Лимб теодолита: Лимб и алидада теодолита – Морской флот

Содержание

Лимб и алидада теодолита – Морской флот

Теодолит — середины 20 го века Теодолит измерительный прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических, геодезических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. Основной рабоч … Википедия

Лимб (инструмент) — Эта статья слишком короткая. Пожалуйста … Википедия

Корпус военных топографов — Основание Указ императора Александра I 28 января 1822 года Ликвидация Постановление СНК СССР 1918 год Корпус военных топографов (КВТ) (до 1866 Корпус топографов) был организован в 1822 году для централизов … Википедия

Теодолит — геодезический инструмент (См. Геодезические инструменты) для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. (см.… … Большая советская энциклопедия

Магнитные приборы* — для наблюдения земного магнетизма: I) для абсолютных наблюдений, II) для вариационных и III) магнитограф. I. М. приборы для абсолютных измерений элементов земного магнетизма (см.). Простейший прибор для определения склонения буссоль склонения,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Магнитные приборы — для наблюдения земного магнетизма: I) для абсолютных наблюдений, II) для вариационных и III) магнитограф. I. М. приборы для абсолютных измерений элементов земного магнетизма (см.). Простейший прибор для определения склонения буссоль склонения,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ГЕОДЕЗИЯ — (греч. geodaisia, от ge Земля и daio делю, разделяю), наука об определении положения объектов на земной поверхности, о размерах, форме и гравитационном поле Земли и других планет. Это отрасль прикладной математики, тесно связанная с геометрией,… … Энциклопедия Кольера

геодезия — наука, изучающая форму, размеры и гравитационное поле Земли, а также технические средства и методы измерений на местности. Геодезия зародилась в странах Древнего Востока и в Египте, где задолго до н. э. были известны методы измерения земельных… … Географическая энциклопедия

Универсальный инструмент — универсал в астрономии и геодезии, переносный угломерный инструмент, служащий для измерения углов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. С помощью У. и. по наблюдениям звёзд и Солнца определяют географические координаты места,… … Большая советская энциклопедия

Теодолит состоит из (рис. 5 а, б): подставки с тремя подъемными винтами, которая крепится к головке штатива становым (закрепительным) винтом через трегер, представляющий собой пластину со втулкой, в которой имеется резьба. В подставке вращается алидадная часть теодолита, состоящая из лимба, цилиндрическая ось которого входит в полость подставки и собственно алидады, ось которой, в свою очередь, входит в цилиндрическую полость лимба. Между стойками закреплена на оси и может вращаться зрительная труба, состоящая из объектива, окуляра и расположенной между ними фокусирующей линзы, которая может перемещаться в небольших пределах с помощью винта фокусировки. В окулярном колене зрительной трубы расположена, заключенная в оправу, стеклянная пластина, закрепленная четырьмя юстировочными винтами, на которой методом гравировки нанесена сетка нитей. Окулярное кольцо при вращении перемещает линзу, заключенную в обойму, и позволяет фокусировать изображение сетки нитей зрительной трубы в соответствии со зрением. На корпусе зрительной трубы закреплены оптические визиры, позволяющие осуществлять грубое наведение теодолита на цель.

На одной из стоек расположен установочный цилиндрический уровень, один конец которого заделан шарнирно, а дугой закреплен между двумя юстировочными винтами (или винтом и пружиной).

На другой стойке закреплен вертикальный круг, состоящий из лимба, скрепленного со зрительной трубой и алидады, скрепленной со стойкой, линия нулей которой перпендикулярна оси вращения теодолита или устанавливается горизонтально автоматически с помощью компенсатора.

Горизонтальный и вертикальный угломерные круги теодолита одинаковые по размерам и изготовлены в виде колец из стекла. На посеребренном крае угломерного круга нанесены градусные деления. Изображения горизонтального и вертикального угломерных кругов с помощью оптической системы теодолита предается в поле зрения оптического шкалового микроскопа, расположенного рядом с окуляром зрительной трубы. В поле зрения шкалового микроскопа видны изображения горизонтального и вертикального угломерных кругов, а также шкалы верньеров, с помощью которых производится отсчет. Окулярное кольцо шкалового микроскопа позволяет фокусировать изображения делений лимба и алидады и их оцифровку.

Теодолит имеет ряд закрепительных и наводящих винтов: лимба, алидады, зрительной трубы. Обычно, перпендикулярно закрепительному винту расположен наводящий винт. Центрирование теодолита над вершиной измеряемого угла осуществляется с помощью нитяного отвеса, который крепится к специальному крючку станового винта или с помощью оптического отвеса, вмонтированного в подставку.

Рис. 5 а. Теодолит 4Т30П. 1 – трегер, 2 – подъемные винты подставки, 3 – оптический центрир, 4 – подставка, 5 – алидадная часть теодолита, 6 – винт вращения лимба, совмещения нулей лимба и алидады, 7 – цилиндрический, установочный уровень, 8 – юстировочные винты цилиндрического уровня, 9 – стойки, 10 – зеркало подсветки оптической системы, 11 –наводящий винт зрительной трубы, 12 – оптический визир, 13 – вертикальный круг, 14 – винт фокусировки, 15 – зрительная труба (объектив), 16 – зажимной винт зрительной трубы, 17 – цилиндрический уровень при зрительной трубе, 18 – закрепительный винт ориентир – буссоли, 19 – ориентир – буссоль, 20 – зеркало

Рис. 5 б. Теодолит 3Т15П. 1 – трегер, 2 – подъемные винты подставки, 3 – подставка, 4 – закрепительный винт лимба, 5 – наводящий винт алидады, 6 – закрепительный винт алидады, 7 – винт вращения лимба, совмещения нулей лимба и алидады, 8 – цилиндрический уровень, 9 – юстировочные винты цилиндрического уровня, 10 – микрометренный винт шкалового микроскопа, 11 –наводящий винт зрительной трубы, 12 – стойки, 13 – зеркало подсветки оптической системы, 14 – оптический визир, 15 – вертикальный круг, 16 – винт фокусировки, 17 – ось зрительной трубы, 18 – зрительная труба (объектив), 19 – зажимной винт зрительной трубы, 20 – цилиндрический уровень при зрительной трубе

Лимб горизонтального круга представляет собой стеклянный угломерный круг. Стеклянные лимбы выполняются обычно в виде колец, на которые нанесены деления от 0 до 360°. Размеры лимба зависят от требуемой точности измерения углов. Чем выше требуемая точность, тем больше диаметр лимба.Деления на лимбе наносятся с помощью специальной делительной машины. Цифры наносятся на шкале, как правило через 1°. Количество делений, содержащихся в одном градусе, определяет цену деления лимба.

Подставка предназначена для крепления теодолита к штативу и состоит из следующих основных частей: собственно подставки с цилиндрической полостью, трех подъемных винтов, трегера и пружины (современные теодолиты пружины не имеют). Подъемные винты служат для установки оси вращения теодолита в отвесное положение. В центре трегера укреплена втулка с резьбой для станового винта, которым подставка крепится к головке штатива.

Алидада горизонтального круга представляет собой круг или два диаметрально противоположных сектора, центры которых должны совпадать с центром лимба. Один из диаметров алидады принимается за начальный и обозначается «». От нуля по ходу часовой стрелки нанесена специальная шкала – верньер, разделяющая один градус на определенное количество делений, определяемое точностью прибора.

Отсчитывание углов по лимбу и алидаде производится с помощью специального оптического отсчетного устройства – шкалового микроскопа.

Алидада горизонтального круга имеет меньший диаметр, чем лимб, и расположена в конической полости оси лимба. Теодолиты, конструкция осей которых позволяет независимо вращать алидаду и лимб, называются повторительными.

Цилиндрический уровень (рис. 6) служит для точной установки осей прибора в горизонтальное или вертикальное положение. Основным элементом уровня является стеклянная трубка 1, называемая ампулой. Ампулу заполняют разогретым эфиром. При остывании эфир уменьшается в объеме, и в ампуле образуется пространство 4, заполненное парами эфира, которое называют пузырьком уровня. Внутреннюю поверхность ампулы уровня тщательно шлифуют под определенным радиусом кривизны R. Наивысшая точка поверхности ампулы называется нуль-пунктом (точка О на рис. 6). На наружной поверхности ампулы нанесены деления 5, по которым определяется положение пузырька уровня. Когда концы пузырька располагаются симметрично относительно нуль-пункта, принято говорить, что пузырек находится в нуль-пункте.

Касательная UU1 к дуге АОВпродольного сечения внутренней поверхности ампулы в нуль-пункте (рис. 6, в) называется осью цилиндрического уровня. Когда пузырек уровня находится в нуль-пункте, ось уровня занимает горизонтальное положение.

Рис. 6. Цилиндрический уровень: а – вертикальный разрез: 1 – ампула; 2 – корпус; 3 – юстировочные гайки; 4 – пузырек уровня: 5 – верх ампулы с делениями; 6 – оправа уровня; б – вид сверху: в – принцип работы цилиндрического уровня.

Угол τ, на который наклоняется ось уровня при перемещении пузырька на одно деление ампулы, называется ценой деления уровня. Цена деления уровня служит мерой чувствительности уровня. Чем меньше цена деления, тем выше его чувствительность. Ампула уровня помещается в специальную оправу 6, один конец которой шарнирно соединен с корпусом2 уровня, а другой закреплен двумя юстировочнымигайками (или винтами) 3, с помощью которых можно изменять наклон оси уровня относительно его корпуса.

Зрительная труба (рис. 7а) служит для наведения теодолита на удаленные точки местности, построения направления и проектирования его на горизонтальный круг. Зрительная труба состоитизобъектива и окуляра, заключенных в общий корпус. Для получения отчетливого изображения при различных удалениях наблюдаемого предмета между объективом и окуляром помещается фокусирующая линза, которая может перемещаться в небольших пределах. Процесс получения отчетливого изображения путем перемещения фокусирующей линзы называется фокусированием.

Рис. 7. Устройство зрительной трубы с внутренним фокусированиемДиафрагма и сетка нитей

В зрительной трубе различают геометрическую, оптическую, визирную оси и ось вращения.Зрительные трубы геодезических приборов обеспечивают точность наведения на предметы, расположенные на расстоянии, которое в 2 раза больше фокусного расстояния объектива. У современных оптических теодолитов зрительные трубы имеют внутреннее фокусирование и увеличение 20 – 25 крат.

Поскольку геометрическая и оптическая оси (геометрической осью называют прямую, соединяющую центры входного и выходного отверстий, оптической осью называют прямую, соединяющую оптические центры объектива и окуляра) не совпадают и, кроме того, ничем не зафиксированы, пользоваться ими для точного наведения трубы на точки местности практически невозможно. Для получения в поле зрения трубы постоянной фиксированной точки, служащей для наведения трубы на предмет, перед окуляром с помощью винтов крепится диафрагма 4со стекломна котором выгравировано несколько пересекающихся прямых линий. Средние из них, пересекаясь, образуют крест сетки нитей К. Пластина заключена в специальную оправу-диафрагму, которая может перемещаться в небольших пределах с помощью винтов(рис. 7 б).

Визирной осью трубы называется прямая, соединяющая оптический центр объектива с крестом сетки нитей. При наведении креста сетки нитей на изображение точки местности, видимой в поле зрения (этот процесс называется визированием), происходит построение направления от исходной точки на искомую.

Для того чтобы спроектировать это направление на горизонтальный круг, труба должна вращаться в плоскости, перпендикулярной к плоскости штрихов лимба и проходящей через центр угломерного круга (лимба). При повороте трубы вокруг оси вращения визирная ось описывает плоскость, которая носит название коллимационной. Коллимационная плоскость должна проходить через нуль горизонтального круга. Поворот трубы вокруг оси вращения, в результате которого окуляр становится в положение, занимаемое до этого объективом, называется переводом зрительной трубы через зенит.

Вертикальный круг служит для измерения углов наклона. Он состоит из лимба вертикального круга, скрепленного со зрительной трубой и алидады вертикального круга, скрепленной со стойкой.Современные теодолиты снабжены устройствами – компенсаторами – (взамен уровня) для автоматической установки горизонтально линии нулей верньера вертикального круга. При отсутствии компенсатора горизонтальность линии нулей обеспечивается конструкцией теодолита.

Если визирную ось трубы установить горизонтально, то нули лимба должны совместиться с нулями верньера алидады. Отсчет по лимбу вертикального круга при горизонтальном положении визирной оси называется местом нуля вертикального круга и обозначается МО. В процессе измерения вертикальных углов этот угол должен оставаться постоянным.

Штативслужит для установки теодолита (или любого другого геодезического прибора) над точкой местности. Основными частями штатива являются:

головка, на которой устанавливается инструмент при измерении;

ножки (металлические или деревянные), которые крепятся шарнирно к головке штатива с помощью болтов с гайками.

Верхние части ножек оправлены металлом, на нижние концы набиваются металлические наконечники. Ножки штатива могут быть постоянной длины или раздвижными. Раздвижные ножки позволяют быстро устанавливать инструмент над точкой при работе на наклонных участках местности и на нужной высоте над точкой местности. В центре головки штатива имеется отверстие, через которое с помощью станового винта крепится подставка теодолита. Ось симметрии станового винта совпадает с осью вращения теодолита. Соблюдение этого условия необходимо для центрирования теодолита над точкой местности. Центрирование осуществляется с помощью нитяного или оптического отвеса.

Нитяной отвес подвешивается за крючок станового винта на шнуре. Отвес представляет собой цилиндр с коническим окончанием, причем вершина конуса совпадает с осью симметрии станового винта.

Оптический отвес (рис. 8) состоит из окуляра1, в поле зрения которого на сетку нитей 2 через призму 3 передается изображение точки местности 4. Оптический отвес с помощью специальных винтов 5 крепится либо к подставке, либо к нижней поверхности цилиндрической оси вращения теодолита. Он устанавливается так, чтобы ось, проходящая через перекрестие сетки нитей 6, была перпендикулярна к оси 7вращения прибора. Установка сетки нитей производится с помощью юстировочных винтов 8.

Рис.8. Оптический отвес: 1 – окуляр; 2 – сетка нитей; 3 – призма; 4 – закрепленная точка местности; 5 – винт; 6 – перекрестие сетки нитей:7 – ось вращения прибора; 8 – юстировочные винты

С точки зрения входящих в комплект частей, устройство теодолита простое. Трудности возникают в процессе настройки прибора. Дело это тонкое и требуют постоянные проверки. Однако в строительстве и проектировании прибор просто незаменим. Геодезисты знают об этом, мы же попробуем описать, так сказать, строение теодолита и его работу более популярным языком.

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.

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.

Маркировка

Марка теодолита — это совокупность букв и цифр. В каждой есть связка литеры «Т» с какой-либо цифрой. Буква указывает на то, что прибор — теодолит, цифры показывают погрешность измерения в секундах, чем они больше, тем больше и погрешность.

  • Цифрой 1 маркируются высокоточные приборы.
  • Цифрами 2 и 5 маркируются точные теодолиты.
  • Цифрами 15 и 30 маркируются технические приборы.

Стоит цифра точности после литеры «Т», а если перед буквой есть другая цифра, она служит для обозначения поколения прибора или его модификации в категории марки.

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.

Использование теодолита

Приемов профессионального использования приборов много, и им учат на специальных курсах, здесь же приведем основные из них.

  • Установка теодолита. Первым шагом станет нахождение точки отсчета. На местности находим ровную поверхность, по которой центрируем прибор на подставке уровнями и зажимными винтами. В итоге положение прибора должно получиться строго горизонтальным.
  • Ловим объект. Визиром отыскиваем цель и точнее наводим винтами измерительную сетку, чтобы установить центр объекта. На это смотрим через окуляр, а если света недостаточно, улучшить ситуацию поможет специальное зеркальце (как в случае с микроскопом). После выставления центра окуляром фиксируется его значение.
  • Обработка результатов. Лучше сделать не одно, а несколько измерений. Новый отсчет рекомендуется на известную величину, к примеру, 90°. Если новые измерения отличаются от предыдущих на 90°, то результат можно фиксировать, если нет — производится еще пара подобных измерений с разным отсчетом и вычисляется среднее значение.

История приборов

Первые теодолиты в центре угломерного круга на острие иголки имели линейку, способную вращаться на этом острие свободно (подобно стрелке компаса). В линейке делались вырезы, в которых натягивались нити, служащие отсчетными индексами. Центр угломерного круга помещался в вершину измеряемого угла, где и закреплялся.

Поворачивая линейку, ее совмещали с первой стороной угла и по шкале круга брали отсчет N1. Потом линейку совмещали со второй стороной угла и брали отсчет N2. Разность N2 и N1 равнялась значению угла. Подвижную линейку назвали алидадой, а угломерный круг — лимбом. Совмещение линейки-алидады со сторонами угла осуществлялось с помощью примитивных визиров.

Современные теодолиты существенно отличаются от предшественников.

  • Совмещение алидады со сторонами угла производится с помощью зрительной трубы, которая может вращаться по высоте и азимуту.
  • Для отсчета по шкале лимба применяется отсчетное приспособление.
  • Конструкцию покрывает прочный металлический кожух.
  • Прочее.

Плавное вращение алидады и лимба обеспечивает система осей, а регулируются вращения наводящими и зажимными винтами.

Установки теодолита производятся с помощью специального штатива. Центр лимба с отвесной линией, которая проходит через вершину измеряемого угла, осуществляется оптическим центриром или нитяным отвесом.

