты для управления главными узлами. Измеритель смотрит в окуляр, управляемый винтами, которые позволяют навести окуляр на объект и закрепить его, когда найдена контрольная точка.

Лимб и алидада. Части горизонтального круга, активно использующиеся при измерении горизонтальных углов.

• Лимб — это стационарное стеклянное кольцо с делениями на 360°.
• Алидада — элемент, вращающийся с примыкающей частью прибора и выставляющий отсчет.

Для фиксации отсчета и дальнейшего проведения измерений относительно него закрепляется специальный винт и отпускается лимб, корпус в этом случае останется неподвижным, двигаться же будут лимб и алидада.

Это и есть главные части теодолита. Но снимать показания помогают и другие устройства, с которыми тоже будет полезно познакомиться. Степень горизонтальности установки теодолита контролируется с помощью цилиндрического уровня, а точку отсчета потерять не дает оптический центрир. Отсчеты снимаются по микроскопу, и это финальная стадия работы замерщика.

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).

Требования перед работой

Перед измерением углов теодолит проверяется. Нужно проверять специальную отметку или пломбу, а также периодически — геометрические параметры, так как ошибка в пару градусов со временем может привести к катастрофе!

• Важна абсолютная вертикальность оси алидады и ее перпендикулярность цилиндрическому уровню.
• Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна ей, не выполнив этого коллимационного условия, четкая система отсчета невозможна.
• Оси трубы и алидады должны быть перпендикулярными.
• Проверяем, насколько измерительная сетка расположена в вертикальной коллимационной плоскости.

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.

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.

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

Центрирование теодолита

Центрирование — это совмещение оси вращения прибора с отвесной линией, проходящей через вершину измеряемого угла. Оно

выполняется с помощью шнурового отвеса. Шнур одевают на крючок станового винта. Передвигая планку, изменяют длину шнура так, чтобы остриё отвеса находилось на высоте 1…2 см от точки. Изменяют длину ножек штатива (предварительно ослабив барашки) так, чтобы остриё отвеса отклонялось не более чем на 1…2 см от точки. При этом головка штатива должна быть примерно горизонтальной. Затем ослабляют становой винт и передвигают прибор на головке штатива до совмещения острия отвеса с точкой с точностью 3…5 мм. Становой винт закрепляют.

Горизонтирование теодолита

Горизонтирование — это приведение оси вращения прибора в отвесное положение. Оно выполняется с помощью подъёмных винтов и уровня при алидаде. Поворотом алидады устанавливают уровень по направлению двух подъёмных винтов (рис. 2.5,а). Вращая их в разные стороны, устанавливают пузырёк уровня симметрично относительно центра ампулы — приводят пузырёк уровня в нулъпункт.

Рис. 2.5

Поворачивают алидаду на 900 (рис. 2.5,6). При этом объектив или окуляр трубы расположится над третьим подъёмным винтом. Вращая этот винт, приводят пузырёк уровня в нульпункт. Точность горизонтирования 0,5…1 деление уровня.

Подготовка трубы к наблюдениям

Подготовка трубы к наблюдениям — это фокусировка (установка) трубы по глазу наблюдателя. Для этого вращают диоптрийное кольцо 7 окуляра (рис. 1.1) и добиваются отчётливого изображения сетки нитей.

Визирование на точку

Визирование — это наведение центра (креста) сетки нитей на наблюдаемую точку. Закрепляют лимб. Ослабив закрепительные винты алидады 11 и трубы 12 (рис. 2.2), с помощью визира 9 наводят трубу на марку (наблюдаемую точку). При этом глаз следует располагать на расстоянии 5…20 сантиметров от окуляра. Закрепляют закрепительные винты. С помощью кремальеры 8 фокусируют трубу по предмету, т.е. получают резкое изображение наблюдаемой марки. С помощью наводящих винтов 14, 15 (рис. 2.1) совмещают крест сетки с центром марки.

Отсчитывание по кругам

Отсчёты по кругам делают с помощью шкалового микроскопа, окуляр которого расположен рядом с окуляром трубы. Яркость поля зрения микроскопа регулируют с помощью зеркала 19. Резкое изображение штрихов лимбов устанавливают вращением диоптрийного кольца 18 (рис. 2.1).

Горизонтальный и вертикальный круги теодолита 2Т30 разделены через 1°. Каждый градусный штрих оцифрован.

