Устройство современного теодолита

Основы геодезии

Прибор для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов называется теодолитом.

У первых теодолитов в центре угломерного круга на острие иголки помещалась линейка, которая могла свободно вращаться на этом острие (как стрелка у компаса); в линейке были сделаны вырезы и в них натянуты нити, играющие роль отсчетных индексов. Центр угломерного круга помещали в вершину измеряемого угла и надежно его закрепляли.

Поворачивая линейку, совмещали ее с первой стороной угла и брали отсчет N1 по шкале угломерного круга. Затем совмещали линейку со второй стороной угла и брали отсчет N2. Разность отсчетов N2 и N1 равна значению угла. Подвижная линейка называлась алидадой, а сам угломерный круг назывался лимбом.

Для совмещения линейки-алидады со сторонами угла применялись примитивные визиры.

Обратите внимание

Современные теодолиты, сохранив идею измерения угла, конструктивно значительно отличаются от старинных теодолитов.

Во-первых, для совмещения алидады со сторонами угла используется зрительная труба, которую можно вращать по высоте и по азимуту; во-вторых, для отсчета по шкале лимба имеется отсчетное приспособление, в третьих, вся конструкция теодолита закрыта прочным металлическим кожухом и т.д.

Для плавного вращения алидады и лимба имеется система осей, а сами вращения регулируются зажимными и наводящими винтами. Для установки теодолита на земле применяется специальный штатив, а совмещение центра лимба с отвесной линией, проходящей через вершину измеряемого угла, осуществляется с помощью оптического центрира или нитяного отвеса.

Стороны измеряемого угла проектируются на плоскость лимба подвижной вертикальной плоскостью, которая называется коллимационной плоскостью. Коллимационная плоскость образуется визирной осью зрительной трубы при вращении трубы вокруг своей оси.

Визирная ось трубы (или визирная линия) – это воображаемая линия, проходящая через центр сетки нитей и оптический центр объектива трубы.

Перечислим основные части теодолита (рис.4.4):

Лимб – угломерный круг с делениями от 0o до 360o; при измерении углов лимб является рабочей мерой (на рис.4.4 не показан).

Алидада – подвижная часть теодолита, несущая систему отсчитывания по лимбу и визирное устройство – зрительную трубу. Обычно всю вращающуюся часть теодолита называют алидадной частью или просто алидадой (2 на рис.4.4).

Зрительная труба крепится на подставках на алидадной части (3).

Система осей – обеспечивает вращение алидадной части и лимба вокруг вертикальной оси.

Вертикальный круг служит для измерения вертикальных углов (4).

Подставка с тремя подъемными винтами (5).

Важно

Зажимные и наводящие винты вращающихся частей теодолита: лимба (8,9), алидады (6,7), трубы (10,11); зажимные винты называют также закрепительными и стопорными, а наводящие – микрометренными.

Штатив с крючком для отвеса, площадкой для установки подставки теодолита и становым винтом.

12 – винт перестановки лимба; 13 – уровень при алидаде горизонтального круга; 14 – уровень вертикального круга; 15 – винт фокусировки трубы;

16 – окуляр микроскопа отсчетного устройства.

Рис.4.4

В теодолитах различают три разных вращения: вращение зрительной трубы, вращение алидады и вращение лимба; при этом вращение трубы и вращение алидады снабжаются двумя винтами каждое – зажимным и наводящим. Что касается вращения лимба, то оно оформляется по-разному.

В повторительных теодолитах лимб может вращаться только вместе с алидадой; в теодолите Т30 (2Т30 и т.п.) для вращения лимба имеются два винта: зажимной и наводящий, причем они работают только при зажатом винте алидады.

В теодолите Т15 первых выпусков лимб скреплялся с алидадой с помощью специальной защелки и в таком положении совместное вращение алидады и лимба регулировалось винтами алидады.

В точных и высокоточных теодолитах вращение (перестановка) лимба выполняется специальным бесконечным винтом (позиция 12 на рис.4.4-б).

Источник: http://geodesy-bases.ru/geodezicheskie-izmereniya/izmerenie-gorizontalnyx-i-vertikalnyx-uglov/ustrojstvo-teodolita

Теодолит: устройство и назначение

    Теодолиты – устройства, которые предназначены для измерения вертикальных и горизонтальных углов на месности. Теодолиты, в зависимости от точности, могут применяться в триангуляции, полигонометрии, в геодезических сетях сгущения.

Также теодолиты нашли применение в прикладной геодезии, при проведении изыскательских работ.