Коллимационная плоскость образуется визирной осью окуляра при вращении зрительной трубы вокруг собственной оси. Стороны угла проектируются на лимб подвижной вертикальной плоскостью, называющейся коллимационной плоскостью. Плоскость эта образуется визирной осью зрительной трубы, когда труба вращается вокруг своей оси.

Визирной осью трубы (визирной линией) называется воображаемая линия, которая проходит через центр сетки нитей и оптический центр объектива трубы.

ТЕОДОЛИТ | МобиСтрой

Теодолитом называют геодезический оптический прибор для измерения и построения на местности горизонтальных углов. Конструкции многих теодолитов позволяют измерять и вертикальные углы, но с меньшей точностью, чем горизонтальные. Различают теодолит ы высокоточные, точные и технические (малой точности).

Схема устройства и основные элементы теодолита: 1 — исходная станция {вершина угла), 2 — подставка, 3 — подъемный винт, 4 и 5 — лимб и алидада горизонтального круга, 6 — подставка трубы, 7 и 8 — вертикальный круг, 9 — зрительная труба, 10 — визирная ось трубы, 11 — ось вращения трубы, 12 — цилиндрический уровень, 13 — ось уровня, 14 — зажимные винты горизонтального круга, 15 — штатив, 16 — становой винт, 17 — нитяной отвес

Конструктивные ‘элементы теодолита: подставка-треножник (трегер) 2 с тремя подъемными винтами, горизонтальный круг (лимб 4 и алидада 5), подставка трубы (колонки) 6, вертикальный круг (алидада 7 и лимб 8), зрительная труба 9, цилиндрический уровень 12 при горизонтальном круге. Прибор крепится к штативу 15 с помощью станового винта 16. Для крепления частей прибора в нужном положении служат зажимные винты 14.

В вершине измеряемого угла, над точкой стояния (станцией) 1, теодолит центрируется по отвесу 17. Точность центрирования нитяным отвесом равна 3-5 мм, оптическим центри-ром — в пределах 1 — 2 мм.

Зрительная труба 9 имеет три оси: геометрическую (ось цилиндра трубы), оптическую (линия, соединяющая оптические центры объектива и окуляра) и визирную 10 (линия, связывающая оптический центр объектива и точку пересечения нитей сетки).

Горизонтальный круг состоит из двух частей: лимба 4 и алидады 5. Лимб — это металлическое или стеклянное кольцо, по внешнему краю которого нанесены градусные и минутные деления. Деления отсчитываются по ходу часовой стрелки. Наименьшее расстояние между двумя делениями — цена деления лимба. Алидада — это концентрически связанный с лимбом круг или двойной сектор, на котором расположены отсчетные приспособления. На кожухе алидады крепится подставка 6 зрительной трубы. При измерении горизонтальных углов лимб остается неподвижным, а трубу вместе с алидадой устанавливают в заданном направлении.

Подъемные винты 3 служат для установки плоскости горизонтального круга (и оси 13 цилиндрического уровня) строго горизонтально. Алидада вместе с подставкой и зрительной трубой может вращаться относительно лимба, который при необходимости также можно поворачивать. После грубого предварительного наведения и закрепления алидады теодолит точно наводят на наблюдаемую точку специальными наводящими винтами, обеспечивающими плавное его вращение.

Вертикальный круг, служащий для измерения вертикальных углов, состоит из лимба 8, наглухо соединенного со зрительной трубой, и алидады 7, жестко связанной с осью 11 вращения трубы. В рабочее положение круг часто устанавливается с помощью специального уровня или маятникового компенсатора.

Галерея горных музеев – Категория: Теодолиты

Описание:

Горизонтальный лимб может вращаться вокруг оси, что определяет тип теодолита – повторительный. Зрительная труба (L –  280 мм), соединена с вертикальным лимбом, полностью  градуированным  0-90-0-900 , с ценой деления 0,5 градуса. Горизонтальный лимб, градуированный 0-360 градусов, также имеет цену деления в полградуса. С учетом верньера на 60 делений (по тридцать в обе стороны: 30-0-30) итоговая точность отсчетов по обоим лимбам – полминуты. В это время (начало ХХ в) теодолиты преимущественно достигали одноминутной точности, а потому оговоренная точность измерения соответствовала надписи на наклейке (фото ..) в транспортировочном ящике «прецизионный» (т.е. «высокоточный») теодолит. Прецизионные теодолиты выпускались либо малой серией, либо по

индивидуальному заказу (гравированная надпись говорит в пользу второго варианта, как и необычной формы наклонно проставленные цифры лимбов и верньеров). Редкий музейный предмет.

Данный инструмент имеет передовые по тому времени отличия от базовой модели теодолита: оба лимба закрыты кожухами,  высокая чувствительность уровня при трубе, высокая точность отсчетов благодаря малой цене деления лимбов и верньеров, что говорит о наличии у компании высокоточного производственного оборудования.

Высокоточные теодолиты использовались в начале ХХ века  при точных триангуляционных  работах  1 класса (определении географических координат и точной астрономической привязки триангуляционных пунктов).  

На трубе имеется винт перемещения объектива для фокусировки, что было характерно для американских и аналогичных им японских приборов  и отличало их от европейских и российских приборов. Вторая отличительная особенность – использование круглого основания с внутренней резьбой для закрепления на треноге  и применение 4-х подъемных винтов (у европейских и российских тренога, позднее трегер с тремя подъемными винтами).

 У  зрительной трубы теодолита сохранилась сетка нитей, в т.ч. и дальномерных, оптика не загрязнена. С трубой соединен цилиндрический уровень солидных размеров (140 мм) с высокой чувствительностью, что позволяло при необходимости использовать данный прибор в качестве нивелира.

Второй цилиндрический уровень закреплен на противоположной от лимба вертикальной стойке, а третий – на кожухе горизонтального лимба.

Оба лимба уже закрыты защитными кожухами с прорезями-окошками для снятия отсчетов. При горизонтальном лимбе сохранились крепления двух утраченных иллюминаторов (светоотражающих пластин из белого пластика). Сбоку окошек сохранились шпеньки, возможно, для утраченных отсчетных луп-микроскопов, как правило, используемых в высокоточных теодолитах.

Имеются винт закрепления трубы на горизонтальной оси, микрометренный винт малых смещений (наведения) трубы в вертикальной плоскости, а также винт закрепления и винт наведения прибора в горизонтальной плоскости и закрепительный и наводящий винты алидады.

Наличие буссоли было характерно для теодолитов начала ХХ века. В данном приборе на буссоли имеются гравированные надписи: «Buff & Buff  … 7232 Boston    Pat.  Nov.,13  1906» . Имеет клеймо – горизонтальный ромб с названием фирмы «Buff», такое же клеймо стоит на укладочном ящике, имеющим еще одну фирменную пластину-шильд с гордой надписью «Best In The World» («Лучший в мире») (фото 3,4).

На выдвижной подставке прибора также выдавлены название фирмы и заводской номер.

 Лимб буссоли градуирован 0-90-0-90 градусов, надписи румбов, стрелка фиксируется арретирующим устройством в транспортном положении. Размер теодолита 300х185х355 мм, транспортировочного укладочного ящика из красного дерева – 280х240х420 мм. В ящике имеется еще одна бумажная наклейка (фото 6).  В ящике в комплекте теодолита сохранилась бленда. Покрытие теодолита – инструментальный лак и черная эмаль.

Электронный теодолит ADA DigiTeo 2

Электронный теодолит DigiTeo 2 — флагман линейки электронных теодолитов серии ADA DigiTeo.

Эта модель оборудована электронным компенсатором вертикального круга.

Установка горизонтального угла на ноль стала очень простой операцией. Для этого надо просто нажать на секунду на кнопку «OSET».

Первичная установка вертикального угла на ноль осуществляется простым вращением зрительной трубы через горизонтальную плоскость, поэтому нет необходимости в наличии уровня вертикального круга. Метод измерений: инкрементальный фотоэлектрический кодовый лимб. 

Теодолит ADA DigiTeo 2 может автоматически компенсировать наклон вертикальной оси инструмента в пределах +/-3’, что позволяет выполнять отсчет по вертикальному кругу с высокой точностью.

Большой матричный двухстрочный жидкокристаллический дисплей может отображать вертикальный и горизонтальный углы одновременно, а встроенная система подсветки позволяет работать в условиях с пониженной освещенностью. Для точной установки у теодолита есть лазерный отвес. 

Технические характеристики

Точность (среднеквадратичное отклонение), “ 2
Изображение прямое
Увеличение зрительной трубы, х 30
Минимальное расстояние визирования, м 1,3
Диаметр объектива, мм 45
Метод измерений инкрементальный фотоэлектрический лимб
Метод отсчитывания по горизонтальному лимбу двухсторонний
Метод отсчитывания по вертикальному лимбу односторонний
Компенсатор вертикального круга электронный
Дисплей 2-х сторонний
Микрометр 1
Время работы от аккумулятора, ч 20
Защита от пыли и влаги IP66
Отвес лазерный

Другая информация из этого раздела:

Схема устройства теодолита – ГЕОЛОГ

В своей работе мы используем только высококачественное профессиональное геологическое оборудование. Благодаря развитию цифровой и компьютерной техники значительно увеличилась скорость обработки информации, улучшилось качество выполнения работ, а еще сократилась стоимость. К примеру, при помощи роботизированных геодезических измерителей на строительной площадке уже не нужно несколько геологов, достаточно одного специалиста.

Очень важную роль в геодезических работах продолжает оказывать устройство, предназначенное для измерения горизонтальных и вертикальных углов в проведение топографических съемок – теодолит.

Конструктивные особенности

Схема устройства теодолита конструктивно состоит из вертикального и горизонтального кругов, цилиндрического уровня, микроскопа для снятия отсчетов, цилиндрического отвеса и подставки, зрительной трубы.

Горизонтальный круг представляет собой вращающуюся часть прибора, на котором расположены лимб (стеклянное кольцо с автоматическими делениями) и алидада. Лимб, как мы уже поняли, является шкалой деления. Лимб неподвижен, а алидада вращается вокруг него, изменяя отсчет горизонтального круга.

Основная его функция — измерение проекции вертикальных плоскостей. При измерениях получившиеся углы относят к двум группам: положительные (расположенные над горизонтом) и отрицательные (расположенные под ним).

Рассмотрим два варианта измерения углов (горизонтальный круг), в которых лимб с алидадой:

  • используются отдельно друг от друга. Применяют для того, чтобы измерить n-ое количество углов одинаковой высоты.

  • используются вместе со зрительной трубой. Измерение угла производится следующим образом: размещается центр горизонтального круг над углом при помощи оптического центрира.

Перед проведением исследования следует проверить общее состояние прибора, зачистить оптические поверхности, если это требуется, убедиться в его исправности. Затем проверяется вращение алидады и зрительной трубы.

Далее проверяется работа переключателя отсчетной системы. И наконец, следует проверка плавности вращения подъемных винтов. После того как было осуществлено выполнение предварительных проверочных мероприятий теодолит устанавливается на треногу. Потом выбираются две точки (например, A и B). Опорные точки выбираются так, чтобы осуществить наведение зрительной трубы на них. Труба наводится на первую точку, далее устанавливается прибор и измеряются данные с помощью вертикальной нити. Далее отслеживаем точку В (проводим ту же операцию). Затем переводим трубу через зенит, соответственно, изменяем положение круга. Снова наводим зрительную трубу на точку. Все измерения записываем в журнал.

Схема устройства теодолита как видно не особенно сложна. Подразделяются они на два вида: оптические и электронные. В целом, если изучить схему устройства теодолита, то можно использовать как оптический, так и электронный теодолит.

Мы работаем с любыми из описанных измерителей. Заказать проведение изысканий вы можете уже сегодня, цена на работы невысока, а качество и скорость вас приятно удивят. Смета может быть составлена нашими специалистами сразу после того как будет представлено техническое задание. Стоимость всех работ рассчитаем. Ждем ваших обращений.

Угловые измерения | Геодезия | Студенту

Прибор, используемый для измерения горизонтальных и вертикальных углов называется:
А) нивелиром;
В) тахеометром;
С) дальномером;
Д) теодолитом;
Е) мензулой.

Для установки теодолитов на местности используют:
А) столы;
В) штативы;
С) подставки;
Д) уровень;
Е) башмаки.

Принцип измерения горизонтального угла следующий :
А) Вершине А измеряемого угла ВАС устанавливают нивелир, круг с делениями прибора располагают горизонтально т.е. параллельно уровенной поверхности, его центр совмещают с точкой А, проекции направлении АВ и АС, угол между которыми измеряют, пересекут шкалу круга прибора по отсчетам В и С. Разность этих отсчетов дает искомый угол;
В) Вершине А измеряемого угла ВАС устанавливают теодолит, круг с делениями прибора располагают горизонтально т.е. параллельно уровенной поверхности, его центр совмещают с точкой А, проекции направлении АВ и АС, угол между которыми измеряют, пересекут шкалу круга прибора по отсчетам В и С. Разность этих отсчетов дает искомый угол;
С) Вершине А измеряемого угла ВАС устанавливают угольник, круг с делениями прибора располагают горизонтально т.е. параллельно уровенной поверхности, его центр совмещают с точкой А, проекции направлении АВ и АС, угол между которыми измеряют, пересекут шкалу круга прибора по отсчетам В и С. Разность этих отсчетов дает искомый угол;
D) Вершине А измеряемого угла ВАС устанавливают дальноиер, круг с делениями прибора располагают горизонтально т.е. параллельно уровенной поверхности, его центр совмещают с точкой А, проекции направлении АВ и АС, угол между которыми измеряют, пересекут шкалу круга прибора по отсчетам В и С. Разность этих отсчетов дает искомый угол;
Е) Вершине А измеряемого угла ВАС устанавливают нивелир, круг с делениями прибора располагают горизонтально т.е. параллельно уровенной поверхности, его центр совмещают с точкой А, проекции направлении АВ и АС, угол между которыми измеряют, пересекут шкалу круга прибора по отсчетам В и С. Разность этих отсчетов дает искомый угол;

Принципиальная схема устройства теодолитов следующие :
А) три подъемных винта, алидада, штатив, рейка, экер;
В) три подъемных винта, лимб, алидада, оси;
С) подставка, зрительная труба, уровень ;
D) подставка, зрительная труба, экер, колышки;
Е) правильный ответ В и С.

Зрительная труба в геодезических приборах предназначены::
А) для получения угломерного отсчета;
В) для визирования на удаленные предметы;
С) для приведения частей или осей прибора горизонтальное или отвесное положение;
Д) для отсчитывания делений лимба теодолита;
Е) основанием теодолита и предназначена для приведения вертикальной оси вращения теодолита в отвесное положения.

Уровни в геодезических приборах служат:
А) для получения угломерного отсчета;
В) для визирования на удаленные предметы;
С) для приведения частей или осей прибора горизонтальное или отвесное положение;
Д) для отсчитывания делений лимба теодолита;
Е) основанием теодолита и предназначена для приведения вертикальной оси вращения теодолита в отвесное положения.

Лимб и алидада теодолита предназначены::
А) для получения угломерного отсчета;
В) для визирования на удаленные предметы;
С) для приведения частей или осей прибора горизонтальное или отвесное положение;
Д) для отсчитывания делений лимба теодолита;
Е) основанием теодолита и предназначена для приведения вертикальной оси вращения теодолита в отвесное положения.

Лимб теодолита представляет:
А) горизонтальный и вертикальный круг с делениями градусной или градовой градуировки:
В) устройство, которое фиксирует положение подвижной визирной коллимационной плоскости трубы;
С) устройство, для визирования на удаленные предметы;
Д) устройство, для приведения частей или осей прибора горизонтальное или отвесное положение;

Алидада теодолита служит:
А) для фиксации положение подвижной визирной коллимационной плоскости трубы и для производства отсчета по лимбу с высокой точностью ;
В) для измерения расстояний по нитяному дальномеру и для визирования на удаленные предметы;
С) для перемещения двояковогнутой фокусирующей линзы зрительной трубы;
Д) для приведения с помощью подъемных винтов вертикальную ось теодолита в отвесное положение;
Е) основанием теодолита и позволяет получать мнимое и увеличенное изображения.

Отсчетные устройства теодолита предназначены:
А) для получения линейного отсчета;
В) для визирования на удаленные предметы;
С) для приведения частей или осей прибора горизонтальное или отвесное положение;
Д) для отсчитывания делений лимба теодолита;
Е) основанием теодолита и предназначена для приведения вертикальной оси вращения теодолита в отвесное положения.

Подставка теодолита с подъемными винтами служат:
А) для получения угломерного отсчета;
В) для визирования на удаленные предметы;
С) для приведения частей или осей прибора горизонтальное или отвесное положение;
Д) для отсчитывания делений лимба теодолита;
Е) основанием теодолита и предназначена для приведения вертикальной оси вращения теодолита в отвесное положения.

Кремальера теодолита служит:
А) для фиксации положение подвижной визирной коллимационной плоскости трубы и для производства отсчета по лимбу с высокой точностью ;
В) для измерения расстояний по нитяному дальномеру и для визирования на удаленные предметы;
С) для перемещения двояковогнутой фокусирующей линзы зрительной трубы;
Д) для приведения с помощью подъемных винтов вертикальную ось теодолита в отвесное положение;
Е) основанием теодолита и позволяет получать мнимое и увеличенное изображения.