Поле зрения микроскопа теодолита 2Т30 показано на рис. 2.4. В верхней части, отмеченной буквой В, видны штрихи вертикального круга и шкалы, а в нижней, отмеченной буквой Г, — штрихи горизонтального круга и шкалы. Угловой размер шкал равен одному градусу. Шкала содержит шесть больших — десятиминутных — делений. Каждое большое деление разделено пополам, т.е. всего на шкале 12 делений, а цена наименьшего деления шкалы составляет 5′. Отсчетным индексом служит градусный штрих лимба, находящийся в пределах шкалы. Отсчет берут с точностью 0,1 наименьшего деления шкалы, т.е. с точностью 0,5′.

Следует помнить, что в пределах шкалы может находиться только один градусный штрих лимба.

По шкале для горизонтального круга минуты отсчитывают всегда слева направо от нуля шкалы до градусного штриха лимба. На рис. 2.4 отсчёт по горизонтальному кругу составляет 225° + 10′ + 0,4.5′ = 225° 12,0′.

Шкала для вертикального круга имеет двойную оцифровку. По нижнему ряду цифр (отрицательной шкале) берут отсчёт справа налево, когда в пределах шкалы находится штрих вертикального круга с отрицательным знаком. На рис. 2.4 отсчёт по вертикальному кругу составляет

-(2° + 35′ + 0,5 . 5′) = -2° 37,5’.

Если в пределах шкалы вертикального круга находится штрих лимба без знака, минуты и их доли отсчитывают по верхнему (положительному) ряду цифр слева направо.

Устройство и поверки точных и технических нивелиров

Нивелиры с компенсатором

Такие нивелиры имеют две основные части: трубу и оптико-меха- нический компенсатор наклона оси вращения. Компенсатор работает в не­большом диапазоне (±10…30′). Предварительная установка оси вращения в отвесное положение выполняется с помощью подъемных винтов по кругло­му уровню, цена деления которого должна быть меньше диапазона работы компенсатора. Принципиальная схема работы компенсатора показана на рис. 2.17

рейка

Рис. 2.17

Компенсатор состоит из двух элементов: неподвижного А, скрепленного с корпусом трубы, и подвижного В, свободно подвешенного на ни­тях, лентах или подшипниках. При отклонении оси вращения прибора О1О1 от отвесного положения ОО наклоняется труба, а с ней смещается и сетка нитей С

. Точка подвеса элемента В выбирается так, чтобы при отклонении оси вращения прибора в сместившееся положение сетки нитей
С1
приходил луч от отсчета а0, соответствующего горизонтальному положению визирной оси.

Сетка нитей нивелиров с компенсатором обязательно снабжается юстировочными винтами.

Нивелир типа Н-ЗК (рис. 2.13) выпускался под шифром Н-ЗК, Н-ЗКЛ. Нивелир типа Н-10К (рис. 2.14) выпускался под шифром Н-10КЛ, 2Н-10КЛ.

Все эти нивелиры снабжены бесконечным наводящим винтом, а для наблюдения за положением пузырька круглого уровня в процессе работы имеют зеркало.

Нивелир 2Н-10КЛ имеет следующие важные особенности: кнопку-толкатель для проверки работоспособности компенсатора и фиксатор, по­зволяющий отключать компенсатор и тем самым предохранять его от полом­ки при транспортировке.

Технические характеристики нивелиров с компенсатором

Нивелирные рейки

Нивелиры Н-3 и Н-5 используются в комплекте с двумя рейками типа РН-3, которые выпускаются иод шифром РН-3-3000С, 2РН-3-3000СП, ЗРН- 3-3000СП. Буква С в шифре означает складную рейку, буква П — цифры пря­мого изображения, число 3000 — длину рейки 3 м.

Рейка РН-3-3000С — деревянная двусторонняя шашечная с санти­метровыми делениями. На основной (черной) стороне нулевое деление шка­лы совпадает с пяткой рейки. На дополнительной (красной) стороне оцифровка сдвинута на 4683 мм на первой и на 4783 мм на второй рейке комплек­та. На обеих сторонах реек подписаны все дециметровые деления, изображе­ние цифр обратное.

Рейка 2РН-3-3000СП аналогична предыдущей, но на дополнительной (красной) стороне оцифровка шкалы сдвинута на 3335 мм. Изображение цифр прямое.