К тому же, теодолиты используют в промышленности при монтаже элементов конструкций машин, а также механизмов, строительстве промышленных сооружений и для выполнения иных задач.

Совет

История и современные теодолиты.

У первых теодолитов в центре угломерного  круга на острие иголки помещалась линейка, которая могла свободно вращаться на этом острие (как стрелка  компаса). В линейке были сделаны  вырезы и в них натянуты нити, играющие роль отсчетных индексов. Центр угломерного круга помещали в вершину измеряемого угла и  надежно его закрепляли.

Поворачивая линейку, совмещали ее с первой стороной угла и брали  отсчет N1 по шкале угломерного круга. Затем совмещали линейку со второй стороной угла и брали отсчет N2. Разность отсчетов N2 и N1 равна значению угла. Подвижная линейка называлась алидадой, а сам угломерный круг назывался  лимбом. Для совмещения линейки-алидады  со сторонами угла применялись примитивные  визиры.

Современные теодолиты, сохранив идею измерения угла, конструктивно значительно  отличаются от старинных теодолитов.

Во-первых, для совмещения алидады  со сторонами угла используется зрительная труба, которую можно вращать  по высоте и по азимуту. Во-вторых, для  отсчета по шкале лимба имеется  отсчетное приспособление.

В-третьих, вся конструкция теодолита закрыта  прочным металлическим кожухом  и т.д.

Для плавного вращения алидады и  лимба имеется система осей, а  сами вращения регулируются зажимными  и наводящими винтами. Для установки  теодолита на земле применяется  специальный штатив, а совмещение центра лимба с отвесной линией, проходящей через вершину измеряемого  угла, осуществляется с помощью оптического  центрира или нитяного отвеса.

Стороны измеряемого угла проектируются  на плоскость лимба подвижной  вертикальной плоскостью, которая называется коллимационной плоскостью. Коллимационная плоскость образуется визирной осью зрительной трубы при вращении трубы  вокруг своей оси.

Визирная ось трубы (или визирная линия) – это воображаемая линия, проходящая через центр сетки нитей и  оптический центр объектива трубы.  

Основные части теодолита

  
рис. 1

Теодолит состоит из следующих  частей (рис.1):

  • Лимб – угломерный круг с делениями от 0o до 360o; при измерении углов лимб является рабочей мерой (на рис не показан).
  • 2 – Алидада – подвижная часть теодолита, несущая систему отсчитывания по лимбу и визирное устройство – зрительную трубу. Обычно всю вращающуюся часть теодолита называют алидадной частью или просто алидадой.
  • 3 – Зрительная труба: крепится на подставках на алидадной части.
  • Система осей – обеспечивает вращение алидадной части и лимба вокруг вертикальной оси.
  • 4 – Вертикальный круг: служит для измерения вертикальных углов.
  • 5 – Подставка с тремя подъемными винтами.
  • 6-11 – Зажимные и наводящие винты вращающихся частей теодолита (лимба (8,9), алидады(6,7), трубы (10,11). Зажимные винты называют также закрепительными и стопорными, а наводящие – микрометренными.
  • Штатив с крючком для отвеса, площадкой для установки подставки теодолита и становым винтом.
  • 12 – винт перестановки лимба;
  • 13 – уровень при алидаде горизонтального круга;
  • 14 – уровень вертикального круга;
  • 15 – винт фокусировки трубы;
  • 16 – окуляр микроскопа отсчетного устройства.

В теодолитах различают три разных вращения: вращение зрительной трубы, вращение алидады и вращение лимба; при этом вращение трубы и вращение алидады снабжаются двумя винтами  каждое – зажимным и наводящим.

Что  касается вращения лимба, то оно оформляется  по-разному. В повторительных теодолитах лимб может вращаться только вместе с алидадой; в теодолите Т30 (2Т30 и т.п.

) для вращения лимба имеются  два винта: зажимной и наводящий, причем они работают только при зажатом  винте алидады.

В теодолите Т15 первых выпусков лимб скреплялся с алидадой с помощью специальной защелки и в таком положении совместное вращение алидады и лимба регулировалось винтами алидады. В точных и высокоточных теодолитах вращение (перестановка) лимба выполняется специальным бесконечным винтом (позиция 12 на рис. 1б).

Электронные Теодолиты

Обратите внимание

Электронные теодолиты – инновационные  устройства для измерения углов. При использовании электронных  теодолитов исключаются ошибки снятия отсчета, т.к. значения углов выводятся  на экран прибора.

Теодолитные ходы.

Теодолитным ходом (рис. 8.14) называют систему закрепленных в  натуре точек, например, 1, 4, 5, координаты которых определены из измерения углов β и расстояний D.