В процессе поверок теодолита удостоверяются :
А) в правильном закрепление теодолита в штатив;
В) в правильном взаимном положении осей прибора;
С) в правильном расположении прибора на местности;
D) в правильном взятии отсчетов по микроскопу;
Е) в правильном хранение прибора;

Первая поверка теодолита :
А) Ось цилиндрического уровня горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;
В) Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы;
С) Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;
D) Вертикальная нить сетки зрительной трубы должна быть перпендикулярно оси её вращения;
Е) компенсатор вертикального круга должен обеспечит неизменный отсчет по вертикальному кругу, при наклонах вертикальной оси теодолита в пределах ±2/

Вторая проверка теодолита:
А) Ось цилиндрического уровня горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;
В) Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы;
С) Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;
D) Вертикальная ось сетки зрительной трубы должна быть перпендикулярно оси её вращения;
Е) компенсатор вертикального круга должен обеспечит неизменный отсчет по вертикальному кругу, при наклонах вертикальной оси теодолита в пределах ±2/.

Третья проверка теодолита:
А) Ось цилиндрического уровня горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;
В) Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы;
С) Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;
D) Вертикальная ось сетки зрительной трубы должна быть перпендикулярно оси её вращения;
Е) компенсатор вертикального круга должен обеспечит неизменный отсчет по вертикальному кругу, при наклонах вертикальной оси теодолита в пределах ±2/.

Четвертая поверка теодолита:
А) Ось цилиндрического уровня горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;
В) Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы;
С) Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;
D) Вертикальная нить сетки зрительной трубы должна быть перпендикулярно оси её вращения;
Е) компенсатор вертикального круга должен обеспечит неизменный отсчет по вертикальному кругу, при наклонах вертикальной оси теодолита в пределах ±2/.

Поверка теодолита с индексами К:
А) Ось цилиндрического уровня горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;
В) Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы;
С) Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна оси вращения прибора;
D) Вертикальная ось сетки зрительной трубы должна быть перпендикулярно оси её вращения;
Е) компенсатор вертикального круга должен обеспечит неизменный отсчет по вертикальному кругу, при наклонах вертикальной оси теодолита в пределах ±2/.

Место нуля это:
А) отсчет по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси и уровня при алидаде в нуль-пункте;
В) отсчет по горизонтальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси и уровня при алидаде в нуль-пункте;
С) горизонтальность отчетного индекса у теодолитов с компенсатором при вертикальном круге;
Д) ответ А и С;
Е) ответ В и С;

Место нуля при работе теодолитом 3Т30 вычисляют:
МО=(П+Л)/2;
МО=(П+Л+1800)/2;
МО=(Л-П-1800)/2;
МО=(Л-П)/2;
МО=(П-Л)/2;

Место нуля при работе теодолитом 3Т5КП вычисляют:
МО=(П+Л)/2;
МО=(П+Л+1800)/2;
МО=(Л-П-1800)/2;
МО=(Л-П)/2;
МО=(П-Л)/2;

Для автономного определения истинных азимутов направлений применяют:
А) кодовые теодолиты;
В) гиротеодолиты;
С) теодолиты 3Т30;
D) теодолиты 3Т5КП;
Е) теодолиты 2Т30.

Для автоматизаций процесса измерения углов применяют:
А) гидравлические теодолиты;
В) аэродинамические теодолиты;
С) кодовые теодолиты;
D) теодолиты 3Т5КП;
Е) теодолиты 2Т30КП.

Лазерный теодолит конструктивно характерен тем, что обычном теодолите:
А) зрительная труба заменена визирной осью;
В) зрительная труба заменена лазерным излучателем;
С) зрительная труба заменена лазерной оптической осью;
D) зрительная труба заменена геометрической осью;
Е) алидада заменена лазерным лучом.

Лазерные геодезические приборы конструируют таким образом чтобы;
А) лазер был установлен параллельно визирной оси;
В) лазер был установлен вертикально визирной оси;
С) лазерный пучок направлялся через зрительную трубу прибора;
D) ответ А и С;
Е) ответ В и С;

Поверками лазерных теодолитов определяют соответствие;
А) геометрических условий взаимного положения всех частей прибора;
В) взаимного положения визирных осей и вертикальной оси прибора;
С) взаимного положения зрительной трубы, излучателя и других частей
прибора;
D) ответ А и С;
Е) ответ В и С.

Основные части теодолита

Подробности
Категория: Учебное пособие по инженерной геодезии

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Основными частями теодолита являются: лимб или горизонтальный круг, алидада, зрительная труба, цилинд­рический уровень, подставки, вертикальный круг, подъемные винты.

Лимб (рис.8.3) является одной из основных частей всех геодезических приборов и представляет собой проградуированный от 0 до 360° круг, изготовленный из стекла или металла (в настоящее время применяют только стеклянные лимбы).

Алидада (см. рис. 8.3) соосна с лимбом, изготовлена также из стекла и представляет собой круг, на который нанесен штрих или шкала.

 

Рис. 8.3. Лимб, алидада

Зрительная труба (рис. 8.4) состоит из ряда линз, как выпуклых так и вогнутых и применяется для визирования на наблюдаемый предмет.

 

      1                                 2                       3                    4          5                           6         

Рис. 8.4. Зрительная труба:

1 – предмет, 2 – объектив, 3 – фокусирующая линза,

4 – сетка нитей, 5 – окуляр,  6 – глаз

Сетка нитей (рис. 8.5) представляет собой стеклянную пластинку, на которую гравировкой нанесены нити сетки. Она служит для точного наведения на наблюдаемый предмет, а также снабжена дальномерными нитями для измерения расстояния.

 

Рис. 8.5. Сетки нитей:

1 – вертикальная нить, 2 – горизонтальная нить, 3 – дальномерные нити

Уровни (рис. 8.6) в теодолите позволяют установить прибор в строго вертикальное положение. Существует две конструкции уровней: цилиндрический и круглый.

 

Рис. 8.6. Уровни:

                                    а) цилиндрический уровень: 0 – нульпункт уровня,

               uu¢ – ось цилиндрического уровня;

                                    б) круглый уровень: 0 – нульпункт уровня,

uu¢ – ось круглого уровня

Ось цилиндрического уровня – касательная к внутренней поверхности ампулы уровня в его нульпункте.

Ось круглого уровня  –  нормаль, проходящая через нульпункт 0, перпендикулярно к плоскости, касательной внутренней поверхности ампулы уровня в его нульпункте.

Поле зрения отсчетного микроскопа (для горизонтального и вертикального кругов)  индивидуально  для   разных  типов  теодолитов  и  представлено  на рис. 8.7  и

рис. 8.8.

                                                             а)                                                        б)

                   

 

                                      а)                                                       б)

Рис. 8.8.  Поле зрения теодолита Т30:

а) ВК: 3°42r,  ГК: 54°23r;    б) ВК: 178°12r,  ГК: 233°42r

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

теодолитов | Как работает теодолит | Теодолит против Транзита | Как использовать теодолиты

Теодолит и транзит
Как использовать теодолит
Как работает теодолит

Типы теодолитов

Существует два типа теодолитов: цифровые и нецифровые. Нецифровые теодолиты сейчас используются редко. Цифровые теодолиты состоят из телескопа, установленного на основании, а также электронного считывающего экрана, который используется для отображения горизонтальных и вертикальных углов.Цифровые теодолиты удобны, потому что цифровые показания заменяют традиционные градуированные круги, и это обеспечивает более точные показания.

Части теодолита

Как и другие нивелиры, теодолит состоит из телескопа, установленного на основании. Вверху телескопа есть прицел, который используется для выравнивания цели. Инструмент имеет ручку фокусировки, которая используется для четкости объекта. Телескоп имеет окуляр, через который пользователь видит цель.Линза объектива также расположена на телескопе, но находится на противоположном конце окуляра. Линза объектива используется для прицеливания объекта и с помощью зеркал внутри телескопа позволяет увеличить объект. Основание теодолита имеет резьбу для удобной установки на штатив.

Как работает теодолит?

Теодолит работает, комбинируя оптические центриры (или отвесы), спиртовой уровень (пузырьковый уровень) и градуированные круги для определения вертикальных и горизонтальных углов при съемке.Оптический центрир обеспечивает размещение теодолита как можно ближе к вертикали над точкой съемки. Внутренний спиртовой уровень гарантирует, что устройство выровнено до горизонта. Градуированные круги, один вертикальный и один горизонтальный, позволяют пользователю фактически определять углы.

Как использовать теодолит

  1. Отметьте точку, в которой будет установлен теодолит, с помощью гвоздя геодезиста или кола. Эта точка является основой для измерения углов и расстояний.
  2. Установите штатив. Убедитесь, что высота штатива позволяет инструменту (теодолиту) находиться на уровне глаз. Отцентрованное отверстие монтажной пластины должно находиться над гвоздем или колом.
  3. Забейте ножки штатива в землю, используя кронштейны по бокам каждой ножки.
  4. Установите теодолит, поместив его на штатив, и прикрутите его с помощью монтажной ручки.
  5. Измерьте высоту между землей и инструментом. Это будет ссылка на другие станции.
  6. Выровняйте теодолит, отрегулировав ножки штатива и используя уровень «яблочко». Вы можете сделать небольшую настройку с помощью регуляторов уровня, чтобы добиться нужного результата.
  7. Отрегулируйте маленький прицел (вертикальный центрир), расположенный на дне теодолита. Вертикальный центрир позволяет гарантировать, что инструмент остается над гвоздем или колом. Отрегулируйте отвес, используя ручки внизу.
  8. Наведите перекрестье основного прицела на точку измерения.Используйте фиксирующие ручки сбоку теодолита, чтобы держать его нацеленным на острие. Запишите горизонтальный и вертикальный углы с помощью телескопа, расположенного на стороне теодолита.

Теодолит против уровня транзита

Теодолит – это прецизионный прибор, используемый для измерения углов как по горизонтали, так и по вертикали. Теодолиты могут вращаться как по горизонтальной, так и по вертикальной оси. Теодолиты имеют много общего с транзитами.

Транзит – это геодезический инструмент, который также выполняет точные угловые измерения.Помимо транзита, в теодолитах установлены телескопы, которые можно поворачивать в разные стороны. И теодолиты, и транзиты могут использоваться для аналогичных проектов, но между этими двумя инструментами есть небольшие различия. Транзиты используют нониусные шкалы и внешние градуированные металлические кружки для отсчета углов. В теодолитах используются замкнутые градуированные круги, а угловые показания снимаются с помощью внутренней увеличительной оптической системы. Теодолиты, как правило, имеют более точное считывание и обеспечивают большую точность измерения углов, чем транзиты.

Теодолиты в основном используются для геодезии, но они также могут быть полезны в следующих приложениях:

  • Навигация
  • Метеорология
  • Разметка углов и линий здания
  • Измерение и нанесение углов и прямых
  • Выравнивание стен деревянного каркаса
  • Формовочные панели
  • Сантехника колонны или угла здания

Преимущества использования теодолита

Теодолиты имеют много преимуществ по сравнению с другими инструментами для нивелирования:

  • Более высокая точность.
  • Внутренняя увеличивающая оптическая система.
  • Электронные показания.
  • Горизонтальные круги могут быть мгновенно обнулены или установлены на любое другое значение.
  • Показания по горизонтальному кругу могут быть сняты либо слева, либо справа от нуля.
  • Повторные показания не требуются.

Теодолиты имеют внутреннее оптическое устройство, которое делает считывание кругов намного более точным, чем другие инструменты. Кроме того, поскольку теодолит позволяет снимать меньше повторных измерений, эти измерения можно проводить гораздо быстрее.Теодолиты с оптическими приборами имеют преимущества перед другими средствами компоновки. У них более точные измерения, они не подвержены влиянию ветра или других погодных факторов, и их можно использовать как на ровной, так и на наклонной поверхности.

Уход за цифровым теодолитом и полезные советы

Как и другие инструменты, теодолиты требуют надлежащего ухода и обслуживания для обеспечения наилучших результатов и уменьшения износа инструмента.

  • Не погружайте прибор в воду или другие химические вещества.
  • Не роняйте прибор.
  • Убедитесь, что теодолит зафиксирован в футляре во время транспортировки.
  • Во время дождя накройте инструмент крышкой.
  • Не смотрите прямо на солнечный свет через зрительную трубу на инструменте.
  • Использование деревянного штатива может защитить инструмент от вибрации лучше, чем алюминиевый штатив.
  • Важно использовать солнцезащитный козырек; любые резкие перепады температуры могут привести к неверным показаниям.
  • Никогда не держите инструмент за зрительную трубу.
  • Аккумуляторная батарея инструмента всегда должна быть достаточно заряжена.
  • Всегда очищайте инструмент после использования.
    • Пыль в корпусе или на приборе может вызвать повреждение.
  • Если теодолит влажный или мокрый, дайте ему время высохнуть, прежде чем убирать его в футляр.
  • При хранении убедитесь, что зрительная труба на инструменте находится в вертикальном положении.
  • При повторном выравнивании теодолита положение над точкой заземления должно быть проверено и перепроверено, чтобы гарантировать то же положение.
  • Когда теодолит перемещается над точкой заземления, уровень необходимо проверять и повторно проверять, чтобы убедиться в его точности.

Если вам нужна дополнительная информация, посетите полный список руководств Johnson Level по инструментам и уровням.

Магазинные теодолиты, строительные уровни и другие оптические приборы.

© 2015 Johnson Level & Tool Mfg. Co., Inc.

по горизонтали, оси, отгибу и по вертикали

ТЕОДОЛИТ, наиболее важный прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов, но особенно приспособленный для точного измерения первых. Его принцип идентичен принципу измерения высоты и азимута; однако конструкция и назначение этих двух устройств различаются: последний используется в астрономических целях, а теодолит используется для топографической съемки; но лучшие инструменты этого класса могут быть использованы для наблюдения за высотой небесных тел.Вертикальный круг, однако, обычно не имеет достаточного размера и градуировки, чтобы быть доступным для очень точных астрономических наблюдений.

Когда точку нужно рассмотреть в телескоп, телескоп перемещают так, чтобы изображение точки совпадало с пересечением поперечных проводов. Вертикальный край делится на градусы, и его можно считывать с помощью нониуса и микроскопа с точностью до трети минуты. Пара пластин, составляющих на своем краю горизонтальный край приспособления, в незажатом состоянии могут свободно перемещаться независимо друг от друга.На пластине расположены магнитный компас и два спиртовых уровня, расположенные под прямым углом друг к другу, с помощью которых круг можно точно перевести в горизонтальную плоскость, поднимая или опуская его с помощью винтов. Тарелка меховая

с двумя диаметрально противоположными нониусами, градусы на которых считываются микроскопом. По движению телескопа по горизонтальной оси вертикального лимба можно измерить высоту и вертикальные углы, а по его движению по вертикальной оси угловые расстояния между двумя объектами можно определить по показаниям. по горизонтальному кругу.

Перед использованием теодолита его следует правильно отрегулировать; то есть различные части должны быть установлены в их правильные относительные положения. Теодолит находится в юстировке, когда выполняются следующие условия: (1) Когда пересечение поперечных проводов находится на оси телескопа. (2) Когда ось прикрепленного уровня параллельна оси телескопа. (3) Когда оси уровней горизонтального лимба перпендикулярны оси горизонтального лимба.(4) Когда ось вертикального лимба перпендикулярна оси горизонтального лимба.

Теодолит: детали и функции [Подробное руководство].

Теодолит – прибор, предназначенный для измерения углов. Это один из самых точных инструментов для угловых измерений на рынке. Здесь вы узнаете детали и функции теодолита.

Помимо измерения углов, его также можно использовать для продления геодезических линий, определения уклонов, определения точек на линии, определения разницы уровней и т. Д.

Детали и функции теодолита:

Есть много разных частей теодолита. Но здесь, в этой статье, вы поймете общие и важные части теодолита.

1. Регулирующая головка:

Регулирующая головка используется для трех целей;

(i) Он обеспечивает подшипник для внешнего полого шпинделя.

(ii) Это способ крепления инструмента к штативу, а

(iii) Это – это средство нивелирования инструмента.

В современных инструментах он воплощает в себе подвижный столик или подвижную головку, или центрирующее устройство, с помощью которого подвешенный отвес может легко и быстро центрироваться над точкой.

Нивелирная головка может состоять либо из двух круглых пластин (называемых параллельными пластинами, которые удерживаются на фиксированном расстоянии друг от друга с помощью шарнирного соединения с четырьмя винтами, которые называются опорными винтами или регулировочными винтами), либо из пластины трегера (с тремя рычагами с регулировочным винтом).

2.Конечность или нижняя пластина:

Наружная ось прикреплена к нижней пластине, которая состоит из горизонтального круга, обычно деления на весь круг, то есть с градуировкой целого круга: от 0 ° до 360 ° по часовой стрелке.

Перпендикулярно нижней пластине находится внешний полый шпиндель, который, охватывая внутренний шпиндель, вращается в выравнивающей головке.

Эта нижняя пластина прикреплена к выравнивающей головке и также перемещается относительно с помощью зажимного винта и касательного винта, и такое движение называется нижним движением.

Ее еще называют масштабной пластиной со скошенной кромкой.

Тип градуировки зависит от размера инструмента; Он может иметь степени и половину степени и одну треть степени или степеней и одну шестую степень.

Диаметр этой пластины фактически определяет размер инструмента, например, инструмент 10 см или 15 см и т. Д.