Рейка ЗРН-З-ЗОООСП разборная металлическая односторонняя с пря­мым изображением цифр. Рейка состоит из метровых секций. Шкала каждой нечетной секции раскрашена в черный цвет, четной — в красный. При ис­пользовании секций второй рейки длина может быть увеличена до 5 м.

Нивелир Н-10 используется в комплекте с рейками типа PH-10, кото­рые выпускаются под шифром РН-10-3000С (или -4000С), РН-Ю-ЗОООСП (или -4000СП). Эти рейки аналогичны рейкам РН-3. С пяткой рейки на крас­ной стороне совпадает отсчет 4700 или 4800.

Поверка круглого уровня

Условие:

ось круглого уровня
АА
должна быть параллельна оси вращения прибора ОО.

Осью круглого уровня называют нормаль к внутренней поверхности крышки ампулы круглого уровня в нульпункте. С помощью подъемных винтов приводят пузырек круглого уровня в нульпункт. Поворачивают трубу нивелира на 180 . Если пузырек уровня ос­тался в нульпункте, то условие выполнено. Если пузырек сместился более чем на одно деление, то производят юстировку уровня. Для этого возвраща­ют пузырек к нульпункту на половину отклонения с помощью подъемных винтов. Окончательно приводят пузырек в нульпункт, вращая юстировочные винты круглого уровня. Эти винты в нивелире Н-3 расположены под уров­нем и вращаются шпилькой. В нивелирах Н-ЗК, Н-5 и Н-10КЛ они располо­жены над уровнем и вращаются отверткой.

Для контроля поверку повторяют.

Поверка главного условия нивелира.

Условие

: визирная ось
VV
трубы нивелира в момент отсчета по рейке должна быть горизонтальна.

Для нивелиров с цилиндрическим уровнем и с компенсатором это ус­ловие формулируется по-разному.

Для нивелиров с цилиндрическим уровнем: визирная ось VV должна быть параллельна оси цилиндрического уровня UU.

Для нивелиров с компенсатором: визирная ось VV должна оставаться горизонтальной при наклоне оси вращения прибора в пределах расчетного угла компенсации.

Поверка главного условия может выполняться различными способами. В лабораторных условиях студенты выполняют эту поверку на специальном стенде способом двойного нивелирования одних и тех же точек, расстояние между которыми около 50 м. Первое нивелирование выполняется из середи­ны (рис. 2.21), т.е. с равными расстояниями от нивелира до реек (плечами), второе — с неравными плечами (рис. 2.22).

В точках А и В устанавливают рейки, между ними точно в середине ус­танавливают нивелир, приводят его в рабочее положение и берут отсчеты по рейкам а1

и
b1
. Вычисляют правильное значение превышения

h1 = a1 – b1

Рис. 2.21

Выполняют второе нивелирование тех же точек. Нивелир устанав­ливают перед передней точкой В на расстоянии 2…2,5 м от неё. Приводят прибор в рабочее положение, берут отсчеты a2

и
b2
и снова вычисляют пре­вышение

h2 = a2 – b2

Рис. 2.22

По действующим инструкциям допустимая величина угла негоризонталыюсти визирной оси равна 10″, что соответствует 2,5 мм погрешности в отсчете по рейке при расстоянии между точками А и В 50 м. В лаборатор­ных условиях этот допуск увеличивают примерно в два раза и полагают:

если разность полученных превышений х = h1 – h2 ≤ 4 мм, то условие считают выполненным. В противном случае производят юстировку.

Для этого вычисляют правильный отсчет а2′

(рис. 4.14)

Например: а1

= 1578
b1
= 1225 h1 = + 353

а2 =

1420
b2
= 1090 h2 = + 330

х = + 23 > 4 мм

а2′ = 1420 + 23 = 1090 + 353 = 1443 .

При юстировке нивелиров с цилиндрическим уровнем правильный от­счет а2 устанавливают на рейке с помощью элевационного винта. При этом пузырек цилиндрического уровня сойдет с нульпункта. Вращая шпилькой вертикальные юстировочные винты этого уровня, возвращают пузырек в нуль-пункт. Юстировочные винты расположены под крышкой слева от оку­ляра. В нивелире Н-3 за контактом концов пузырька в процессе юстировки наблюдают в окуляр.