Теодолитный ход начинают создавать с осмотра местности – рекогносцировки, цель которой – определить наиболее благоприятные места для  закрепления вершин теодолитного хода и створов для промеров углов  и линий между ними. Как правило, теодолитные ходы прокладывают между  точками государственной геодезической сети, например, II, III. Связь теодолитных ходов с пунктами более высокого класса называют привязкой.

Если теодолитные ходы не привязаны к государственным  геодезическим сетям, 20% точек закрепляют железобетонными знаками. Эти знаки, в свою очередь, привязывают к  предметам местности: зарисовывают глазомерно план и измеряют расстояния не менее чем до трех постоянных предметов местности – углов капитальных  зданий, колодцев, деревьев.

Длины сторон между точками  теодолитных ходов колеблются в  пределах 20…350 м, а длины ходов  зависят от многих факторов. Из -них главные: масштабы топографической съемки и застроенность территории, по которой прокладывают ход. Например, уменьшение масштаба съемки с 1:500 до 1:1000 позволяет увеличить длину хода с 0,8 до 1,2 км.

Читайте также:  Использование теодолита: инструкция

Если производят съемку в  масштабе 1:2000, то на застроенной территории длина хода допускается до 2 км, а  на незастроенной – до 3 км.

Рис. 8.14. Схема теодолитного хода

После того как выбраны  и закреплены вершины сторон теодолитного хода, производят измерения сторон и горизонтальных углов.

Общепринятая погрешность  измерения сторон в теодолитных  ходах от 1:1000 до 1:2000. Это означает, что если, например, измерена линия  длиной 154 м, то при заданной предельной относительной погрешности измерения 1:1000 результат измерения “прямо” может отличаться от результата измерения “обратно” не более чем на 154 м/1000=15 см. Результаты измерений записывают в графу 9 табл. 8.4.

Важно

Измерение горизонтальных углов  между точками теодолитного хода (либо левые, либо правые по ходу продвижения) выполняют теодолитами.

В зависимости от применяемых  теодолитов правильность измерений  контролируют по разности углов между  полуприемами П и Л (см. графы, 5, 6 табл. 8.4).

В журнале измерения горизонтальных углов часть места отводят  для схематической зарисовки (абриса) положения точек теодолитного хода и показательных записей (см. графу 10 табл. 8.4). Абрис служит основным документом, по которому находят на местности точки теодолитного хода.

Таблица 8.4

Для передачи координат на точки теодолитных ходов производят привязку их к геодезическим пунктам  более высокого класса. Привязка состоит  в том, что определяют положение  хотя бы одной точки хода относительно точек более высокого класса: измеряют между ними расстояние и примычный угол. Плановую привязку называют передачей координат и дирекционных углов с пунктов привязки на точки ходов.

В зависимости от количества пунктов государственной геодезической  сети, удаленности их от точек теодолитного хода привязку производят разными способами. Например, пункты государственной геодезической сети II, III включают в теодолитный ход, измеряют примычные углы β1 и β2 и линии DII-1, DIII-4 (рис. 8.15).

 
Рис. 8.15. Схема привязки теодолитного хода к твердым пунктам 

Первичную обработку результатов линейных и угловых измерений (нулевой контроль и оценку их пригодности для последующих вычислений), выполняют непосредственно в полевых журналах. При первичной обработке находят среднее значение из ряда измерений одной и той же величины, определяют допустимость отклонений, делают повторные вычисления (выполняет другой специалист).

Основную обработку результатов измерений в теодолитном ходе выполняют после полевого контроля и записывают на бланках-ведомостях. Исходные данные для обработки: горизонтальные углы, длины сторон, дирекционный угол примычной стороны и координаты точек государственной геодезической сети, к которым привязывают теодолитный ход.

Последовательность обработки  и записи результатов приведена  в табл. 8.5.

  1. Из граф 7 и 8 журнала в ведомость (см. табл. 8.5) выписывают средние значения измеренных углов.
  2. Подсчитывают сумму измеренных углов (графа 2) и теоретическую сумму углов.

Для замкнутого теодолитного хода сумму углов подсчитывают как  сумму углов многоугольника: ∑βтеор = 180°(n – 2). Подсчитывают невязку fμ в сумме углов, равную разности суммы измеренных и теоретических углов: fβпракт = ∑βпракт – ∑βтеор.