Нижняя пластина крепится к верхней с помощью зажимного винта и может слегка поворачиваться относительно верхней части инструмента с помощью касательного винта.

3. Шпиндели:

Два шпинделя или оси или центра расположены один внутри другого. Две оси коаксиальны и образуют вертикальную ось инструмента.

Внешний шпиндель полый, внутренняя часть которого выполнена конической для размещения центральной вертикальной оси или внутренней оси, которая является сплошной и конической.

4. Плита верхняя:

Эта часть теодолита также известна как пластина с нониусом и прикреплена к внутренней оси. Зажим и касательные винты предназначены для зажима верхней пластины с нижней пластиной.

Если обе пластины зажаты, то нижний зажим ослаблен, инструмент можно вращать вокруг внешней оси, а если нижняя пластина зажата, а верхняя ослаблена, инструмент можно вращать вокруг внутренней оси.

Верхняя пластина снабжена двумя верньерами A и B с лупами. Эти нониусы расположены на 180 ° друг от друга для считывания горизонтальных углов до 1–0 минут или 20 секунд, но в больших приборах три нониуса расположены под углом 120 °.

Верхнюю пластину со стандартами (А-образные рамки) иногда называют алидадой теодолита.

5. Стандарты или А-образные рамы:

Эти две части или эталона теодолита, которые по форме напоминают букву А, стоят на верхних пластинах для поддержки горизонтальной оси.

Посмотрите видео ниже, чтобы легко разобраться в деталях теодолита.

6. Трубка уровня:

Два спиртовых уровня, называемые пластинчатыми уровнями, закреплены на верхней поверхности пластины с нониусом. Они расположены под прямым углом друг к другу, и одна из них параллельна горизонтальной оси.

7. Компас:

К прибору прикреплен круглый компас или компас. Круглый тип устанавливается на верхней пластине между А-образной рамой. При этом желобного типа прикрепляют под пластину шкалы или прикручивают по одному из стандартов.

В современных теодолитах трубчатый компас прикручен по одному из стандартов.

8. Телескоп:

Эта часть теодолита используется для наблюдения за удаленными объектами. Он жестко закреплен в центре горизонтальной оси и перпендикулярен ей.Его можно повернуть как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной плоскости.

Горизонтальное движение может быть измерено на горизонтальном градуированном круге с помощью двух нониусов, а вертикальное движение может быть измерено на вертикальном градуированном круге еще двумя нониусами.

9. Вертикальный круг:

Эти теодолитовые части жестко прикреплены к телескопу и перемещаются вместе с движением или вращением телескопа. Он имеет два нониуса C и D, а круг посеребренный и разделен на четыре квадранта.

В каждом квадранте деления от 0 ° до 90 ° нанесены в противоположных направлениях от двух нулей на концах горизонтального диаметра круга.

Линия, соединяющая нули, параллельна линии коллимации телескопа, когда она абсолютно горизонтальна.

Наименьшее количество нониусов вертикального круга обычно такое же, как и нониус горизонтального круга.

Прижимной и касательный винты вертикального круга помогают точно установить любое желаемое положение в вертикальной плоскости.

10. Т-образная рама или индексная планка:

Он имеет Т-образную форму и центрируется на горизонтальной оси телескопа перед вертикальным кругом. Два нониуса C и D предусмотрены на концах горизонтальных рычагов или конечностей, называемых указательным рычагом.

Вертикальная ножка, называемая «зажимным рычагом», снабжена вилкой и двумя зажимными винтами на нижнем конце.

Указатель и зажимной рычаг вместе известны как Т-образная рама. В верхней части этой рамы прикреплена пузырьковая трубка, которая называется «пузырьковая трубка для высоты» или «азимутальная пузырьковая трубка».”

11. Отвес:

Отвес подвешен к крюку, прикрепленному к нижней части вертикальной оси. Он используется для точного центрирования инструмента над точкой станции. Шнур снабжен скользящим узлом, позволяющим отрегулировать отвес на желаемом уровне.

12. Штатив:

Он пронумерован в наиболее важных частях теодолита. Это подставка с тремя ножками, на которых опирается теодолит при измерении углов во время съемки.

Ножки могут быть цельными или каркасными, но штатив с цельными ножками является наиболее распространенным. Ноги могут быть сделаны из дерева или металла, а на их нижних концах предусмотрены заостренные стальные башмаки, чтобы они плотно прижимались к земле.

Штатив должен быть жестким. Головка штатива снабжена внешним винтом, к которому можно прикрепить внутренний винт инструмента.

Колпачок навинчивается для защиты внешнего винта, когда штатив не используется.

Спасибо за чтение.Не забудьте поделиться этим.

Подробнее: Типы нивелирных инструментов, используемых в геодезии.

Геодезические инструменты и технологии

Теодолит – геодезический инструмент, используемый для точных угловых измерений в обоих горизонтальные и вертикальные плоскости. Теодолиты обычно используются для землеустройства, Маршрутная съемка, съемка строительства, а также в машиностроении.

3,1 Исторические прототипы современных теодолитов

Мы можем считать диоптрией Герона Александрийского (I век до н. Э.) современный прототип теодолита.До изобретения Герона древние ученые применял примитивные гониометрические инструменты в астрономии и строительстве. В астрономии измерялись в основном вертикальные углы и только горизонтальные углы. измеряется в здании. Заслуга Герона – изобретение универсального гониометрического прибор (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 Диоптрия Герона.

Он также разработал методы для практического использования. инструмента. Применяя эти методы, люди могли проводить стыковку воды. снабжайте туннели, которые они вырыли с противоположных сторон горы!

Со временем гониометрические инструменты стали оснащаться компасом для ориентация, трубчатый уровень и телескоп Кеплера.В то время Кеплер телескоп мог обеспечивать только внешнюю фокусировку. Это означало необходимость удаления окуляр вдоль оптической оси телескопа. Термин «теодолит» был введенный Леонардом Диггесом в четырнадцатом веке, но он относился только к прибор для измерения горизонтальных углов. Следующим важным шагом стал оснастка теодолита телескопом, сделанная в 1725 году Джонатаном Сиссоном. По В конце девятнадцатого века инструмент выглядел так, как мы видим на рисунке 3.2. На этом этапе теодолит имел металлические круги (конечности). Измерение производилось двумя диаметрально противоположные микроскопы. Следовательно, эксцентриситет кругов » влияние было минимизировано. Наличие трех или четырех подъемных винтов на трегере. было главной особенностью. На Kepler часто ставили точный трубчатый уровень. телескоп. Компас был важным инструментом для ориентации и обычно ставится между стандартами. Крепление и разделены фокусирующие винты, которые могут присутствовать в современных элементарных теодолиты.

Рисунок 3.2 Теодолит с металлическими кружками (конечностями).

3,2 Оптический теодолит

В 1920-х годах ведущие производители геодезических инструментов начали использовать стеклянные конечности. в своих теодолитах. Тем не менее, металлические конечности все еще применялись в теодолиты до 1960-х гг. Примерно в то же время со стеклянным лимб-стилем внешний вид теодолитов, другой вид теодолита с внутренней фокусировкой появился телескоп. Вместо компаса между ними установили трубчатый уровень. стандарты.Компас был перенесен на эталон и стал разборным. В отдельные микроскопы были заменены на общий, а его окуляр был установлен рядом с окуляром телескопа. Также был добавлен оптический центрир. Замена отдельный трубчатый уровень на вертикальном круге с оптическим и механическим компенсатор стал последним усовершенствованием оптических теодолитов. Самый продвинутый Теодолиты имеют соосные винты крепления и фокусировки вместо отдельных. Последние доработки оптических теодолитов проводились в 1990-х годах.An современный оптический теодолит представлен на рисунке. 3.3. Текущие производители геодезических инструментов прекратили разработку и выпуск оптических теодолитов. Однако, некоторые производители по-прежнему предоставляют их, в основном, по лицензиям (Таблица 3.1).

Рисунок 3.3 Оптический теодолит.

Таблица 3.1 Современные оптические теодолиты

Модель

Точность измерения угла (″)

Увеличение ( n ×)

Точность настройки компенсатора / рабочий диапазон ( n ″ / n ′)

Точность трубчатого уровня ( n ″ / 2 мм)

Минимальный диапазон фокусировки (м)

Производитель

ТД-1Э

1

30

0.3 / ± 2

20

2

Boif

TDJ2E

2

30

0,3 / ± 2

20

2

Boif

TDJ6E

6

30

1,0 / ± 2

30

2

Boif

ADA POF-X15

15

28

30

2

ADA Instruments

полевой транзистор 500

30

20

30

1.2

Гео-фенхель

3,3 Электронный теодолит

На пике своего развития оптические теодолиты стали надежными, компактными, легкий и эргономичный, но считывание значений оставалось утомительным и трудным доступна для автоматической регистрации. Были предприняты попытки автоматизировать данные регистрация в полевых условиях путем фотографирования частей конечностей в данный момент чтения. Затем пленка была обработана в лаборатории и перешла в автоматический режим. счетчики.В 1970-е годы технология распознавания символов была плохо развита, поэтому значения на конечностях кодировались с помощью белых и черных полос. Нет сомнений в том, что современные технологии позволят считывать конечность. изображение персонажей намного проще, но в то время людям приходилось иметь дело с различные ограничения. Так появились первые закодированные конечности на теодолитах. В виде электронная и микропроцессорная техника прогрессировала, появилась возможность выполнить в теодолите технику обработки кодированных изображений конечностей.Такой теодолиты называются электронными теодолитами. В настоящее время геодезический инструмент производители их производят. Электронный теодолит имеет много общего с оптические модели (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 Электронный теодолит.

Телескоп, трегер, оптический центрир, винты фокусировки и крепления, оси. системы в основном остались без изменений. Измерительный микроскоп исчез из-за отсутствие нужды. Появилась цифровая дисплейная консоль с клавишами управления. Теперь есть аккумуляторный модуль в правильном стандарте.Точность многих выпущенных моделей колеблется от 2 ″ до 20 ″. Теодолиты двухсекундной точности имеют электронный одноосный компенсаторы наклона. Некоторые из них даже имеют двухкоординатный компенсатор и лазерный отвес. Электронные теодолиты пятисекундной точности обычно включают в себя одноосный компенсатор. Некоторые электронные теодолиты оснащены лазером. указатель. Теодолиты этого типа называются лазерными теодолитами.

3,4 Основной принцип работы Теодолит

Основным принципом каждой операции с теодолитом является выбранная основная осевая конфигурация согласно определенным требованиям.

3.4.1 Основные топоры теодолита

Оптические и электронные теодолиты имеют идентичные геометрические и кинематические характеристики. схема (рисунок 3.5). Это состоит из вертикальные и горизонтальные оси вращения и ось коллимации. Вертикаль ось – ось вращения инструмента. Горизонтальная ось – телескоп. ось вращения. Вертикальная ось вращения снабжена горизонтальной измерительный круг. Горизонтальная ось вращения снабжена вертикальной измерительный круг.Эти круги часто называют конечностями. Ось коллимации линия, соединяющая центр объектива телескопа с сеткой сетки нитей. перекрестие.

Рисунок 3.5 Опорные оси теодолита.

3.4.1.1 Вертикальная ось теодолита

Вертикальная ось должна быть установлена ​​в положение отвеса в начале измерение. Это осуществляется с помощью винтов на ножке. трегером и используя в качестве индикатора трубчатый уровень (рисунок 3.6). Затем вращаем инструмент и размещаем трубчатый уровень параллельно линии, соединяющей опорный винт 1 с опорой винт 2.Затем ставим пузырек в центр трубчатого уровня, поворачивая винты 1 и 2. Затем мы поворачиваем инструмент на 90 ° вокруг его вертикали. оси и снова центрируем пузырек с помощью ножного винта 3. Затем поворачиваем инструмент на 180 °, чтобы проверить настройку трубчатого уровня.

Рисунок 3.6 Регулировка трубчатого уровня.

Если пузырек на трубчатом уровне движется от центра, установите его на полпути обратно к центру с помощью выравнивания винт 3. Теперь поправим вторую половину регулировочной винт.Нам нужно убедиться, что пузырек находится в центре, вращая инструмент на 180 °. Если нет, повторите настройку. Нам нужно повторить проверка и регулировка до тех пор, пока пузырек не окажется в центре любого инструмента позиция. Трубчатая шкала уровня деление колеблется от 20 ″ до 60 ″ на 2 мм в зависимости от теодолита. точность. Это позволяет нам установить точность по вертикальной оси от 10 ″. до 20 ″. Этого достаточно для теодолитов низкой точности. Умеренно- и прецизионные теодолиты имеют одноосные и двухосные компенсаторы для вертикальный наклон прибора для правильного считывания вертикальных и горизонтальные углы.

Важно, чтобы вертикальная ось оставалась высоко стабильный. Когда инструмент новый, об этом обычно мало беспокоиться, даже с теодолитами низкой точности. Однако после шока или неквалифицированного отремонтировать тугую вертикальную ось могут образоваться зазоры или внутренние вмятины. подшипниковыми шариками. Первый признак проблемы обычно неадекватен реакции на трубчатом уровне во время регулировки. Чтобы убедиться в этом неисправности, мы должны направить наш теодолит на очень четкую цель на расстояние около 10 м.Предварительно следует настроить инструмент очень осторожно установить в вертикальное положение с помощью трубчатого уровня. Затем мы отстегиваем зажимной винт горизонтального круга и несколько раз поверните инструмент в одну сторону и наоборот. Перед изменением направления вращения мы следует убедиться, что горизонтальная линия сетки и цели совпадают. В случае видимого несовпадения при любом изменении направления, а также сопровождается отклонением пузырька, это указывает на вертикальную ось нестабильность.Проблема решается заменой осевой пары в специализированная мастерская.

3.4.1.2 Горизонтальная ось теодолита

Горизонтальная ось должна быть перпендикулярна вертикальной . Горизонтальная ось называется осью вращения телескопа. Вертикальная ось называется осью вращения инструмента. Горизонтальная ось неперпендикулярность вертикальной называется горизонтальной осью наклон.

Наклон горизонтальной оси ι искажает показание горизонтального круга. вывод результатов при значении υ:

3.1 υ = ι⋅tgβ,

где β – угол наклона телескопа (вертикаль круг чтения).

Влияние наклона горизонтальной оси на измерение горизонтального угла значения можно минимизировать, проводя измерения на двух круговых позиции (рисунок 3.7).

Рисунок 3.7 Позиции теодолита.

Одну из втулок горизонтальной оси можно немного снять для регулирования наклон оси. Регулировочная втулка ставится в стандартную без вертикального круга.Обычно это правильный стандарт теодолит. Некоторые производители предоставляют возможность регулирования во время теодолита, в то время как другие исключают любой доступ и устанавливают втулку с эпоксидный клей. Три наиболее часто используемых типа фиксаторов регулируемой втулки находятся в Рисунки с 3.8 по 3.10.

Рисунок 3.8 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Nikon корректирование.

Рисунок 3.9 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Topcon корректирование.

Рисунок 3.10 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Geo-Fennel корректирование.

Первый вид крепления самый удобный. Применяется в Nikon, Инструменты Trimble, Spectra Precision и Pentax. Регулировка выполнена с помощью двух винтов с коническими наконечниками. Перед настройкой Немного ослаблены винты крепления фланца. Нам нужно снять аккумулятор и откройте резиновые заглушки, чтобы достать до этих винтов.

Регулирующие винты также могут быть закрыты резиновыми заглушками.Во время вращения регулировочные винты в любом направлении, мы можем повернуть фланец подшипника на небольшой угол вокруг штифта. Горизонтальная ось немного удалена на высота. После регулировки следует затянуть крепежные винты.

Второй тип часто применяется в Инструменты Topcon. Основное отличие этого типа – отсутствие штифта. В качестве шпильки используется один из винтов бокового крепления. Не расшатывается перед регулировкой. Еще одно отличие состоит в том, что регулировочные винты повернуты в том же направлении.Регулировочные винты имеют сферические наконечники.

Третий тип часто применяется в теодолитах низкой точности. Горизонтальный снятие оси осуществляется вращением фланца эксцентрикового подшипника с помощью регулировочных винтов.

Если в теодолите отсутствует блок регулировки наклона горизонтальной оси, то можно вносить небольшие изменения с помощью крепежных винтов на вертикальной оси фланец.

Эти винты помещаются между эталонами теодолита и защищены крышка или резиновые заглушки.Регулировка осуществляется при помощи боковой крепежные винты (рисунок 3.11). Мы это можно сделать, только затянув один из винтов с нужной стороны, и никогда не ослабляя противоположный винт. Этот метод не очень эффективен, потому что после корректировки мы должны отрегулировать компенсатор.

Рисунок 3.11 Альтернативный метод устранения теодолитовой горизонтальности наклон оси.

Далее мы производим фундаментальную оценку оборудования теодолитовых топоров. перпендикулярность. Мы можем исследовать это двумя способами.Первый способ показан на Рисунок 3.12. Настроить теодолит на штативе на расстоянии 2,6 м от стены. Тонкая проволока с грузом подвешивается к верхней части стены. Чтобы удалить колебания проволоки, груз помещается в канистру с маслом.

Рисунок 3.12 Проверка наклона горизонтальной оси теодолита.

Толщина проволоки должна быть около 0,1 мм. Его угловой размер составляет 5 дюймов на расстояние 3 м от теодолитового объектива. Мы можем использовать горизонтальный теодолитовый круг или биссектриса сетки нитей для измерения малых углов.В Угловой размер биссектрисы сетки зависит от точности теодолитов и может быть равным 20 ″, 30 ″, 40 ″ или 60 ″.