При юстировке нивелиров с компенсаторами центр сетки нитей со­вмещают с правильным отсчетом а3, вращая вертикальные юстировочные винты сетки нитей. В нивелире Н-ЗК эти винты вращают отверткой, в ниве­лире Н-10К — шпилькой. При работе с юстировочными винтами следует помнить правило: сначала ослабляют один винт, затем подтягивают второй; если юстировочных винтов четыре, т.е. два горизонтальных и два вертикаль­ных, то сначала слегка ослабляют горизонтальные винты, а затем вращают вертикальные.

Для контроля поверку повторяют.

Например: а3 = 1444 b3

= 1090
h3
= + 354 х =
h1
— h3 = — 1 мм < 4 мм .

При выполнении поверки главного условия нивелира на учебной прак­тике расстояние между точками А и В выбирают равным 50…75 м.

Удобно выполнять эту поверку на специальном стенде, где превыше­ние между точками А и В равно нулю. В таком случае а2′ = b

2, т. е. на даль­ней рейке сразу устанавливают тот отсчет, который виден на ближней рейке.

Электронные тахеометры

Современное состояние науки и техники позволило по-другому подой­ти к традиционным вопросам геодезии. Столетиями господствовавшее на­правление: детальное изучение устройства приборов, их поверок и исследо­ваний, методики измерений, изучение теории математической обработки из­мерений — быстро уступает место принципиально новому подходу:

1.Прибор должен быть абсолютно надёжным, не требующим постоян­ных поверок и юстировок. Вместо этого должна проводиться ежегодная мет­рологическая (профилактическая) аттестация прибора.

2.Прибор должен быть высокоточным, не требующим применения сложной методики измерений. Отклонения осей от теоретической геометри­ческой схемы должны автоматически учитываться в процессе работы. С вы­сокой точностью должны определяться все три координаты точки.

3.Результаты измерений должны приводить к минимальным невязкам, не требующим строгой математической обработки.

Такой подход определил появление электронного тахеометра, или об­щей измерительной станции (total station). В последние годы электронные тахеометры окончательно вытеснили традиционные оптические теодолиты и светодальномеры как отдельные приборы. Электронный тахеометр стал ос­новным прибором для выполнения топографических съёмок, разбивочных работ, решения разнообразных инженерно геодезических задач. Трудно ука­зать задачу, которая не могла бы решаться с помощью современного элек­тронного тахеометра. Объёмы продаж электронных тахеометров неуклонно растут.

Электронный тахеометр состоит из цифрового теодолита, цифрового светодальномера, мощного микропроцессора с набором прикладных про­грамм, электронного накопителя информации, устройства связи с компьюте­ром. Все ведущие приборостроительные фирмы мира выпускают электрон­ные тахеометры: Sokkia, Nikon, Trimble, Leika. Уральский оптико-механический завод выпускает электронный тахеометр ЗТа-5.

Выпускается целый спектр тахеометров, обладающих различной точ­ностью измерения углов (1 — 7″) и линий (1-5 мм), различными возможно­стями и условиями обслуживания.

Конструкция тахеометров постоянно совершенствуется:

• увеличивается мощность излучателя светодальномера, что позво­ляет измерять расстояния до 1200 м без установки на определяе­мой точке отражателя или использовать плёночные отражатели;

• тахеометр снабжается двухосевыми компенсаторами, лазерным визиром, створоискатслем, алфавитно-цифровой клавиатурой, графическим дисплеем, цифровыми фотокамерами.

Работа исполнителя (оператора такого прибора) сводится к визирова­нию на цель (обычно — веху с отражателем) и нажатию кнопки отсчёта. Наиболее квалифицированным, знающим и понимающим местность, её рель­еф и контурную нагрузку, должен быть человек, выбирающий место уста­новки отражателя, т.е. бывший рабочий.

Большую часть времени оператор тратит на приближённое наведение, перефокусировку трубы, точное наведение. Через несколько часов такой ра­боты внимание оператора снижается, устают глаза, руки, ноги, спина, шея. Поэтому дальнейшее развитие конструкций тахеометров идёт по пути их ро­ботизации, т.е. создания приборов:

— с сервомоторами (простых);

— со следящей системой (полуроботов);

— с дистанционным управлением (роботов).

Эти конструкции принципиально отличаются от любого отечественно­го прибора: их создатели стараются обеспечить комфорт и удобство эксплуа­тации, что прямо сказывается на производительности и качестве работы.