Для разомкнутого теодолитного хода, т. е. хода, привязанного к пунктам  государственной геодезической  сети с двух сторон, невязку вычисляют  по формуле fβпракт = αкон.лин – αнач.лин ± ∑βизм, где αкон.лин, αнач.лин – дирекционные углы сторон, к которым привязан теодолитный ход, ∑βизм – сумма измеренных углов на вершинах теодолитного хода.

  1. Определяют допустимость вычисленной угловой невязки по сравнению с заранее вычисленной:fβдоп = 1,5t√n, где t – приборная точность измерения углов, п – количество измеряемых углов.
  2. При fβпракт ≤ fβдоп распределяют поровну на все углы введением поправок. Поправки υi, вычисляют по формуле υi = fβпракт/n и вводят с обратным знаком в значения измеренных углов, получая исправленные углы (графа 3).

Как правило, поправки вводят с округлением до десятых долей  минуты, если углы измерены с точностью  до минут. Если измерения 

Таблица 8.5

Источник: http://yaneuch.ru/cat_20/teodolit-ustrojstvo-i-naznachenie/58281.1364298.page1.html

Устройство теодолитов

Принципиальная схема устройства теодолита показана на рис. 7.3. В отверстие подставки 2, опирающейся на три подъёмных винта 1, входит ось вращения лимба 3, в которую в свою очередь входит ось алидады 4.

    Рис. 7.3. Схема устройства теодолита: ii – ось вращения алидады; tt – ось вращения трубы; ss – визирная ось трубы; uu – ось уровня алидады.  

Лимб это стеклянный круг, по скошенному краю которого нанесены делœения с оцифровкой от 0 до 360º по часовой стрелке.

Алидада – верхняя часть прибора, расположенная соосно с лимбом. Алидада несет стойки 6, на которые опирается ось tt вращения зрительной трубы 8 с вертикальным кругом 7. Установка оси ii вращения алидады в отвесное положение выполняется тремя подъёмными винтами подставки по цилиндрическому уровню 5.

Вращающиеся части теодолита снабжены закрепительными винтами для их установки в неподвижное положение и наводящими винтами для плавного их вращения.

Зрительная трубаслужит для обеспечения точности наведения на визирные цели. Трубы бывают с прямым и обратным изображением.

  Рис. 7.4. Зрительная труба

Оптическая система трубы (рис. 7.4.) состоит из объектива 1, окуляра 2 и фокусирующей линзы 3, которую с помощью специального устройства – кремальеры 5, перемещают вдоль геометрической оси трубы.

Между фокусирующей линзой и окуляром помещена сетка нитей 4 – деталь, несущая стеклянную пластину с нанесёнными на нее вертикальными и горизонтальными штрихами.

При измерении углов перекрестие штрихов – центр сетки нитей, наводят на изображение визирной цели.

Сетка нитей имеет четыре исправительных винта͵ позволяющих перемещать ее в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Линия, проходящая через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей, принято называть визирной осью.

Увеличением трубы принято называть отношение угла, под которым изображение предмета видно в трубе, к углу, под которым предмет виден невооружённым глазом. Практически увеличение трубы равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Трубы геодезических приборов имеют увеличение от 15´ до 50´ и более.

Полем зрения трубы принято называть пространство, видимое в трубу при её неподвижном положении. Обычно оно бывает от 1 до 2º.

Визированием называют наведение трубы на цель. Точность визирования зависит от увеличения трубы и приближенно равна

,

Совет

где v´ – увеличение зрительной трубы, а 60²– средняя разрешающая способность глаза.

Для визирования трубу фокусируют “по глазу” и “по предмету”. При этом, глядя в трубу, вращением диоптрийного кольца окуляра добиваются чёткого изображения сетки нитей, а перемещением фокусирующей линзы 3 – чёткого изображения наблюдаемого предмета.

Отсчётные устройства служат для взятия отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Οʜᴎ снабжены отсчетными микроскопами. Различают микроскопы штриховые, шкаловые и микроскопы с оптическими микрометрами.

В штриховом микроскопе отсчет с точностью 1¢ берут по положению нулевого штриха алидады а (рис. 7.5, а), интерполируя минуты на глаз.

в)

Рис. 7.5. Поле зрения отсчётных микроскопов:

а – штрихового (отсчёт по горизонтальному кругу 159º46’, по вертикальному 350º48’); б – шкалового (отсчёт по горизонтальному кругу 295º36’, по вертикальному -4º47’);

в – оптического микрометра (отсчет 145º23’14’’).

Шкаловый микроскоп имеет две шкалы, совмещённые с лимбами вертикального и горизонтального кругов (рис. 7.5, б). Отсчёты берут по градусным штрихам лимбов. Шкала вертикального круга теодолита 2Т30 имеет два ряда подписей.