Во втором методе используются отметка и линейка с градуировкой в ​​миллиметрах. В Отметка ставится вверху стены. Линейка расположена горизонтально на дно. Линейка должна иметь тонкие и четкие линии. Угловой размер деления 1 мм при таком же расстоянии 3 м составляет примерно 50 ″. Это Достаточно для теодолитов низкой и средней точности корректирование.

Мы проверяем наклон горизонтальной оси следующим образом.Направить телескоп к верхнему концу провода (или к метке) на одном из позиции круга. Затем отстегните вертикальный зажим и направьте телескоп к нижнему концу проволоки (или к линейке). Вертикальная линия сетка может немного совпадать с центром проволоки. Это естественно потому что возможен некоторый наклон вертикальной оси. Тогда мы узнаем отклонение с помощью биссектрисы сетки нитей или горизонтального круга теодолита. Если мы применим второй метод, мы должны сделать линейку чтение.Затем поворачиваем теодолит в другое положение и снова направляем к верхней цели. Снова наводим его на нижнюю цель. Вертикаль отклонение направления от нижней цели в обоих положениях размер теодолита не должен превышать 10 дюймов для теодолитов средней и высокой точности. 30 ″ разница допустима для теодолитов низкой точности. Если мы попробуем Во втором случае разница показаний линейки не должна превышать 0,2 мм (0,6 мм). для теодолитов низкой точности). Если лимиты превышены, мы должны исправить наклон горизонтальной оси с помощью аккомодации описанные ранее винты крепления фланца вертикальной оси.

3.4.1.3 Ось коллимации теодолита

Ось коллимации телескопа должна быть перпендикулярна горизонтальная ось теодолита . Неперпендикулярность этих осей называется коллимационной ошибкой C и влияет на горизонтальный угол считывает значение ε следующим образом:

3,2 ɛ = Ccosβ

, где β – угол наклона телескопа.

Влияние коллимационной ошибки на показания горизонтального угла может быть исключили следующим образом.Измерения горизонтального угла выполняется в двух положениях теодолита, а затем результат в среднем. Конечно, мы должны учитывать разницу в 180 ° между двумя позиции в том же направлении. Ошибка двойной коллимации – это угловая считывать разницу от 180 ° в одном направлении для обоих положений теодолит. Коллимационная ошибка не должна превышать 10 ″ для теодолиты высокой точности. Оно должно быть меньше 20 дюймов для теодолиты средней точности и не более 60 дюймов для низкой точности теодолиты.В случае превышения этих значений необходимо произвести настройку прибора. с помощью горизонтальных регулировочных винтов на сетке (см. рисунок 3.13).

Рисунок 3.13 Винты регулировки сетки.

Перед исправлением ошибок коллимации необходимо убедиться, что прицельная марка наклон не произошел. Подвесной вертикаль удобно использовать провод (см. рисунок 3.12). Сначала мы должен правильно установить вертикальную ось теодолита в вертикальную позиция. В случае, если изображение провода не совпадает с вертикальной линией прицельной сетки следует немного ослабить винты крепления фланца окуляра и поверните фланец на нужный угол.Затем закручиваем саморезы. Там – еще один предлагаемый метод регулировки наклона сетки нитей. Мы начинаем с совмещение вертикальной линии сетки нитей с целью. Затем убираем Изображение цели к нижнему краю сетки нитей с помощью винта вертикального касательного. В случае, если изображение удаляет больше, чем толщина линии размера, требуется корректировка.

Коллимационная ось телескопа должна быть горизонтальной когда вертикальный круг считывается равным нулю.Чтобы встретить это требованию, мы должны измерить вертикальный угол в двух положениях теодолит. Общая сумма этих показаний должна составлять 360 °, если теодолит имеет обычную полную шкалу (от 0 ° до 360 °) вертикального круга. Некоторые теодолиты низкой точности имеют шкалу наклона ± 90 ° вместо шкалы полная шкала. В этом случае прицелы одной и той же цели должны иметь углы наклон в обоих положениях теодолитов и должен быть одинаковым, но иметь противоположные знаки. Разница суммы от 360 ° (0 ° для инструментов со шкалой наклона), разделенный на две части, называется вертикальным кругом ошибка индекса.Чтобы исправить это, мы должны исправить вертикальный круг Считайте показания с помощью винта вертикального касательного. Затем мы совмещаем горизонтальная линия сетки прицела к цели с помощью вертикальной регулировочные винты (см. рис. 3.13). Мы предлагаем исправлять только небольшие ошибки вертикального индекса с помощью с помощью этих винтов. Если значение вертикального индекса составляет несколько минут, могло появиться горизонтальное смещение или наклон сетки. Горизонтальный удаление сетки меняет значение коллимационной ошибки, которое должно быть исправлено.Регулировка вертикального индекса теодолитов низкой точности может быть Выполняется только регулировка винтов сетки нитей.

Теодолиты оптические с компенсатором наклона вертикали оси обычно имеют опции для регулирования вертикального индекса через компенсатор корректировки.

Все электронные теодолиты имеют специальные программы для расчета вертикального ошибка индекса. Пользователям рекомендуется использовать корректирующую программу вместо с помощью вертикальных регулировочных винтов сетки нитей.Программа обычно инициируется одновременным нажатием клавиш (что характерно для каждого производителя и описаны в их руководствах) или вводя специальный меню. Затем мы обычно наводим на цель дважды из разных теодолитов. позиции. После каждого визирования надо нажимать клавишу Enter. После На втором входе автоматически выполняется коррекция ошибок индекса по вертикали. Электронные теодолиты без компенсатора настраиваются таким образом без проблем. Для электронного теодолиты с компенсатором.

Если электронный теодолит подвергается удару, программная вертикальная настройки индекса могут быть неправильными. Это происходит из-за смещения компенсатора после шока. Чтобы проверить положение вертикального указателя, мы должны установите телескоп в горизонтальное положение, установив вертикальный круг считывается равным 90 ° (или 0 °). Затем тестируем как обычный оптический уровень с выравнивающими стержнями.

3,5 Основные части теодолита
3.5.1 Измерительная система теодолита
3.5.1.1 Система измерения оптического теодолита

Оптическая система измерения теодолита состоит из горизонтального и вертикального стеклянные конечности, плюс блоки чтения. Оптические теодолиты стеклянные прозрачные конечности имеют круглую шкалу с градуировкой от 10 ‘до 1 °. Добавлены градусы с арабскими цифрами. Считывающее устройство с оптическим теодолитом – микроскоп. снабжены индексом или шкалой микрометра.

Измерительная система элементарного современного оптического теодолита показано на рисунке 3.14. Внешний вид свет освещает вертикальную ветвь через матовое окошко. Затем свет проходит через прямоугольную призма вертикального канала и доходит до прозрачного горизонтального лимба. Изображения в горизонтальном и вертикальном масштабе не перекрывают друг друга и параллельно, если регулировка правильная. Затем изображения попадают в горизонтальную микроскоп. На самом деле это характерно как для вертикальных, так и для горизонтальные каналы. Вот почему после изображения горизонтального канала регулировки мы должны подтвердить изображение вертикального канала.Оптическая схема такой вид называется последовательным. Пройдя через микроскоп, изображения кругов попадают в прямоугольную призму, которая отправляет изображения в маска. Маска микроскопа похожа на сетку телескопа. Имеет два отдельных прозрачные окна для вертикальных и горизонтальных каналов. Различные виды микроскопов имеют разные окна. Элементарные микроскопы имеют индексированные окна (см. рис. 3.15). Микроскопы теодолитов средней точности имеют масштабированные окна.

Рисунок 3.14 Система измерения оптического теодолита.

Рисунок 3.15 Считывание полей зрения окуляров.

Изображение вертикальных и горизонтальных кругов, наложенных маской. пентапризма, а затем окуляр микроскопа.

3.5.1.2 Измерительная система электронного теодолита

Конечности электронных теодолитов покрыты непрозрачным покрытием, есть пробелы в коде. Они могут иметь регулярные интервалы (инкрементное решение) и нестандартные (раствор штрих-кода).Пятифотодиодная матрица используется в качестве читатель в инкрементальном решении. Линия CCD (устройство с зарядовой связью) Применяется как считыватель в растворе штрих-кода.

Электронный теодолит инкрементальный измерительная система – это своего рода накопительная измерительная система. Перед измерения они принудительно обнуляются. При измерении инкрементальной системы накапливает мелкие части отмеренного количества. Классический пример этих единиц это часы. Обычные часы – это необратимая инкрементная величина. система измерения времени.Фотоэлектронная инкрементальная необратимая система для измерения расстояния находится в верхней части рисунка 3.16.

Рисунок 3.16 Принцип инкрементального измерения.

Источник света (светодиод) представляет собой узкий луч с конденсорная линза и маска с прорезью. Перед фотоприемник. В момент движения сетки щелей синусоидальная модуляция света возникает на входе фотоприемника. Моноканальный необратимый решения используются редко.В нижней части рисунка 3.16 есть два канала, которые необходимо для обеспечения обратимости. Поскольку расстояние может увеличиваться или, наоборот уменьшение, на практике только двухканальная реверсивная система используется для измерения расстояния. Датчик имеет две щели, сдвинутые на одну относительную к другому на фазе одной четвертой шага сетки. Это также два фотоприемника. Когда сетка движется в одном направлении, синусоидальный сигнал на выходе одного из фотодиодов опережает сигнал на выходе другой фотодиод.Когда сетка движется в обратном направлении, сигналы последовательность обратная.

Инкрементальные угловые измерительные системы основаны на том же принципе. В сетка щелей задается по кругу, а угол определяется как расстояние прошел мимо щелевой маски по кругу. Есть несколько десятых прорезей на маске для увеличения сигналов на выходах фотодиодов. Прорези маски распределяются на том же шаге, что и шаг сетки вокруг конечности.

Инкрементальная измерительная система электронного теодолита представлена ​​на рисунке 3.17. Инкрементальная конечность. шкала представляет собой правильную последовательность равных темных и прозрачных полос. В угловой интервал между ними от 1 ‘до 2’. Конечность также имеет короткую полоска штрих-кода для обнуления. На очень маленьком расстояние (от 5 до 10 мкм) от весов (рисунок 3.18).

Рисунок 3.17 Система инкрементального измерения.

Рисунок 3.18 Маска и инкрементальная шкала.

Имеется источник света на одной стороне лимба и пятиполюсная фотодиодная матрица. в другом.Маска сделана непрозрачной, но имеет пять прозрачных трафареты. На одном из них есть полоска штрих-кода, идентичная той, что есть на конечности. Когда мы поворачиваем конечность, когда происходит их полное наложение, и нулевой фотодиод генерирует короткий импульс. Остальные четыре трафарета состоят из последовательностей прозрачных полос с те же периоды, что и на конечности. Однако эти трафареты сдвинуты на одну четверть периода от каждого Другой. При вращении конечности четыре синусоидальных сигнала генерируются на соответствующие выходы фотодиодов.Фазовый сдвиг этих сигналов составляет 90 °. Далее эти сигналы обрабатываются двумя блоками: обратным счетчик и интерполятор. Перед вводом обратного счетчика синусоидальные сигналы преобразуются в импульсные. Далее пары Анализируются сигналы с фазовым сдвигом на 90 °. При повороте конечности на один направлении первая пара импульсов продвигает вторую пару импульсов. Когда мы меняем направление вращения конечности, импульсная последовательность тоже поменял. Эти импульсы попадают в триггер, чувствительный к изменениям. последовательностей этих сигналов на его входах.Триггер переключается при каждое изменение направления вращения конечности. Спусковой механизм управляет реверсом счетчик импульсов. Последовательность импульсов от одного из четырех каналов поступает в вход счетчика. Данные, накопленные обратным счетчиком, равны текущее угловое значение. Дискретность значений от 1 ‘до 2’. Точнее угловое значение может быть получено с помощью интерполятора. Он несет предварительную аналоговую обработку синусоидальных сигналов и затем введите аналого-цифровой преобразователь.Предварительный аналого-цифровой обработка необходима для минимизации постоянного дрейфа сигнала. Вот почему Сигналы с фазовым сдвигом на 180 ° обрабатываются попарно. Данные как с обратной стороны счетчик и аналого-цифровой преобразователь входят в теодолит микропроцессор. Используя данные, микропроцессор вычисляет угловой значение с точностью до 1 ″.

Система инкрементальных угловых измерений получила наибольшее распространение 10–20 лет. тому назад. В то время все ведущие производители, кроме Leica, создавали электронные теодолиты по этому принципу.В настоящее время этот принцип медленно исключены более совершенными абсолютными методами. Сегодня только четверть электронные теодолиты использовали инкрементные датчики.

Абсолютный метод основан на том, что любое положение конечности соответствует назначенному угловому значению. Оптический теодолит измерения системы подобны абсолютным системам. Электронные теодолиты имеют Абсолютный код конечностей (рис. 3.19).

Рисунок 3.19 Система измерения штрих-кода.

Существует несколько типов кодирования конечностей.Раньше были мультитрековые кодовые конечности в приборах для измерения углов. Из-за линии CCD развитие технологий, только сейчас Растворы штрих-кодов используются в абсолютных электронных теодолитах. Такая конечность имеет бесконечную полосу штрих-кода, разнесенную по окружности. Абсолютно угловатый Датчик состоит из светодиода и линии ПЗС, на которой штрих-код проецируются изображения в виде полос. Сигнал ПЗС обрабатывается так же, как и был описан в главе 2 о цифровых уровнях.Единственная разница в том, что цифровой стержень закодирован в линейные значения, тогда как конечность штрих-кода кодируется в угловых значениях. Это таким же образом мы находим точную часть углового значения по фазовый сдвиг опорной сетки штрих-кода. Вот как мы находим миллиметры и их доли на цифровом уровне. Есть несколько систем конечностей кодирование. Обычно они унифицированы каждым производителем. Например, Topcon применяет тот же метод измерения фазы для кодовых нивелирных стержней и их теодолиты конечностей.Другие ведущие производители используют свои технические фундамент как цифровых теодолитов, так и нивелиров.

3.5.1.3 Влияние неправильного положения конечности на систему угловых измерений Точность

Теодолитная измерительная система может ошибаться из-за неправильного расположения либо конечности, либо сенсоры. Ошибки возникают, если центр конечности шкала не находится на оси вращения, а также если плоскость конечности наклонена к этой оси (рисунок 3.20). Такой Ошибки называются эксцентриситетом конечности и наклоном конечности.

Рисунок 3.20 Ошибки положения конечностей.

Эксцентриситет конечности – одна из основных причин погрешности измерения теодолитов, и это вряд ли поддается исправлению. Позволь нам проанализировать формулу эксцентриситета:

3.3 β = (lr) ρ ″ sinα

, где β – влияние эксцентриситета на угловое считывание вых, l – линейная составляющая эксцентриситета, r – радиус конечности, ρ ″ равно 206265 ″, а α – радиус конечности. угловая составляющая эксцентриситета.

Мы берем типичный отросток диаметром 80 мм и накладываем его на ось вращения.Обычно точность наложения составляет от 1 до 2 мкм. По этой формуле оцениваем максимальное значение угловой погрешности от 5 ″ до 10 ″! Теперь мы понимаем, что мы нужна не только высокая точность юстировки теодолита, но и высочайшая качество осевых систем и подшипников. Влияние эксцентриситета могло быть методически минимизирован путем измерения угла в двух положениях теодолит (см. рисунок 3.7). Два диаметрально противоположные датчики устанавливаются с высокой и средней точностью электронные теодолиты, чтобы минимизировать эту ошибку.Некоторые из ведущих производителей применять методы математической коррекции в электронных теодолитах. После После сборки прибор испытывается на угловом стенде. Согласно к испытаниям определяются угловая и линейная составляющие этой погрешности. Затем они записываются в постоянную память микропроцессора, которая вычисляет данные коррекции эксцентриситета и вставляет их в каждый угловой чтение.

В оптических теодолитах могут быть значительные значения эксцентриситета конечностей. видимый.Мы могли видеть изображения конечностей, перемещающиеся по краям маски, когда вращая теодолит. Рекомендуется проверить влияние эксцентриситета конечности. в лаборатории. В центре комнаты с устойчивым полом мы установили наши испытанные теодолит. Чтобы проверить эксцентриситет горизонтального круга, мы положили из от шести до двенадцати отметок с одинаковым угловым интервалом на стенах комнаты. Метки должны быть расположены на одной горизонтальной линии, и желательно чтобы они находились на одинаковом расстоянии от теодолита. Затем выполняем угловые измерения, указывающие на эти отметки в обоих положениях теодолит.Теперь посчитаем коллимационные ошибки по каждому направлению. Тогда мы Нарисуйте диаграмму, иллюстрирующую зависимость погрешности коллимации от горизонтальной положение конечности (рис. 3.21).

Рисунок 3.21 Диаграмма эксцентриситета конечностей.

Схема имеет синусоидальную конфигурацию, особенно когда ошибки значительный. Амплитуда диаграммы не должна превышать допустимую. коллимационная погрешность для определения точности теодолитов.