1.Тахеометр с сервомоторами. Прибор не имеет закрепительных вин­тов. Вместо наводящих винтов используются маховики управления сервомо­торами. Чем быстрее оператор вращает маховик, тем быстрее поворачивается прибор.

2.Тахеометр со следящей системой. Эта система смонтирована в бло­ке зрительной трубы под объективом и способна принимать сигнал от излу­чателя, закреплённого на вехе вместе с призмой-отражателем (активный от­ражатель). Следящая система тахеометра удерживает прибор в состоянии на­ведения на отражатель. При перемещении вехи с отражателем сервомоторы разворачивают прибор в направлении на излучатель. При этом прибор удер­живает только одну цель и не перемещается за более яркими объектами. Производительность работы с использованием такого прибора повышается примерно на 50%. Оператор только нажимает кнопку отсчета и подаёт ко­манду на переход отражателя.

3.Тахеометр с дистанционным управлением отличается от предыду­щей конструкции тем, что не требует оператора: сам наводится на отража­тель, сам записывает отсчёты, сам подаёт команду на переход отражателя. Исполнитель работ один: он только устанавливает прибор на станции, ориен­тирует его, вводит исходные данные и далее перемещается с отражателем по точкам, подлежащим съёмке.

Пока наибольшим спросом на отечественном рынке пользуются обыч­ные электронные тахеометры.

Заложенные в микропроцессор любого электронного тахеометра основ­ные формулы следуют из рис. 2.1.

Рис. 2.24

α0 и α1 – дирекционные углы исходной и определяемой сторон

β, υ – горизонтальный и вертикальный углы на определяемую точку

S – наклоння длина измеряемой линии, D – горизонтальное проложение

h – превышение между исходной и определяемо точками

h´ — превышение, вычисляемое по измеренному вертикальному углу

l – высота прибора, V – высота визирной цели (отражателя на вехе)

Лгор, Пгор, Лверт, Пверт – отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.

Рассмотрим принципиальное устройство такого прибора на примере электронного тахеометра SET-330R японской фирмы SOKKIA. Этот тахео­метр полностью русифицирован, имеет двустороннее табло, лазерный указа­тель направления, точность измерения расстояний — 2 мм, точность измере­ния углов — 3″, измеряет расстояния до ста метров без отражателя. При отключении прибора все показатели сохраняются.

При топографической съёмке используют три режима работы прибора:

• основной режим измерений — режим полярных координат;

• режим тригонометрического нивелирования;

• режим прямоугольных координат.

Панель управления тахеометра снабжена клавишами, аналогичными клавиатуре компьютера.

Это 12 функциональных клавиш F — по 4 на каждой из трёх рабочих страниц (PI, Р2, РЗ), ENTER, стрелки для передвижения по экрану во все четыре стороны, клавиша BS (удаление символа слева), FTJNC (выбор нужной страницы), ESC (листание окон табло назад), SFT (Shift — переклю­чение регистров и выбор типа отражателя), ON (включение прибора), ft (подсветка экрана и включение/выключение лазерного указателя). Одновре­менное нажатие на клавиши ON и ft выключает прибор.

На рис. 2.25 показан вид панели управления, где надписи функциональ­ных клавиш на табло соответствуют первой рабочей странице (Р1).

Рис. 2.25

После включения и горизонтирования прибора на табло устанавливается основной режим измерений — режим полярных координат. Слева высвечиваются: надпись «Измерения», значения наклонного расстояния, вертикального и горизонтального углов. Справа будут показаны: постоянная стандартной призмы (если измерения велись на отражатель), поправка за метеоусловия (ррm — в мм/км), тип используемого отражателя (смена типа отражателя клавишей SFT) и остаточный заряд аккумулятора, указатель включения двухосевого компенсатора, номер страницы режима измерений (PI, Р2, Р3).