В случае если перед градусным делœением отсутствует знак, отсчёт делают аналогично тому, как и по горизонтальному кругу. В случае если перед цифрой градусов стоит минус, то минуты считывают по шкале от -0 до -6 (справа налево).

Точные теодолиты снабжены микроскопами с оптическим микрометром (рис. 7.5, в). Градусы отсчитывают по основной шкале после совмещения верхнего и нижнего изображений штрихов горизонтального (или вертикального) круга, а минуты и секунды читают по шкале микрометра.

Эксцентриситет алидады. Несовпадение оси вращения алидады CA (рис. 7.

6) с центром лимба CL принято называть эксцентриситетом алидады и является причиной систематических погрешностей при измерении углов. Так, при повороте алидады на угол b (рис. 7.

6 а) вместо верной разности отсчетов по лимбу О2 – О1 из-за эксцентриситета алидады будет получена разность M2 – M1.

Читайте также:  Как надо паять платы?

При отсутствии эксцентриситета поворот алидады на 180° (см. рис. 7.6 б) вызывает изменение отсчета на 180°.

А при наличии эксцентриситета отсчеты до и после поворота различаются не ровно на 180°, так как содержат одинаковые погрешности эксцентриситета e, но с разным знаком. Так на рис. 7.

Обратите внимание

6 б отсчет M1 больше верного отсчета O на угол e, а отсчет M2 меньше верного отсчета на угол e.

a) б)

Рис. 7.6. Эксцентриситет алидады: а – влияние на результат измерения угла; б – исключение влияния; CL – центр лимба; CA – ось вращения алидады.

Для исключения погрешности эксцентриситета горизонтальные углы измеряют при двух положениях вертикального круга – круг слева и круг справа. При этом отсчётное устройство обеспечивает взятие отсчетов на противолежащих частях лимба. Среднее из результатов, полученных при круге слева и круге справа, свободно от ошибки эксцентриситета.

Высокоточные теодолиты имеют двухсторонние отсчетные устройства, обеспечивающие одновременное взятие отсчетов по противоположным частям лимба.

Уровни служат для приведения осœей и плоскостей приборов в горизонтальное или вертикальное положение. По конструкции они бывают цилиндрические и круглые.

    Рис. 7.7. Цилиндрический уровень: а – общий вид; б – цена делœения уровня.

Цилиндрический уровень (рис. 7.7.) состоит из стеклянной ампулы, верхняя внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге окружности определённого радиуса. При изготовлении уровня её заполняют горячим эфиром или спиртом и запаивают.

При охлаждении в ампуле образуется небольшое пространство, заполненное парами жидкости и называемое пузырьком уровня. Ампула помещается в металлическую оправу, снабжённую исправительными винтами для регулировки положения уровня (на рис. 7.7, а – винт М).

На внешней поверхности ампулы нанесена шкала со штрихами через 2 мм. Точка в серединœе шкалы принято называть нульпунктом уровня. Касательная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте принято называть осью уровня.

Пузырёк уровня занимает в ампуле наивысшее положение, в связи с этим, когда его концы расположены симметрично относительно нульпункта͵ ось уровня горизонтальна.

Центральный угол t (рис. 7.7, б), соответствующий одному делœению шкалы, принято называть ценой делœения уровня. Цена делœения уровня, выраженная в секундах, определяется по формуле

где l – длина делœения шкалы; R – радиус внутренней поверхности ампулы; ρ – число секунд в радиане. В разных типах теодолита цена делœения цилиндрического уровня бывает от 15² до 60².

У круглого уровня (рис. 7.8.) внутренняя поверхность верхней стеклянной части ампулы имеет сферическую поверхность. Шкала уровня имеет вид окружностей с общим центром, который служит нульпунктом.

Рис. 7.8. Круглый уровень:

а – вид сверху; б –разрез и ось уровня

Нормаль к внутренней сферической поверхности ампулы в нульпункте принято называть осью круглого уровня. При расположении пузырька уровня в нульпункте ось уровня занимает отвесное положение. Цена делœения круглого уровня бывает в пределах 3 – 15’. Круглые уровни служат для предварительной установки прибора в рабочее положение.

Разновидности теодолитов.Учитывая зависимость отточности теодолиты подразделяют на высокоточные (Т1), точные (Т2, Т5) и технические (Т15, Т30, Т60). Цифрами здесь указана точность измерения горизонтального угла одним приемом в лабораторных условиях, выраженная в секундах.

Различаются теодолиты и по конструкции.