Если у нас нет возможности равномерно распределить отметки по горизонтальной линией мы можем разместить только четыре или три отметки, распределенные равномерно в пределах угла около 100 °.Затем намечаем положение трегера на основание штатива острым карандашом. В На следующем шаге измерьте углы, указывающие на отметки на двух теодолитах. позиции. Затем осторожно отверните винт крепления основания штатива. и поверните теодолит на угол 120 °. Затем накладываем трегер контур на основании штатива и закрепите винт крепления штатива. Если мы тестируем электронный инкрементальный теодолит, мы не должны он выключен во время теста. Теперь снова выполните измерения, указав на отметки на двух позициях теодолита.Снова переставляем прибор под углом 120 ° и выполните те же измерения, указывая на метки. Таким образом, у нас есть от девяти до двенадцати направлений для проверки эксцентриситет горизонтального круга.

Проверка эксцентриситета вертикального круга менее трудна. Мы должны проверить влияние эксцентриситета только в рабочем диапазоне вертикального круг ± 30 °. Подойдут три марки. Один из них установлен рядом с горизонтом. линия и два других размещены по краям рабочего диапазона. Один из метки размещаются под углом 30 ° над горизонтальной линией, а остальные под таким же углом ниже горизонтальной линии.Вертикальный угловой измерения проводятся в двух положениях теодолита, указывающих на эти знаки. Затем мы вычисляем нулевые позиции (вертикальные индексы) для три вертикальных направления. Если нулевые позиции совпадают, эксцентриситет не существует. При наличии эксцентриситета нулевое положение не должно превышать крайние пределы для теодолитов такого типа точности.

Наклон конечности имеет очень небольшое геометрическое влияние на angular читает. Даже наклон в несколько минут не влияет на результат.Тем не менее, значение наклона конечности должно быть меньше одного угловая минута по следующим причинам. В оптическом теодолите изменение расстояния между микроскопом и конечностью может быть причина расфокусировки изображения конечности на различных участках. В электронном теодолита, это изменение расстояния могло привести к неисправность из-за изменения уровня сигнала. Наклон конечности особенно небезопасно для инкрементальных электронные теодолиты. Маска инкрементального датчика обычно устанавливается на расстояние 10 мкм от лимба; поэтому наклон конечности может иметь привело к тому, что маска и конечность соприкоснулись друг с другом.В таком случае они могут быть уничтожены.

Известно, что теодолиты ведущих производителей хорошо зарекомендовали себя. настройка конечностей. Столкновения при использовании теодолитов возникают редко, так как их горизонтальные круги должным образом защищены и имеют прочные оси. Тем временем, вертикальная конечность могла изменить свое положение в случае физического удара. Телескоп особенно чувствителен к ударам. Каждый раз, когда теодолит упал, мы должны проверить эксцентриситет конечностей.

3.5.2 Компенсатор вертикального индекса теодолита
3.5.2.1 Компенсатор вертикального индекса оптического теодолита

Оптические теодолиты средней точности имеют более сложную оптическую схема вертикального канала из-за наличия компенсатора индекс вертикального круга (рис. 3.22).

Рисунок 3.22 Компенсатор вертикального индекса оптического теодолита.

Компенсация осуществляется следующим образом. Параллельная стеклянная пластина подвешивается на эластичных полосках, устанавливается между вертикальным кругом микроскопа и маска.Схема подвеса аналогична компенсатору уровня с обратный маятник. Уравновешивается регулировочными грузами, расположенными в верхней части. часть маятника компенсатора. Когда вертикальная ось теодолита наклонен в продольном направлении x параллельно листовое стекло вращается вокруг своей оси, сохраняя свое прежнее сбалансированное состояние. Во время этого поворота изображение вертикальной конечности смещается относительно маски. шкала при требуемом значении компенсации. На момент теодолита наклон вертикальной оси, поперечное направление y из компенсация не происходит.Поэтому при использовании оптических теодолитов необходимо внимательно следить за положением пузырьков в трубчатом уровне. В теодолит средней точности уровень всегда устанавливается в поперечном позиция.

3.5.2.2 Компенсатор вертикального индекса Электронный теодолит

Компенсаторы в электронных теодолитах выполняют ту же функцию, что и они. делают в оптических теодолитах, то есть минимизируют влияние вертикального наклон оси по результатам измерения. Тем не менее, эта проблема в электронный теодолит решается иначе, чем в их оптических аналоги.Оптический теодолитовый компенсатор изменяет движение луча в блок оптического считывания. Движение луча зависит от вертикальной оси. наклон.

В электронных теодолитах компенсатор представляет собой самостоятельное устройство, которое измеряет небольшие угловые наклоны вертикальной оси. Данные из компенсатор поступает в микропроцессор теодолита. Нам решать, что делать с данными. Мы умеем давать инструкции микропроцессору учесть полученные данные при измерениях углов.Мы можем переключиться выключить компенсатор или вывести данные на дисплей для оценки наклон инструментов. Есть электронные теодолиты, не имеющие трубчатый уровень. В этом случае мы можем использовать электронный уровень для установки вертикальную ось в отвес. Предварительная установка теодолита осуществляется с круглым уровнем. Наклон по направлению x больше всего влияет на результаты измерения. В направление параллельно плоскости вращения телескопа.В наклон вертикальной оси к направлению x напрямую влияет на результат измерения вертикального угла. и направление перпендикулярно направлению x . Так что мы можем см. из уравнения 2.1 что наклон вертикальной оси в направлении y оказывает меньшее влияние на результаты измерений. Вот почему двухосный компенсаторы обычно применяются в тахеометрах и редко в тахеометрах. теодолит.

Одноосный компенсатор применяется в электронных теодолитах, где точность составляет 5 дюймов и выше (Таблица 3.2). К сожалению, некоторые производители не ставят компенсаторы на 5 дюймов. теодолиты точности. Это, кажется, показывает, что это не касается ведущих. производители. Например, даже Leica устанавливает двухосевые компенсаторы в Теодолиты точности 9 дюймов.

Таблица 3.2 Современные электронные теодолиты с одноосным Компенсаторы (или без компенсатора)

Модель

Точность измерения угла (″)

Увеличение ( n ×)

Рабочий диапазон компенсатора (± n ′)

Точность трубчатого уровня ( n ″ / 2 м)

Минимальный диапазон фокусировки (м)

Производитель

DT202

2

30

3

30

0.9

Topcon

DT402

2

30

3

30

1

FOIF

DJD2-E

2

30

3

30

1,3

BOIF

ETH-302

2

30

3

30

1.35

Pentax

ДЭТ-2

2

30

3

30

1,35

Spectra Precision

ET-02

2

30

3

30

1.4

Юг

NE103

5

30

3

30

0,7

Nikon

DT205

5

30

3

40

0,9

Topcon

DT405

5

30

3

30

1

FOIF

ETH-305

5

30

3

30

1.35

Pentax

ET-05

5

30

3

30

1,4

Юг

DJD5-E

5

30

a

30

1.3

BOIF

NE101

7

30

40

0,7

Nikon

DT207

7

30

40

0,9

Topcon

DT209

9

26

60

0.9

Topcon

NE100

10

30

60

0,7

Nikon

DJD10-E

10

30

30

1,3

BOIF

ETh410

10

30

40

1.35

Pentax

ETh420

20

30

40

1,35

Pentax

DJD20-E

20

30

30

1,3

BOIF

Теперь рассмотрим типичный одноосный компенсатор, который используется в большинстве электронные теодолиты (рисунок 3.23).

Рисунок 3.23 Одноосный электронный компенсатор.

Основным элементом компенсатора является трубчатый уровень жидкости, внешний сбоку есть металлические контакты. Они используются как пластины переменного конденсатора. Работа такой трубчатой ​​конденсаторной выравнивающей ячейки упоминалась в главе 2. Следует отметить что компенсатор в электронном теодолите должен соответствовать более высоким требования.

Мы знаем, что длина пузыря на трубчатом уровне зависит от температура.Трубчатые уровни с пузырьками, чувствительность которых составляет от 20 дюймов на дюйм. В теодолитах используются от 2 до 30 дюймов на 2 мм. Точность компенсатора с такими трубчатыми уровнями составляет около нескольких секунд. Этот вид точность во всем рабочем диапазоне может быть достигнута только с учетом учет температурной коррекции. Вот почему электронный датчик температуры устанавливается рядом с флаконом. Данные с датчика поступают прямо в теодолит микропроцессор.

Любая конденсаторная измерительная система очень чувствительна к электрической индукции.Поэтому флакон компенсатора защищен металлическим электростатическим экран.

В нижней части кронштейна компенсатора есть два отверстия для его крепления. внутренняя сторона теодолитового эталона. Если нам нужно отрегулировать компенсатора, мы должны немного ослабить крепежные винты в этих дыры. Мягким постукиванием мы можем наклонить компенсатор по x , пока ось трубчатого уровня не будет перпендикулярно вертикальной оси вращения инструмента.После этого крепежные винты следует затянуть. Как обычно, такая корректировка изначально устанавливается производителем, и если теодолит не нарушены, то настройки производителя будет достаточно во время срок службы.

Как правило, достаточно периодической электронной настройки. Каждый электронный Теодолит имеет специальное программное обеспечение для определения нуля вертикального круга позиция. Программное обеспечение обычно сочетается с электронным программа регулировки уровня. Иногда программа электронной регулировки уровня обособленный пункт в меню теодолита.Чаще двухосные компенсаторы есть такое программное решение. Все эти программы доступны для пользователей.

Если теодолит подвергся сильному удару, рекомендуется проверить компенсатор. Мы должны это сделать, даже если теодолит правильно выполняет настройку программы. Во время теста мы должны определить рабочий диапазон компенсатора и линейность его работы. Начнем с размещения теодолит на расстоянии нескольких метров от стены так, чтобы одна из ступней саморезы направляют к стене.Теперь устанавливаем вертикальную ось в отвес. положение с помощью трубчатого уровня. Затем устанавливаем телескоп горизонтально, поворачивая его до тех пор, пока значение вертикального угла не станет равным 0 ° или 90 °. Затем рабочий диапазон компенсатора ищем в технических характеристиках теодолита. Обычно это 3 ‘. Затем мы отмечаем три индексные строки на стена. Один из них горизонтальный, а два других на 3 фута выше и ниже горизонтальная линия соответственно. Маркировка этих линий выполняется помощь считывания вертикального угла.Стенд готов. Тогда мы наведите теодолит на горизонтальную указательную линию на стене. Теперь мы будем поверните ножной винт трегера и наложите горизонтальную линию сетка с верхней указательной линией на стене. Таким образом мы наклоняем вертикальная ось теодолита на уровне 3 ‘. Затем запишите вертикальный угол стоимость. В идеале он должен быть равен 3 ′. Допустимая разница составляет ± 3 ″ для теодолиты высокой точности, а для теодолитов средней точности – ± 5 дюймов. Аналогично тестируем компенсатор, наклоняя его в обратном направлении.На этом этапе мы совмещаем сетку с нижней индексной линией меткой означает ножной винт. Если отклонения превышают указанные выше значения, но остаются такими же при противоположных наклонностях, мы можем прийти к выводу несущественного масштабного фактора.

Если эти отклонения несимметричны, значит компенсатор смещен. В корректировку положения компенсатора следует производить в специализированном цех.

Если у вас есть большой опыт настройки геодезических инструментов, вы можете попробуйте отрегулировать одноосный компенсатор самостоятельно.Мы бы использовали то же самое стоять. Сначала устанавливаем вертикальную ось в положение отвеса. Тогда мы Немного ослабьте компенсатор с крепежных винтов. Затем ставим телескоп в горизонтальное положение и наведите указатель на горизонтальный указатель линия на стене. Теперь осторожно поверните ножной винт до вертикального угла. показания перестают меняться. Размечаем это положение на стене. Для следующего шага, поворачиваем ножной винт в обратную сторону и отмечаем противоположную точка, в которой компенсатор прекращает работу.

Теперь мы находим середину между этими двумя точками с градуированным миллиметром. правитель. Затем мы вращаем зрительную трубу и накладываем сетку на сетку. середина. Значение вертикального круга теперь будет отличаться от 90 ° 00′00 ″. Легким постукиванием по кронштейну компенсатора пытаемся снять показания близко к 90 ° 00′00 ″. Двадцать секунд точности подойдет. Не следует сильно стучать, так как хрупкий флакон уровень может треснуть. Теперь осторожно затянем крепление компенсатора. винты. После этого мы должны завершить настройку с помощью ПО компенсатора и проведите испытания еще раз.

Электронные теодолиты с двухосными компенсаторами используются редко. Некоторые Примеры этого типа теодолитов перечислены в таблице 3.3. Один из самых известных двухосевых компенсаторы показаны на рисунке 3.24. Его часто использовали в тахеометрах ведущих производителей. производителей, а также установлен в электронных теодолитах Sokkia. В Основная составляющая этого компенсатора – точный круговой уровень. Его дно изготовлен из гладкого оптического стекла. Источник света установлен ниже. Балки свободно проходить через центр пузыря круглого уровня.Лучи, которые достигают края пузыря, отражаются и рассеиваются. Те балки, у которых есть проходит через пузырек свободно проходит мимо пузырька с минимальным отклонением в центр. Если мы установим экран над уровнем, мы сможем увидеть кольцевая тень, движущаяся при наклоне круглого уровня. Если мы настроим матрица из четырех фотодиодов вместо экрана, мы можем наблюдать за движение, анализирующее сигналы фотодиодов. Эти фотодиоды устанавливаются на электронную плату вместе. с усилителями и датчиком температуры.Микропроцессор применяет эти сигналы для расчета положения пузыря. Информация о положении пузыря доступны в графической или цифровой форме.

Рисунок 3.24 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Соккиа.

Таблица 3.3 Теодолиты с двухкоординатными компенсаторами

Модель

Точность измерения угла (″)

Увеличение ( n ×)

Рабочий диапазон компенсатора (± n ′)

Точность трубчатого уровня ( n ″ / 2 м)

Минимальный диапазон фокусировки (м)

Производитель

TM6100A

0.5

43

2

0,6

Leica Geosystems

DT210

2

30

3

30

0,9

Sokkia

DT510

5

30

3

40

0.9

Sokkia

2T5E

5

30

3

30

1

УОМЗ

Строитель T106

6

4

1,3

Leica Geosystems

Строитель T109

9

4

1.3

Leica Geosystems

Двухосевой компенсатор устанавливается в том же месте на одноосном блоке, с помощью двух крепежных винтов. Регулируется по x направление аналогично одноосному компенсатору. Чтобы отрегулировать компенсатор по направлению y , поворачиваем компенсатор корпус вокруг своей оси относительно кронштейна крепления. После корректировки по направлению y завершено, компенсатор закреплен с помощью стопорных винтов.

Тестирование двухосевого компенсатора очень похоже на одноосное тестирование. Проводится раздельное тестирование обоих направлений. x Проверка направления аналогична проверке одноосного компенсатора. В y направление тестирования также связано, но наклон углы выставляются по-другому. Сначала наклоняем теодолит по в направлении x , вращая ножной винт и нацеливаясь на сетка к индексным линиям. Затем поворачиваем теодолит на 90 ° и переключаем отображение в режиме электронного уровня.Мы можем видеть угловое значение наклон по направлению y . Затем мы переключаем дисплей в режим измерения углов и поверните теодолит на 180 °. Теперь отметим значение угла наклона по направлению y . Затем корректируем компенсатор по направлению на . путь мы проделали в направлении x . Конечно, потом мы необходимо завершить настройку с помощью программного обеспечения компенсатора и провести снова тесты.

Решение с двойным осевым компенсатором от Leica показано на рисунке 3.25.

Рисунок 3.25 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Leica.

Герметичный сосуд, наполненный силиконом масло используется как чувствительный элемент в компенсаторе. Масло используется потому что в нем быстро стихают колебания. Сосуд имеет прозрачную Нижний. На верхней поверхности масла есть зеркало для лучей света. падение на поверхность под острым углом. Свечение светодиода направлено на оптическая маска (рисунок 3.26), которая формирует изображение ортогональных и наклонных полос.Изображение повернуто с зеркало и проходит через половину объектива. Тогда изображение полосок проходит через чувствительный элемент и возвращается к половине объектива который отправляет изображение на линейную ПЗС-матрицу.

Рисунок 3.26 Принцип считывания компенсатора показан на рисунке 3.25.

На выходе ПЗС-матрицы присутствует электронный сигнал (нижняя часть рисунка 3.26). Расстояние от нулевой пиксель к центральной группе экспонированных пикселей предоставляет информацию о наклон в направлении x .Интервал между двумя группами наклонных линий дает информацию о наклоне y направление.

Другие разработчики также используют сосуд, наполненный силиконовым маслом в своих компенсаторы. Решение, предложенное Trimble, показано на рис. 3.27. Узкий луч идет от светодиода к вращающейся призме. его на дно сосуда. В днище сосуда имеется окошко для линз. В луч света отражается от поверхности масла. Затем луч попадает в матрица изображения.Подобный тип используется в видеокамерах. Есть светлое пятно на чувствительная область матрицы изображения. С матрицы идет видеосигнал вывод на микропроцессор изображения, который вычисляет x и y координата энергетического центра светового пятна.

Рисунок 3.27 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Тримбл.

В новейших разработках Sokkia применяет ту же конструкцию для двухкоординатного компенсатор (рисунок 3.28). Их основное отличие состоит в использовании квадратной маски, состоящей из двух пересечение ортогональных штрих-кодов.Изображение маски перемещается по чувствительной области матрицы изображения в результате изменения наклона поверхности масла. Изображение микропроцессор вычисляет движение изображения по обоим направлениям x ось и ось y . Типовые программы применяются для обработка изображений штрих-кода.