В нижней строке табло на первой странице (Р1) в основном режиме:

• над клавишей F1 будет надпись РАССТ — при нажатии на эту кла­вишу прибор измеряет расстояние в заданном режиме, вычисляет результаты и выдаёт на табло значения измеренного наклонного расстояния S, вертикального ВУ и горизонтального ГУ углов;

• над клавишей F2 будет надпись S D h — при нажатии на эту клавишу прибор переходит в режим тригонометрического нивелирования, а на табло отражаются значения наклонной длины S, горизонталь­ного проложения D и превышения А (над уровнем горизонтальной оси вращения трубы, что соответствует h’ на рис. 2.1);

• над клавишей ГЗ будет надпись УСТ 0 (ориентирование лимба) -при нажатии на эту клавишу надпись УСТ 0 мигает; при повторном нажатии на клавишу F3 происходит обнуление отсчёта по горизон­тальному кругу, т.е. ориентирование лимба;

• над клавишей F4 будет надпись КООРД — при нажатии на эту кла­вишу прибор переходит в режим прямоугольных координат.

Работа в первых двух режимах съёмки может выполняться сразу после включения прибора, а работа в режиме прямоугольных координат требует предварительной подготовки:

• выбирают основной режим съёмки;

• на странице Р1 нажимают клавишу F4 КООРД для входа в экран Координаты;

• клавишей J выбирают пункт Ориент ст и затем Коорд ст;

• нажав клавишу F3 РЕДКТ, входят в режим редактирования и по­следовательно вводят значения координат станции (ХО, Y0, НО), вы­соту прибора (Выс И) и визирной цели (Выс Ц); при этом изменение показаний в нижней строке цифр получают с помощью клавиши FUNC;

• по окончании набора нажимают клавишу F4 ДА — снова будет вы­веден экран Координаты;

• трубу прибора наводят на начальное направление, выбирают пункт Уст ГУ, вводят ноль или значение дирекционного угла начального направления (например, значение 125° 16′ 34″ вводится как 125.1634), используя клавишу FUNC и J . Прибор готов к выпол­нению съёмки.

Для съёмки наводят трубу на отражатель, установленный на снимае­мой точке, клавишей ESC снова входят в экран Координаты, выбирают пункт Наблюдения — прибор начинает измерение расстояния и на табло вы­водятся значения трёх координат, вертикального и горизонтального углов. Такие действия повторяются на каждой снимаемой точке.

Кроме координат, можно вывести на экран значения наклонного рас­стояния, горизонтального проложения, превышения, если клавишей ESC выйти на первую страницу (Р1) основного режима измерений. Результаты всех измерений могут быть записаны в накопитель информации.

При сгущении опорных геодезических сетей и при съёмке кривых час­то используют метод «свободной станции», т.е. свободно выбранной опорной точки, с которой видно несколько пунктов с известными координатами. При этом измерения выполняются «на себя». Типичным примером служит обрат­ная засечка (угловая или линейно-угловая). В приборе предусмотрено авто­матическое решение задачи с уведомлением о достаточности исходных дан­ных для нахождения решения. Если исходных данных будет больше мини­мального необходимого числа, прибор выполни! уравнивание и выдаст со­общение о полученных средних квадратических погрешностях координат определяемой точки.

Пример последовательности работы с тахеометром при решении об­ратной засечки по координатам трех точек.

Клавишей FUNC находим страницу 2 (Р2), входим в меню, Обратная засечка, J , ХУН, J, нажимаем F3 РЕДАКТИРОВАНИЕ . Вводим коорди­наты первой точки: X, У, Н, высоту отражателя (или нуль при работе в безот­ражательном режиме); клавишей со стрелкой -» переходим на следующий экран и аналогично вводим координаты второй точки; той же клавишей -» переходим на третий экран и вводим координаты третьей точки. Если счита­ем, что трёх точек достаточно, то нажимаем F4 Измерение, переводя прибор в режим измерений — основной режим работы. Число исходных точек может быть от 2 до 10.

Визируем на первую исходную точку и нажимаем F1 РАССТ. На эк­ран выводятся полярные координаты точки и предлагается ввести новую вы­соту отражателя, если это нужно. Нажимаем F4 ДА, визируем на вторую точку, F4 ДА; визируем на третью точку, F4 ДА. Как только измерений бу­дет выполнено достаточно для решения задачи, над функциональными кла­вишами появятся надписи: F1 — Вычис, F2 — Редкт , F3 — НЕТ , F4 — ДА . Можно либо продолжить измерения, либо закончить.

Нажав F1 или F4, запускаем блок вычислений и на экране появляются координаты определяемой точки и погрешности определения по осям X, У.

Если снова нажать F4 ДА, то полученные координаты будут установ­лены в качестве координат станции при съёмке. Нажав ещё раз F4 ДА, вый­дем на экран установки дирекционного угла направления на первую исход­ную точку. Нажав F3 НЕТ, возвратимся в основной режим съёмки без уста­новки дирекционного угла.