Так, для измерения вертикальных углов точные теодолиты снабжены уровнем при вертикальном круге. У технических теодолитов такого уровня нет, его роль выполняет уровень при алидаде горизонтального круга. Есть теодолиты, в которых уровень при вертикальном круге заменен автоматическим компенсатором углов наклона (теодолиты Т5К, Т15К).

Теодолиты бывают с трубами прямого и обратного изображения. В первом случае в шифр теодолита добавляют букву П (Т5КП, Т15КП, Т15МКП). Маркшейдерские теодолиты (Т30М, Т15М), предназначенные для подземных работ, где возможно наличие взрывоопасного газа метана, изготавливают в специальном исполнении.

Электронные теодолиты (к примеру, Т5Э) обеспечивают автоматическое считывание отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Угломерная часть электронного теодолита представляет собой растровый датчик накопительного типа.

Важно

Датчиком угла служит стеклянный круг с нанесенным на него штрих-кодом. Сигнал, прочитанный фотоприемником, поступает в электронную часть датчика угла, обрабатывается и выводится в градусной мере на дисплей и в память прибора.

Наличие двухосœевого компенсатора обеспечивает автоматический ввод поправок за наклон в отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.

Электронный теодолит является важной частью современного универсального прибора – электронного тахеометра.

Источник: http://referatwork.ru/category/stroitelstvo/view/463202_ustroystvo_teodolitov

Теодолит электронный – осваиваем классификацию измерительной оптики

Для успешного применения такой техники нужно иметь знания и представление о правилах и общих принципах проведения геодезических измерений на местности. А поскольку существуют различные виды теодолитов, то эти знания помогут быстро освоить каждый из них.

Будучи прибором универсального назначения (в сравнении с нивелиром) теодолиты позволяют не только производить точные измерения горизонтальных углов и техническую нивелировку, но и определять с гарантированной точностью величины вертикальных углов.

Для измерения вертикальных углов применяется также упрощенный теодолит, называемый еще угломером. Его образцы можно увидеть на школьных учебных площадках для изучения природоведения и т.д. Но, как ни странно, такое упрощенное приспособление до сих пор сохраняет свое практическое значение и может быть использовано для приблизительного определения угла возвышения выбранного объекта.

Современные теодолиты обеспечивают измерения углов горизонтальных и вертикальных не только при геодезических работах, но и в топографической съемке местности, маркшейдерских и горных работах в шахтах, туннелях и пр., работах по строительству, азимутальных определениях, других задачах, связанных с необходимостью точных измерений и выносом проектов в натуру.

В основе конструкции теодолита (в частности, оптического, как наиболее традиционного варианта), обеспечивающей его работу, лежат горизонтальный и вертикальный круги (лимбы) с градуировкой в градусах и минутах, система оптических (для наведения на цель и снятия значений измерений) и механических (для установки, поворотов и фиксации лимбов и оптики) приспособлений.

В общем, принцип состоит в наведении зрительной трубы на цель, фиксации показаний горизонтального и вертикального лимбов, проекцию значений которых через систему призм и зеркал можно видеть с помощью шкалового микроскопа.

Выпускаемые промышленные приборы имеют различную точность измерения. По ее величине различается классификация теодолитов. Так технические разновидности допускают ошибку измерения до тридцати минут в обе стороны, их обозначение включает букву и цифры Т30.

Совет

Меньшее значение ошибок (до двух и пяти минут в обе стороны) дают точные теодолиты, обозначаемые Т2 и Т5 соответственно. Наименьшую ошибку измерений способны обеспечивать высокоточные (до одной минуты в обе стороны) теодолиты Т05 и Т1.

Модели некоторых видов могут снабжаться цилиндрическими уровнями алидады или компенсаторами. Это также отражается в их обозначениях (К – компенсатор). Конструкции приборов могут иметь повторительную и неповторительную систему осей. Как правило, последняя применяется у высокоточной модели. В конструкциях повторительных моделей обязательно присутствие закрепительного и наводящего винта.

Но кроме указанных моделей традиционных теодолитов, существуют и другие их разновидности. Это также высокоточные теодолиты, такие, как гиро- и кинотеодолиты (фототеодолиты), тахеометры (как разновидность модели электронного устройства с оптическим и лазерным наведением).

Современные виды и модели теодолитов часто оснащаются электроникой, позволяющей вычислять и запоминать координаты точек на натуре, автоматически переводить результаты измерений в нужную систему координат или процентные показатели, исключить ошибки снятий значений и их записей. Все эти функции берет на себя микропроцессорная система управления.