Рисунок 3.28 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Sokkia (новый).

Компенсаторы с сосудом, заполненным силиконовым маслом, и матрицей изображения (или линейная ПЗС-матрица) более стабильны, чем матрицы с трубчатым (или круглым) флюидальный уровень.Также они имеют широкий рабочий диапазон и лучшую линейность. Вот почему они обычно не требуют механической регулировки. Периодически программная настройка компенсаторов необходима с целью переназначение их нулевых пикселей.

3.5.3 Теодолит телескоп

Современные телескопы геодезических инструментов часто базируются на телескопе Кеплера. принципы. Рассказ о его разработке и его оптической схеме находится в главе 2. В теодолитах, с 20 по Используются телескопы с 40-кратным увеличением.Такое увеличение необходимо, потому что невооруженный глаз имеет угловое разрешение около 30 ″, при этом требуется точность прицеливания в съемка 2 ″ и выше. Мы знаем, что увеличение телескопа Кеплера обозначен как

3,4 M = fofe

, где f o – фокусное расстояние объектива, а f e – фокусное расстояние глаза.

Выбор фокусного расстояния окуляра имеет некоторые технологические ограничения. Это сделать короткофокусный окуляр приемлемой геометрической формы сложно. искажения.Вот почему фокусные окуляры менее 10 мм применяются редко. геодезические инструментальные телескопы. Если мы вставим это значение в уравнение 3.4, мы увидим, что при 30-кратном увеличении телескопа его длина равна 300 мм. Предыдущий телескопы геодезических инструментов были довольно большими и длинными.

В настоящее время объективы геодезических инструментов состоят из двух частей. Есть фронт объектив и фокусирующая линза (см. рис. 3.29).

Рисунок 3.29 Двухкомпонентный объектив.

Двухлинзовые оптические системы имеют эквивалентное фокусное расстояние:

3.5 F = fofFfo + fF − l

, где f o – фокусное расстояние переднего объектива, f F – фокусное расстояние фокусирующего объектива (если объектив отрицателен, появляется знак минус «-»), а l – расстояние между передняя линза объектива и фокусирующая линза.

Анализируя формулу, мы видим, что эквивалентное фокусное расстояние F длиннее фокусного расстояния переднего объектива линза f o . Это означает, что для получения необходимого телескопа увеличения, мы должны применить более короткую фокусную линзу переднего объектива, а затем добавить отрицательная линза, установленная на расстоянии l по передняя линза.Таким образом, для фокусировки применяется отрицательная линза. Общая длина Телескопа зависит от фокусного расстояния переднего объектива. Двухкомпонентные объективы позволяют сократить длину телескопа на приблизительный коэффициент 2.

Современные объективы телескопов могут состоять из трех частей. Телескопы этого вид применяются в маркшейдерских планах. Теодолиты имеют только двухкомпонентные цели. Получение прямого изображения в теодолиты выполняются так же, как и маркерные нивелиры.Оптические схемы для преобразования перевернутых изображений в прямые описаны в главе 2. Призмы Аббе или Порро используются для этой цели (их полные имена Abbe-Koefin или Porro-Abbe призмы).

В настоящее время в большинстве теодолитов, имеющих прямое изображение, Аббе применяются призматические телескопы (рис. 3.30).

Рисунок 3.30 Теодолитовый телескоп с призмой Аббе.

Эта категория телескопов состоит из трех основных частей. Эти основной корпус телескопа с передней линзой объектива, системой фокусировки и окулярный элемент.Основной корпус телескопа также имеет цапфы осей, которые отсутствуют на рисунке. Объектив теодолитов обычно имеет две или три линзы. Некоторые из них состоят из пар линз, соединенных друг с другом. все вместе.

Система фокусировки теодолита состоит из фокусирующей линзы в оправе и ручка фокусировки. Цилиндрическая рамка фокусирующей линзы имеет точную опору. слайды, позволяющие ему перемещаться вдоль оптической оси телескопа. Рамка также имеет зубчатый выступ, соединенный с резьбой на внутренней стороне ручка фокусировки.Когда мы вращаем ручку фокусировки, зубчатый выступ скользит по нить, заставляя фокусирующую линзу двигаться.

Окулярный элемент теодолита состоит из окуляра, сетки и прицела. инвертирующая призма. Окуляр помещен в рамку, которую можно перемещать в пределах несколько миллиметров вдоль оптической оси телескопа за счет поворота рамки по нитке. Его перемещение необходимо для индивидуального изображения прицельной марки. фокусировка. Окуляр состоит из нескольких линз, склеенных попарно.

Прицельная сетка состоит из двух склеенных круглых стеклянных пластин.Внутренняя сторона одна из этих пластин имеет несколько пересекающихся линий, толщина которых составляет от 2 до 4 мкм. А Для защиты сетки от пыли применяется двухпластинчатый раствор. Прицельная сетка помещен в рамку, которая может перемещаться по двум направлениям с помощью четырех регулировочные винты. Направление движения перпендикулярно оси телескопа. оптическая ось.

Узлы регулировки прицельной сетки бывают толкающими или тянущими. Тип вытягивания более популярны сейчас, потому что в толкающем типе сетки можно разрушить с помощью чрезмерное затягивание регулировочных винтов.

Инвертирующая призма связана с окулярной частью, поскольку обычно установить поверх него. Как упоминалось ранее, помимо призмы Аббе, инвертирующая Призма Порро также может использоваться в теодолитах. (Рисунок 3.31). Призма Порро довольно часто применяется в тахеометрах, однако только Nikon использует его в теодолиты. Телескопы, оснащенные призмой Порро, немного короче те, которые оснащены призмами Аббе. Решение с призмой Порро обеспечивает удаление оси глаза относительно оси объектива.

Рисунок 3.31 Теодолитовый телескоп с призмой Порро.

Лазерные теодолиты позволяют визуализировать цель при выполнении макета. А телескоп прямого изображения со встроенным лазерным модулем является основным компонентом современный теодолит лазерного типа (рис. 3.32). Лазерный и прицельный каналы разделены перегородкой. призма. Эта призма состоит из двух прикрепленных половинных фракций стеклянного куба. На внутренней стороне одной из этих фракций находится монохроматическое зеркало. покрытие.Он отражает только лучи лазерного спектра, в остальном он прозрачен. для оптических лучей видимого диапазона. Делительная призма расположена между фокусирующая линза и призма Порро (или Аббе). Вот почему изображение и лазерное пятно фокусировка происходит одновременно.

Рисунок 3.32 Теодолитовый телескоп с лазерной указкой.

Источник света от лазерного модуля расположен на одинаковом расстоянии от цель как прицельная сетка. Следовательно, в данный момент телескоп направлен на цель, она освещается сфокусированным лазерным пятном.К сожалению, часть лазерного света, отраженного от линз объектива, проходит через расщепляющая призма и освещает цель красным ореолом. Для того, чтобы для устранения этого эффекта мы предлагаем установить защитный красный спектральный фильтр на окуляр в момент включения лазера. Съемный спектральный фильтр входит в комплект теодолита.

Наиболее известные лазерные теодолиты перечислены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 Современные электронные лазерные теодолиты

3.5,4 Теодолитовые прицелы

Неотъемлемой частью любого теодолита является его прицел. Отдельный раствор прицельных и зажимных винтов применялся в самых ранних теодолитах. и продолжал использоваться долгое время. Такое решение также применяется в многие современные оптические теодолиты. В настоящее время все низкопрецизионные оптические Теодолиты имеют такую ​​систему наведения (рис. 3.33).

Рисунок 3.33 Блок наведения снабжен отдельными винтами.

Последние разработанные теодолиты имеют более эргономичное коаксиальное наведение. решения.В основном это относится к высокой и средней точности. теодолиты. Даже некоторые из этих теодолитов имеют отдельную систему винтов. Обычно это теодолиты, которые производятся по лицензии. Своевременно электронные теодолиты выпускаются только с коаксиальными винтами. Их горизонтальный Решения для наведения работают по тому же принципу. Коаксиальный винт расположение, как показано на рисунке 3.34 и типичен для теодолитов Sokkia и Pentax. Инструменты Topcon и Nikon также есть аналогичные коаксиальные винты.Topcon и решения Nikon имеют тонкий винт наведения, который устанавливается внутри зажимной винт.

Рисунок 3.34 Блок наведения снабжен коаксиальными винтами.

Теодолиты Leica имеют так называемые бесконечные винты (рис. 3.35). Здесь вы можете увидеть объект наведения расположение горизонтальной оси теодолита. Червячная передача используется для точное прицеливание. Для установления предварительного прицеливания необходимо произвести некоторое усилие повернуть теодолит, преодолев тормозное усилие волнистой пружины.Хороший аспект решения – более быстрое нацеливание. Насколько приложены усилия для поворота теодолита значительны, ножные винты и штатив стабильность должна соответствовать высоким требованиям (рис. 3.36).

Рисунок 3.35 Бесконечный касательный винт.

Рисунок 3.36 Причины ошибок по горизонтали.

Если величина ошибки от 10 ″ до 60 ″ возникает ошибка при измерении по горизонтали. углов, мы должны проверить регулировочные винты и штатив. При необходимости мы следует их отрегулировать.Обязательно их нужно проверять при использовании любого теодолита; однако именно теодолиты с бесконечными прицельными винтами особенно чувствителен к этим ошибкам.

3.5.5 Теодолитовые отвесы

Чтобы установить теодолит точно над точкой отсчета, в современных раз применяем встроенные оптические и лазерные отвесы. Оптический центрир – это Телескоп Кеплер снабжен внутренней фокусирующей линзой (рис. 3.37). Прямое изображение достигается за счет прямоугольная кровельная призма, которая также направляет оптическую ось отвеса по вертикали вниз.Втулка вертикальной оси теодолита полая. Отвес оптический увеличение системы обычно составляет около трех раз. Прицельная сетка телескопа совмещен с вертикальной осью теодолита с четырьмя регулировочными винтами.

Рисунок 3.37 Теодолит оптический центрир.

Повышенная точность вертикальной оси теодолита с отвесом ось, оценивается следующим образом (см. рис. 3.38). Ставим штатив с теодолитом на ровную поверхность и отмечаем точку A с помощью отвеса.В настоящее время мы не платим внимание к положению пузырей. Затем поворачиваем теодолит на 180 °. и отметьте точку B . Если мы разделим расстояние AB , получаем точку C , которая находится на вертикальная ось теодолита. Затем мы должны совместить сетку с точкой C , отрегулировав винты сетки нитей. Опять же, теперь мы вращаем прибор на 180 ° и проверьте, Прицельная сетка удалена с точки C . Если да, то мы должны заполнить еще раз отрегулировать шаги.

Рисунок 3.38 Проверка теодолитового отвеса.

Оптические центриры такого типа могут быть легко преобразованы для использования в лазере (рис. 3.39). Производители устанавливают лазерный модуль вместо сетки и окуляра. Проверка и регулировка выполняется так же, как и оптический центрир. В этом корпус, регулировочные винты снимают корпус лазерного модуля, а не сетка.

Рисунок 3.39 Теодолитовый лазерный центрир.

В наши дни оптические центриры в основном встроены в теодолиты и редко находятся на трегере.Оптические центриры, встроенные в трегеры, более удобны. типичен для теодолитов низкой точности. Трудно отрегулировать отвес, встроен в трегер. Часто рекомендуется регулировать отвес, положив теодолит боком на край стола, а затем повернув сам трегер на 180 °. Точки отмечены на картоне, установленном на высоте 1,5 м. расстояние. Мы не рекомендуем такую ​​регулировку для теодолита, так как это сложно правильно закрепить на краю стола.Мы рискуем уронить инструмент. Лучше использовать другие аксессуары, например призму. держатель отражателя или метка для измерения угла.

Мы также можем отрегулировать этот отвес, сняв трегер на 120 °. Мы установите теодолит на штатив, а затем правильно установите горизонтальное положение. Затем очерчиваем контур трегера на основании штатива. Теперь отметим точки согласно визирной сетке отвеса на картон, который помещается под штатив. Теперь немного ослабляем крепежный винт и поверните трегер на 120 °.Затем точно совмещаем трегер с контуром на основании штатива. Снова устанавливаем горизонтальный аспект теодолита и отметьте вторую точку на картоне. Мы используем та же процедура, чтобы получить третий балл. После этого мы находим треугольник по центру и наложите на него сетку, отрегулировав регулировку винты.

Лазерные отвесы, встроенные в вертикальную ось теодолита, считаются самые актуальные и точные (рис. 3.40). Здесь мы видим, что он очень хорошо защищен и не требует корректирование.Совпадение вертикальной оси теодолита и лазера балка гарантированы производителем.

Рисунок 3.40 Лазерный теодолитовый центрир производства Leica.

Библиография

Андерегг, Дж. С. 1966. Энкодеры вала. Патент США 3244895, поданный 26 июля 2962 г. и выданный 5 апреля, г. 1966 г.

Глим, А. 2006. Метод определения наклона и аппарат. Патент США 2006/0170908 A1 подана 10 января 2005 г. и выдана 3 августа 2006 г.

Годо, Э., Т. Маэдзава , и М. Сайто . 1999. Лазер теодолит. Патент США 5,905,592 подан. 28 августа 1997 г., выпущено 18 мая 1999 г.

Хори, Н. и Т. Йокура . 1986. Определение угла наклона. устройство. Патент США 4628612 подан. 1 октября 1985 г., выпущен 16 декабря 1986 г.

Имаидзуми, Ю. 1994. Измерение угла поворота. аппарат. Патент США 5,301,434 подано в декабре 17 апреля 1992 г. 12, 1994.

Исикава, Ю. и М. Танака . 1984. Оптическая система теодолит. Патент США 4445777 подан. 17 января 1983 г., выпущено 1 мая 1984 г.

Кумагаи, К. 2004. Абсолютный энкодер. Патент США 6,677,863 B2, поданный 3 апреля 2002 г., выдан в январе. 13, 2004.

Ларсен, Х. 1944. Теодолит. Патент США 2363877 подан 11 февраля 1943 г. и выпущен 28 ноября 1944 г.

Лейтц, А. 1902. Транзит. Патент США 715823 подан 21 мая 1901 г. и выдан 16 декабря 1902 г.

Лей, К. Х. 1915. Регулировочное приспособление для теодолит. Патент США 1,145,075 подан. 16 марта 1915 г., выпущен 6 июля 1915 г.

Липпунер, Х.2006. Датчик наклона. Патент США 2006/0005407 A1 подан 12 июля 2005 г. и выдан. 12 января 2006 г.

Мацумото, Т. и К. О нет . 1996. Абсолютный энкодер, имеющий Абсолютный образец и постепенная градуировка образца с фазой контроль. Патент США 5,563,408 подан. 27 октября 1994 г., выпущено 8 октября 1996 г.

Охиши, М. 2001. Устройство определения наклона. Патент США 6 248 989 B1 подан. апреля 28 июня 1998 г., опубликовано в июне 19, 2001.

Охтомо, Ф. и К. Кимура . 1984. Аппаратура для измерения. длина или угол.Патент США 4484816 подана 20 июля 1983 г. и выпущена 27 ноября 1984 г.

Питер, Дж. и Э. Коой . 1980. Тангенциальный винт из теодолита. система. Патент США 4,202,110 подан в мае. 18, 1979, и выпущен 13 мая 1980.

Савагути, С. 2003. Лазерное центрирующее устройство. Патент США 2003/0177652 A1, поданный 22 января 2003 г., и выдан 25 сентября 2003 г.

Шимура, К. 1992. Детектор угла наклона. Патент США 5,101,570 подан 14 июля 1989 г. и выдан. 7 апреля 1992 г.

Уайлд, Х.Угломер. Патент США 2221317, поданный 26 января 1938 г. и выданный 12 ноября, г. 1940 г.

Вингейт, С.А. Фотоэлектрический датчик угла вала. Патент США 3187187 подан 24 января 1962 г. и выдан 1 июня. 1965 г.

теодолита – GIS Wiki | Энциклопедия ГИС

Оптический теодолит, произведенный в Советском Союзе в 1958 году и использовавшийся для топографической съемки.

Теодолит (произносится как / θi˝ˈɒdəlаɪt / ) – это прибор для измерения как горизонтальных, так и вертикальных углов, используемый в сетях триангуляции.Это ключевой инструмент в геодезических и инженерных работах, особенно на труднодоступных местах, но теодолиты были адаптированы для других специализированных целей в таких областях, как метеорология и технология запуска ракет. Современный теодолит состоит из подвижного телескопа, установленного в пределах двух перпендикулярных осей – горизонтальной или цапфовой оси и вертикальной оси. Когда телескоп направлен на желаемый объект, угол каждой из этих осей может быть измерен с большой точностью, обычно по шкале угловых секунд.

« Transit » относится к специальному типу теодолита, который был разработан в начале 19 века. Он отличался телескопом, который мог «перевернуться» («проходить через прицел»), чтобы обеспечить легкое обратное прицеливание и удвоение углов для уменьшения ошибок. Некоторые транзитные приборы могли считывать углы с точностью до тридцати угловых секунд. В середине 20-го века термин «транзит» стал обозначать простую форму теодолита с меньшей точностью, лишенной таких функций, как увеличение шкалы и механические измерители.Важность транзитов уменьшается, поскольку компактные и точные электронные теодолиты стали широко распространенными инструментами, но транзиты все еще находят применение в качестве легкого инструмента на строительных площадках. Некоторые транзиты не измеряют вертикальные углы.