Для решения инженерно-геодезических задач особо интересны две встроенные функции: 1) определение высоты недоступного объекта (НО) и 2) определение недоступного расстояния (ОНР). Первую функцию удобно использовать, когда нельзя получить отражённый сигнал при измерениях без отражателя, например, при определении высоты подвеса провода (верти­кальный габарит).

Рис. 2.26

Работу выполняют в такой последовательности (рис. 2.26):

• устанавливают отражатель непосредственно под объектом, измеря­ют высоту отражателя V;

• наводят прибор на отражатель и в основном режиме работы на странице PI нажимают клавишу Fl РАССТ — прибор измеряет рас­стояние и вычисляет горизонтальное проложение D = Scos v;;

• ослабив закрепительный винт трубы, наводят трубу на провод;

• клавишей FUNC переходят на вторую страницу (Р2) экрана, нажи­мают клавишу F1 МЕНЮ и выбирают пункт Высота НО; начина­ется вычисление превышения hi по формуле

для остановки измерений и вычислений нажимают клавишу F4 СТОП — на табло в строке Выс появляется значение превышения h,;

• вычисляют значение высоты объекта над землёй h = h1 + V.

Примечание: в приборах этой и других фирм (например, Trimble) с большей дальностью работы в безотражательном режиме и с более узким лучом, отражённый сигнал можно получить непосредственно от провода и решать данную задачу прямым способом, определяя отметку нужной точки на кабеле.

Вторую функцию удобно применять при обмере элементов фасадов зданий (рис. 2.26). В этом случае измеряются только расстояния до двух то­чек, а все остальные элементы вычисляются.

Работу выполняют в такой последовательности:

• наводят трубу тахеометра на точку 1 (например, на верхнюю левую точку оконного проёма) и в основном режиме работы на странице Р1 экрана нажимают клавипгу F1 Раест — прибор измеряет расстояние Sj в безотража-тельном режиме, вычисляет ; ;

• наводят трубу на точку 2 (например, на нижний правый угол окон­ного проёма);

• клавишей FUNC переходят на третью страницу экрана (РЗ), нажи­мают клавишу Fl ОНР. Прибор измеряет расстояние S2 и на табло появля­ются записи:

Определение HP

S =

D =

h =

где наклонная длина S соответствует диагонали проёма S; горизонтальное проложение D соответствует ширине проёма d; превышение h- высоте про­ёма h. Задача решается по следующим формулам:

h2 = S2sinv2; D2 = S2cosv2;

; h=h1-h2;

Выход из режима ОНР — клавишей Esc.

Более простые задачи решаются с помощью электронного тахеометра в безотражательном режиме элементарно. Например:

— определение строительного подъема балки (рис. 2.27)

Рис. 2.27

Строительный подъём f, или стрела изгиба балки в вертикальной плос­кости, определяется по формуле

Для определения превышений используют режим тригонометрического нивелирования S, D, h. Тахеометр устанавливают в произвольной точке, с которой видны точки по концам и в середине балки. Так как величина подъ­ёма всегда мала, то точность определения точки 2 в середине балки и, тем более, точек 1, 3 по краям балки может быть достаточно низка — порядка 1 м.

Если стрелу изгиба нужно определять в динамике, т.е. под изменяю­щейся нагрузкой, то сначала наблюдают точки 1, 3, затем точку 2 в моменты изменения величины нагрузки, нажимая на клавишу F1 Расст.

2. Проверка вертикальности конструкции (рис. 2.28).
Рис. 2.28

Невертикальность конструкции — это смещение точки 2 относительно точки 1 по двум взаимно перпендикулярным направлениям. При проверке вертикальности колонн устанавливают тахеометр в точке А по направлению, перпендикулярному ряду колонн. Это направление принимают в качестве оси X. В основном режиме измеряют наклонное расстояние S1 и, нажав кла­вишу F2 S, D, h, определяют горизонтальное проложение D1 . Нажав клави­шу F4 КООРД, переходят в координатный режим и задают координаты станции:

ХА= -D1; YA= 0. В этом случае X1 = 0; Y1 = 0 .

Выполняют наблюдения на верхнюю точку 2. Прочитанные координа­ты будут прямо величинами , . Остаётся по теореме Пифагора вычис­лить вектор крена f.