Дополнительные удобства (как, например, подсветка шкалы экрана) позволяют проводить работу в условиях пониженной освещенности. Такой электронный теодолит может быть оснащен лазерными указателем и отвесом, что значительно повышает точность измерений и превращает его в тахеометр (или лазерный теодолит).

Тут, как и в случае традиционных теодолитов, много моделей. Отличительная особенность тахеометров – высокая точность измерений. Угол можно измерить с точностью до половины секунды, а расстояние – с погрешностью до ½ миллиметра на одну тысячу метров.

Кстати, и обычный оптический теодолит строительный может быть комплексно применен с лазерными рулетками или дальномерами, а также лазерными построителями плоскостей, что, несомненно, увеличивает точность выполняемых работ.

Читайте также:  Как самостоятельно выполнить штробление перфоратором?

Источник: http://ogodom.ru/teodolit-elektronnyiy-opticheskiy-lazernyiy-sovremennyiy-stroitelnyiy.html

Устройство теодолита. Устройство теодолита 2Т30

Образование 26 октября 2017

Для выполнения геодезических работ используется большое число специальных приборов и инструментов. Основным из них является теодолит, применяемый для измерения углов и расстояний.

Что такое теодолит

Теодолит – специальный геодезический прибор, необходимый для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Он используется для выполнения многих работ, в том числе строительных.

Теодолит был изобретен людьми много сотен лет назад, а выглядел он просто. С тех пор инструмент приобрел множество модификаций. Сегодня он оснащается электронными компенсаторами, более точными уровнями, новыми устройствами отсчета. Современный теодолит имеет гораздо большую точность снятия отсчетов как по горизонтальному, так и по вертикальному кругу.

Общее устройство теодолитов

Теодолит – устройство, состоящее из горизонтального и вертикального лимба для измерения углов. Лимб представляет собой круг с оцифрованными значениями от 0 до 360 градусов. Для более точного взятия отсчетов на теодолите имеется также алидада – отсчетное устройство, позволяющее помимо величины в градусах определить еще значения минут и секунд.

Прибор имеет зрительную трубу с многократным увеличением для наведения на цель. Таким образом, можно измерить угол или положение до цели, которая находится на значительном расстоянии от теодолита. Кроме того, имеется труба микроскопа, где можно увидеть значение с точностью до минут и секунд. По ней берется отсчет горизонтального или вертикального угла.

Обратите внимание

На теодолите есть круглый или цилиндрический уровень. С их помощью прибор приводится в горизонтальное положение. Обычно современные теодолиты оснащаются двумя видами уровней для более точной установки прибора и повышения качества работы.

Уровень теодолита устанавливается в необходимое положение с применением установочных винтов, расположенных на подставке-трегере. Кручением этих винтов можно изменить положение плоскости прибора.

Видео по теме

Виды теодолитов

Устройство теодолитов подразделяется на механическое, оптическое и электронное.

Наиболее примитивными являются механические теодолиты. Они включают в себя такое отсчетное устройство, как верньер. Подобный прибор не имеет оптической системы, а значение угла берется на глаз. На данный момент оптические и электронные теодолиты полностью вытеснили механические приборы по причине низкой точности работы последних.

Теодолит с оптической системой устройства был изобретен в начале двадцатого века. Данные приборы наиболее многочисленны: они включают в себя микроскоп-оценщик, односторонний и двухсторонний оптический микрометр, шкаловый микроскоп. Все системы имеют разный принцип снятия отсчетов и разную точность.

Сегодня оптические теодолиты постепенно вытесняются электронными, но все еще применяются для выполнения геодезических работ. Это происходит ввиду низкой стоимости, более дешевого обслуживания и удовлетворительной точности работ. Главным поставщиком приборов в России является Уральский оптико-механический завод. Он выпускает такие модели, как 2Т30, 2Т30П, 4Т30П.

Электронные теодолиты-тахеометры являются представителями последнего поколения. Они полностью автоматизируют процесс снятия отсчетов и вычислений необходимых значений.

Для того чтобы измерить нужный вертикальный или горизонтальный угол с помощью такого прибора, достаточно навести его на заданную точку и нажать кнопку на панели тахеометра.

На дисплее отобразятся вычисленные углы и расстояния.

Типы отсчетных устройств

Самый многочисленный ряд приборов – оптические. Они имеют разные схемы устройства теодолита. Это зависит от имеющегося в конструкции отсчетного прибора.

Отсчетные устройства делятся на:

  • шкаловый микроскоп;
  • микроскоп-оценщик;
  • односторонний оптический микрометр;
  • двусторонний оптический микрометр;
  • верньеры.