Строительный уровень часто принимают за транзитный, но на самом деле это разновидность инклинометра. Он не измеряет ни горизонтальные, ни вертикальные углы. Он просто сочетает в себе спиртовой уровень и телескоп, чтобы позволить пользователю визуально установить линию обзора вдоль плоскости уровня.

Принцип работы

Схема оптического теодолита Оси и круги теодолита

Обе оси теодолита снабжены градуированными кружками, которые можно прочитать через увеличительные линзы. (Р. Андерс помог М. Денхэму открыть эту технологию в 1864 г.) Вертикальный круг (который «проходит» вокруг горизонтальной оси) должен составлять 90 ° или 100 градусов, когда ось визирования горизонтальна, или 270 ° (300 градусов), когда инструмент находится во втором положении, то есть «перевернут» или «опущен».Половина разницы между двумя позициями называется «ошибкой индекса».

Горизонтальная и вертикальная оси теодолита должны быть перпендикулярны. Состояние, при котором они отклоняются от перпендикулярности, и величина, на которую они отклоняются, называется “ошибкой горизонтальной оси”. Оптическая ось телескопа, называемая «осью визирования» и определяемая оптическим центром объектива и центром перекрестия в его фокальной плоскости, аналогичным образом должна быть перпендикулярна горизонтальной оси.Любое отклонение от перпендикулярности считается «коллимационной ошибкой».

Погрешность горизонтальной оси, погрешность коллимации и погрешность индекса регулярно определяется калибровкой и устраняется механической регулировкой на заводе, если они становятся слишком большими. Их наличие учитывается при выборе методики измерения, чтобы исключить их влияние на результаты измерений.

Теодолит устанавливается на головку штатива с помощью пластины для принудительного центрирования или трегера, содержащего четыре винта с накатанной головкой, а в некоторых современных теодолитах – три для быстрого выравнивания.Перед использованием теодолит должен быть точно и вертикально размещен над измеряемой точкой – центрированием – и его вертикальная ось совмещена с местной силой тяжести – выравниванием. Первое делается с помощью отвеса, спиртового уровня, оптического или лазерного отвеса.

История

Теодолит в разрезе, демонстрирующий сложность оптических путей

Термин диоптрий иногда использовался в старых текстах как синоним теодолита. [1] Это происходит от более старого астрономического инструмента, называемого диоптрой.

До теодолита для измерения вертикального или горизонтального угла использовались такие инструменты, как геометрический квадрат и различные градуированные круги (см. Окружность) и полукруга (см. Графометр). Это был лишь вопрос времени, когда кто-нибудь поместит два измерительных прибора в один прибор, который сможет измерять оба угла одновременно. Грегориус Райш показал такой инструмент в приложении к своей книге Margarita Philosophica , которую он опубликовал в Страсбурге в 1512 году. [2] Он был описан в приложении Мартином Вальдземюллером, топографом и картографом из Рейнской области, который сделал это устройство в том же году. [3] Вальдземюллер назвал свой инструмент polimetrum . [4]

Первое упоминание слова «теодолит» встречается в учебнике по геодезии Геометрическая практика под названием Pantometria (1571) Леонарда Диггеса, который был опубликован посмертно его сыном Томасом Диггесом. [2] Этимология слова неизвестна [5] .Первая часть новолатинского theo-delitus может происходить от греческого θεαομαι , «созерцать или внимательно смотреть», [6] , но вторая часть более загадочна и часто приписывается ненаучным вариациям. из δηλος , что означает «очевидный» или «ясный». [7] [8]

Существует некоторая путаница в отношении инструмента, к которому первоначально было применено название. Некоторые идентифицируют ранний теодолит только как азимутальный инструмент, в то время как другие определяют его как альтазимутальный инструмент.В книге Диггеса название «теодолит» описывает прибор только для измерения горизонтальных углов. Он также описал прибор, который измеряет высоту и азимут, который он назвал топографическим прибором [sic]. [9] Таким образом, название первоначально применялось только к азимутальному инструменту и только позже стало ассоциироваться с альтазимутальным инструментом. Циклопедия 1728 сравнивает «графометр» с «полетеодолитом». [10] Еще в 19, -м, веке прибор для измерения только горизонтальных углов назывался простой теодолит , а инструмент для измерения альтазимута – простой теодолит . [11]

Первый инструмент, больше похожий на настоящий теодолит, вероятно, был построен Джошуа Хабермелем (де: Эразмус Хабермель) в Германии в 1576 году, в комплекте с компасом и треногой. [3]

Самые ранние альтазимутальные инструменты состояли из градуированного основания с полным кругом на краю и устройства измерения вертикального угла, чаще всего полукругом. Алидада на основании использовалась для наведения на объект для измерения горизонтального угла, а вторая алидада была установлена ​​на вертикальном полукруге.У более поздних инструментов была единственная алидада на вертикальном полукруге, и весь полукруг был установлен так, чтобы его можно было использовать для непосредственного указания горизонтальных углов. В конце концов, простая алидада с открытым прицелом была заменена прицельным телескопом. Впервые это сделал Джонатан Сиссон в 1725 году. [11]

Теодолит стал современным точным инструментом в 1787 году с появлением знаменитого великого теодолита Джесси Рамсдена, который он создал с помощью очень точного делительного механизма собственной разработки. . [11] По мере развития технологий в 1840-х годах вертикальный частичный круг был заменен полным кругом, а вертикальные и горизонтальные круги были точно градуированы. Это был транзитный теодолит . Позже теодолиты были адаптированы для более широкого круга применений и креплений. В 1870-х годах Эдвард Сэмюэл Ричи изобрел интересную водную версию теодолита (использующую маятниковое устройство для противодействия волновому движению). [12] Он использовался U.S. Navy проведет первые высокоточные исследования американских гаваней на побережьях Атлантического океана и Персидского залива. [13] Благодаря постоянным усовершенствованиям инструмент постепенно превратился в современный теодолит, используемый геодезистами сегодня.

Работа на геодезии

Техники Национальной геодезической службы США проводят наблюдения с теодолитом Wild T-3 с разрешением 0,2 угловой секунды, установленным на наблюдательной стойке. Фотография сделана во время полевой вечеринки в Арктике (около 1950 г.).

Триангуляция, изобретенная Джеммой Фризиус около 1533 года, состоит из построения таких диаграмм направления окружающего ландшафта с двух разных точек зрения.После этого два графических листа накладываются друг на друга, создавая масштабную модель ландшафта или, скорее, целей в нем. Истинный масштаб можно получить, просто измерив расстояние на расстояние как на реальной местности, так и в графическом представлении.

Современная триангуляция, как, например, практикуется Снеллием, представляет собой такую ​​же процедуру, выполняемую числовыми средствами. Фотограмметрическая блокировка стереопар аэрофотоснимков – это современный трехмерный вариант.

В конце 1780-х годов Джесси Рамсден, йоркширский житель из Галифакса, Англия, разработавший машину деления для деления угловой шкалы с точностью до секунды дуги, получил заказ на создание нового инструмента для британской службы управления боеприпасами.Теодолит Рамсдена использовался в течение следующих нескольких лет для картирования всей южной Британии методом триангуляции.

В сетевых измерениях использование принудительного центрирования ускоряет операции при сохранении высочайшей точности. Теодолит или цель могут быть быстро удалены или вставлены в пластину принудительного центрирования с точностью до миллиметра. В настоящее время антенны GPS, используемые для геодезического позиционирования, используют аналогичную систему крепления. Необходимо точно измерить высоту опорной точки теодолита – или мишени – над наземной реперной точкой.

Американский транзит приобрел популярность в 19 веке, когда американские инженеры-железнодорожники продвигались на запад. Транзит заменил железнодорожный компас, секстант и октант и отличался наличием телескопа короче, чем базовые рычаги, что позволяло телескопу вертикально вращаться мимо, прямо вниз. Транзит имел возможность «плюхнуться» на свой вертикальный круг и легко показать пользователю точный угол обзора 180 градусов. Это облегчало просмотр длинных прямых линий, например, при съемке американского Запада.Ранее пользователь поворачивал телескоп по его горизонтальному кругу на 180 и должен был тщательно проверять свой угол при повороте на 180 градусов.

Теодолиты современные

Современный теодолит Nikon DTM-520

В сегодняшних теодолитах считывание горизонтальных и вертикальных кругов обычно осуществляется электронным способом. Считывание осуществляется поворотным энкодером, который может быть абсолютным, например. с использованием кодов Грея или инкрементального, используя эквидистантные светлые и темные радиальные полосы. В последнем случае круги быстро вращаются, сводя измерение угла к электронному измерению разницы во времени.Кроме того, в последнее время к фокальной плоскости телескопа были добавлены ПЗС-датчики, позволяющие как автоматическое наведение, так и автоматическое измерение остаточного смещения цели. Все это реализовано во встроенном ПО.

Кроме того, многие современные теодолиты стоимостью до 10 000 долларов США за штуку оснащены интегрированными электрооптическими приборами для измерения расстояния, как правило, на основе инфракрасного излучения, что позволяет измерять за один раз полные трехмерные векторы – хотя и в определяемых прибором полярных координатах. -координаты – которые затем могут быть преобразованы в уже существующую систему координат в области с помощью достаточного количества контрольных точек.Этот метод называется решением обратной засечки или съемкой свободного положения станции и широко используется при картографической съемке. Инструменты, «интеллектуальные» теодолиты, называемые саморегистрирующимися тахеометрами или «тахеометрами», выполняют необходимые операции, сохраняя данные во внутренние регистрирующие устройства или на внешние устройства хранения данных. Обычно для этой цели в качестве сборщиков данных используются защищенные ноутбуки или КПК.

Гиротеодолиты

Основная статья: гиротеодолит

Гиротеодолит используется, когда требуется опорный пеленг меридиана с севера на юг в отсутствие астрономических прицелов.В основном это происходит в подземной горнодобывающей промышленности и при строительстве туннелей. Например, если водовод должен проходить под рекой, вертикальный вал на каждой стороне реки может быть соединен горизонтальным туннелем. Гиротеодолит можно использовать на поверхности, а затем снова у основания валов, чтобы определить направления, необходимые для туннелирования между основанием двух валов. В отличие от искусственного горизонта или инерциальной навигационной системы, гиротеодолит нельзя перемещать во время работы.Его необходимо перезапустить снова на каждом сайте.

Гиротеодолит состоит из обычного теодолита с приставкой, которая содержит гироскоп, установленный так, чтобы определять вращение Земли и, следовательно, выравнивание меридиана. Меридиан – это плоскость, которая содержит как ось вращения Земли, так и наблюдателя. Пересечение меридиональной плоскости с горизонталью содержит требуемый истинный географический справочный пеленг север-юг. Гиротеодолит обычно называют способным определять или находить истинный север.

Гиротеодолит будет функционировать на экваторе, а также в северном и южном полушариях. На географических полюсах меридиан не определен. Гиротеодолит нельзя использовать на полюсах, где ось Земли точно перпендикулярна горизонтальной оси спиннера, на самом деле он обычно не используется в пределах примерно 15 градусов от полюса, потому что компонента вращения Земли с востока на запад недостаточно для получить достоверные результаты. Если возможно, астрономические прицелы могут определять пеленг меридиана с точностью более чем в сто раз выше, чем у гиротеодолита.Там, где эта дополнительная точность не требуется, гиротеодолит может быстро получить результат без необходимости ночных наблюдений.

Список литературы

  1. Краткое издание Оксфордского словаря английского языка , Oxford University Press, 1971 – см. Запись для диоптрий
  2. 2,0 2,1 Даума, Морис, Научные инструменты семнадцатого и восемнадцатого веков и их создатели , Портман Букс, Лондон 1989 ISBN 978-0713407273
  3. 3.0 3,1 Geomatica Online Colombo, Luigi, Selvini, Attilio, Синтез истории струн для топографической картины
  4. ↑ Миллс, Джон ФитцМорис, Энциклопедия старинных научных инструментов , Aurum Press, Лондон, 1983, ISBN 0-

    3-40-4

  5. ↑ http://en.wiktionary.org/wiki/theodolite
  6. ↑ http://www.searchgodsword.org/lex/grk/view.cgi?number=2300
  7. ↑ http://www.languagehat.com/archives/001935.php
  8. ↑ http: // www.takeourword.com/Issue016.html
  9. ↑ Turner, Gerard L’E., Елизаветинские производители приборов: истоки лондонской торговли точным приборостроением , Oxford University Press, 2000, ISBN 978-0198565666
  10. Циклопедия , т. 2 шт. 50 за “Полукруг”
  11. 11,0 11,1 11,2 Тернер, Жерар Л’Э. Научные инструменты девятнадцатого века , Sotheby Publications, 1983, ISBN 0-85667-170-3
  12. ↑ American Academy of Arts and Sciences, Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences , Vol.XXIII, май 1895 – май 1896, Бостон: University Press, John Wilson and Son (1896), стр. 359-360.
  13. ↑ Американская Академия, стр. 359-360.

См. Также

типов теодолита | Sciencing

Теодолит – это инструмент, используемый при геодезических исследованиях и в археологии для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Обычно теодолит имеет небольшой телескоп, который прикреплен к устройствам, измеряющим углы, и имеет множество движущихся частей. Поскольку теодолиты имеют тенденцию быть довольно тяжелыми, их обычно фиксируют на основании, которое вращается на штативе.Существует несколько типов теодолитов, но наиболее распространенные можно разделить на три типа.

Повторяющийся теодолит

Повторяющийся теодолит измеряет углы по градуированной шкале. Затем измерение угла усредняется путем деления суммы этих показаний на количество снятых показаний. Обычно повторяющийся теодолит используется в местах, где основание неустойчиво или где пространство слишком ограничено для использования других инструментов. Повторяющиеся теодолиты считаются более точными, чем теодолиты других типов, поскольку ошибки уменьшаются за счет сравнения значений нескольких показаний вместо одного показания.

Теодолиты направления

Теодолиты направления определяют углы через окружность. Круг устанавливается при наведении телескопа теодолита на несколько сигналов. Показания собираются со всех сторон. Угловые измерения определяются путем вычитания первого показания из второго. Теодолиты направления обычно используются геодезистами в триангуляции, которая представляет собой процесс определения точки путем измерения углов от известных точек на постоянной базовой линии.

Vernier Transit Theodolite

Транзитный теодолит Vernier имеет телескоп, который переворачивается, чтобы обеспечить обратное прицеливание и удвоение угла, что, как считается, приводит к меньшему количеству ошибок при считывании. Тем не менее, транзитные теодолиты с нониусом считаются менее точными, чем другие типы, поскольку они не имеют таких функций, как увеличение масштаба или измерения в микрометрах. Переходы с вернье обычно используются на строительных площадках, поскольку они относительно легкие и их легко перемещать.Хотя есть некоторые транзитные теодолиты с нониусом, которые измеряют как горизонтальные, так и вертикальные углы, некоторые измеряют только горизонтальные углы.

Патент США: X8,867 – Измерение расстояний с теодолитом

Патент США: 8,867X
Теодолит
Измерение расстояний с теодолитом

Классификация USPTO:
356/3



Производитель:
Производство не известно


Даты патента:
Разрешено: июн.06, 1835

Патентные изображения:
USPTO pdf tiff
Google Patents
Сообщить об ошибках или упущениях в данных
Описание:
Большинство патентов до 1836 года были потеряны в результате пожара в декабре 1836 года. Только около 2000 из почти 10 000 документов были восстановлены.Об этом патенте мало что известно. Доступен только патентный рисунок. Этот патент внесен в базу данных только для справки. Патентообладатель заявляет, что его усовершенствование относится к «области измерения расстояний на одной станции с помощью теодолита или любого другого инструмента, с помощью которого можно сделать угол перпендикулярно или горизонтально» и т. Д. Патент, однако, берут на усовершенствование прибора, а не на искусство его использования. Он говорит: «Первое усовершенствование, о котором я заявляю, – это механическое дополнение к обычному теодолиту путем увеличения диаметра горизонтального отростка с целью формирования поверхности, а также центра, на котором вращается круглый обод или пластина, как уже было сказано описано, а также применение логарифмических вычислений применительно к кругу, как уже было описано.Но я особенно заявляю об улучшении измерения расстояний под углом в одной точке или станции, используя шест или рейку с ее градуировкой для одной стороны треугольника ». Что касается конструкции и использования, изобретатель говорит:« Это инструмент воплощает в себе все принципы современного теодолита; кроме того, он содержит следующие усовершенствования: первое усовершенствование – это круглая вращающаяся пластина, скользящая или опирающаяся на конечность инструмента, верхняя поверхность которой образует плоскость с верхней поверхностью конечности; на котором очерчены набор математических чисел, заменяющих таблицу логарифмов и все другие логарифмические таблицы.Во-вторых, этот инструмент сконструирован таким образом, что устраняет необходимость использования цепи во всех случаях. Расстояние до любого видимого объекта может быть определено на одной станции, поскольку рейка флага может быть отчетливо видна в телескоп инструмента с точностью цепей, звеньев и десятичных знаков ». Он включает в себя все основные правила общей арифметики, а именно: умножение, деление, единое правило трех, процент, измерение поверхностей и твердых тел, калибровку и т. д.Любой вопрос io простой тригонометрии, под прямым углом или под углом, может быть правильно решен на приборе; включая все вопросы, которые можно выполнить с помощью логарифмов или логарифмических таблиц.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

×