Если конструкция В имеет переменное сечение, то в результаты изме­рений вводят поправки, определяемые по строительным чертежам.

Тахеометры различных фирм обладают несколько разными возможно­стями, но все они — это высокопроизводительные, удобные и надежные при­боры широкого спектра действия.

Вместе с приёмниками сигналов спутниковых навигационных систем и совершенными программами обработки результатов измерений электронные тахеометры составляют линию, обеспечивающую любые потребности са­мых разнообразных отраслей строительного производства.

Ввод отметки точки

Войти в меню, выбрать Input RL, попадаем в экран редактирования. Клавиши с и d в этом режиме служат для прокрутки цифр 0.. .9, десятичной точки и знаков + и -. Каждую набранную цифру отметки нужно подтвердить клавишей ENTER.

Раздел 3. ОСНОВЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ГОРНОМ ДЕЛЕ

Принятие Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» стало основой при формировании новой отрасли российского законодательства по промышленной безопасности, которая появилась в новой редакции общеправового классификатора отраслей законодательства в 1997 г. (Собрание законодательства Российской Федерации. 1997. №1. Ст. 119).

Законодательство по промышленной безопасности занимает одно из важнейших мест среди таких отраслей права, как экологическая и пожарная безопасность, законодательство о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения, законодательство по охране труда, защите населения и территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» разрабатывался с учетом международного опыта регулирования отношений в данной области. Государства с развитой рыночной экономикой и страны ЕЭС успешно применяют на практике международные и национальные правовые акты, регулирующие отношения в области промышленной безопасности, к которым относятся Директива №82/501/ЕЭС «О предотвращении крупных промышленных аварий» (Директива Севезо), система актов CIMAH по безопасности в промышленности (Великобритания) и др.

Принятие Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» существенным образом изменило правовые отношения в области промышленной безопасности и потребовало разработки пакета подзаконных нормативных правовых актов, которые должны были раскрыть конкретные механизмы применения и использования тех или иных нормативных документов, направленных на снижение риска возникновения аварий при эксплуатации опасных объектов.

При подготовке данного учебного пособия ставилась цель обеспечить широкий круг пользователей аналитическим, толковательным и справочным материалом, который позволил бы объективно представить требования Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» к состоянию промышленной безопасности, как на строящихся, так и действующих производственных объектах.

Приведённые в книге данные будут полезны при разработке мероприятий, направленных на предупреждение потенциальных аварий и катастроф, а также ликвидацию их последствий на опасных объектах.

Резкий прогресс развития производства на всех уровнях деятельности человека привёл к возникновению и эксплуатации опасных производственных объектов, представляющих потенциальную опасность для здоровья обслуживающего персонала, жизни и здоровья людей, находящихся в пределах функционирования этих объектов, а также имущества и среде их обитания.

На современном этапе развития промышленности остро стоит проблема организации работ по совершенствованию промышленной безопасности на опасных производственных объектах в целях недопустимости аварийных ситуаций при их эксплуатации.

В законе «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» определены следующие термины и понятия:

1. Промышленная безопасность опасных производственных объектов (далее – промышленная безопасность) – состояние защищённости жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий указанных аварий.

2. Авария — разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ.

3. Инцидент – отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отключение от режима технологического процесса, нарушение положений настоящего Федерального закона, других федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации, а также нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте.

4. Гражданская ответственность — возникшая по закону обязанность возмещать вред, причиненный жизни, здоровью или имуществу других лиц и окружающей природной среде.

5. Идентификация опасных производственных объектов — отнесение объекта в составе организации к категории опасного производственного объекта и определение его типа в соответствии с требованиями Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

6. Лицензия — разрешение (право) на осуществление лицензируемого вида деятельности при обязательном соблюдении лицензионных требований и условий.

7. Опасные производственные объекты — предприятия или их цехи, участки, площадки, а также иные производственные объекты, на которых:

· получаются, используются, перерабатываются, образуются, хранятся, транспортируются, уничтожаются опасные вещества (воспламеняющиеся, окисляющие, горючие, взрывчатые, токсичные, высоко-токсичные, вещества, представляющие опасность для окружающей среды);

· используется оборудование, работающее под давлением более 0,07 МПа или при температуре нагрева воды более 115 градусов Цельсия;

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.

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.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.