Каждая из представленных систем имеет разную точность измерения углов и разный принцип снятия отсчета.

Теодолит Т30

Устройство теодолита Т30 представлено оптическим отсчетным механизмом – микроскопом-оценщиком. Это означает, что значение измеряемого угла определяется в поле зрения микрометренной трубы по делениям лимба – на глаз.

Теодолит Т30 имеет фокусировку зрительной трубы внутреннего типа, предоставляя возможность наводиться на точки на расстоянии от двух метров до бесконечности. Настройка резкости прибора изменяется с помощью винта кремальеры, расположенного непосредственно на зрительной трубе.

Важно

Устройство теодолита не включает в себя наличие оптического центрира, позволяющего расположить вертикальную ось прибора прямо над точкой. Центрирование осуществляется с помощью зрительной трубы и специальной насадки, позволяющей снимать отсчеты до 270 градусов.

Точность данного прибора составляет 30 секунд, что относит его к теодолитам технического класса. Это означает, что Т30 предназначен для осуществления работ низкой точности. К ним можно отнести некоторые строительные работы и построение сетей сгущения на местности.

Теодолит 2Т30 и 2Т30П

Теодолит 2Т30 – оптический прибор второго поколения, разработанный Уральским оптико-механическим заводом. Имеет ряд модификаций, не включенных в комплектацию Т30.

В качестве отсчетного устройства теодолит 2Т30 включает в себя шкаловый микроскоп. Данный вид механизма облегчает работу с прибором и повышает точность работы.

Для того чтобы снять отсчет минутной доли, необходимо по имеющимся штрихам определить местоположение биссектора, а для уточнения времени – на глаз определить его положение между двумя минутными делениями.

Такой механизм позволяет находить углы с точностью до тридцати секунд. Это также относит 2Т30 к классу технических теодолитов.

Устройство теодолита 2Т30 имеет повторительную систему снятия отсчета. Лимб теодолита может вращаться отдельно, без задействования алидады, что позволяет измерять углы на несколько направлений.

Теодолит имеет микрометренный винт для горизонтального и вертикального круга. Это предоставляет возможность более точного наведения на визирную цель. Для быстрого поиска и грубого наведения также используют коллиматорные визиры, расположенные снизу и сверху зрительной трубы.

2Т30 имеет перевернутое изображение зрительной трубы. Устройство теодолита 2Т30П, аналогичного первому, имеет в своей конструкции специальную призму, поворачивающую пучок света на 180 градусов так, что изображение становится прямым. Конструкция прибора позволяет выполнять сложнейшие работы, которые требуют высокой точности измерений.

Теодолит 4Т30П

4Т30П является представителем четвертого поколения оптических теодолитов. Отсчетным устройством, использующимся в его схеме, остается шкаловый микроскоп. В устройство включены другие модификации, повышающие качество и скорость выполнения измерений.

В механизме прибора имеется оптический центрир с двукратным увеличением. С его помощью осуществляется точное центрирование на геодезический пункт или точку.

Совет

Устройство теодолита 4Т30П включает в себя нитяной дальномер, позволяющий определить горизонтальное положение до визирной цели, используя специальные рейки.

Данный прибор до сегодняшнего дня используется в строительстве, геодезических изысканиях и маркшейдерских работах, благодаря небольшой массе, компактности и удобству в использовании.

Поверки теодолита

Поверки теодолита – комплекс проверочных работ, позволяющих выявить неточности измерений и неправильность работы прибора. Их необходимо проводить регулярно для того, чтобы сохранять инструмент в рабочем состоянии.

Поверки теодолита различны для каждой модели. Они зависят от типа отсчетной системы, точности измерения горизонтальных и вертикальных углов и устройства теодолита.

Общим для всех видов приборов является соблюдение следующих условий:

  • перпендикулярность вертикальной и горизонтальной оси инструмента;
  • параллельность оси цилиндрического уровня и зрительной трубы;
  • перпендикулярность вертикальной нити сети нитей и горизонтальной оси теодолита;
  • постоянство места нуля.

Если перечисленные условия не соблюдаются, необходимо выполнить юстировку прибора.

Правильное использование теодолита

Для того чтобы обеспечить высокую точность измерений и длительную работу прибора, необходимо правильно использовать теодолит. Обязательно осуществлять транспортировку инструмента и его комплектующих в специальном чехле, не хранить прибор в губительных для его целостности условиях, своевременно проводить юстировки и поверки устройства теодолита.

Источник: fb.ru

Источник: https://monateka.com/article/255249/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector