2.2. Типы и устройство теодолитов
2.2.1. Классификация теодолитов
Теодолит– это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов.
В настоящее время отечественными заводами в соответствии с действующим ГОСТом 10529–96 изготавливаются теодолиты четырех типов: Т05, Т1, Т2, Т5 и Т30.
Для обозначения модели теодолита используется буква Т и цифры, указывающие угловые секунды средней квадратической ошибки однократного измерения горизонтального угла.
По точности теодолиты подразделяются на три группы:
– техническиеТ30, предназначенные для измерения углов со средними квадратическими ошибками до ±30″;
– точныеТ2 и Т5 – до ±2″ и ±5″;
– высокоточныеТ05 и Т1 – до ±1″.
ГОСТом 10529–96 предусмотрена модификация точных и технических теодолитов. Так, например, теодолит Т5 должен изготовляться в двух вариантах: с цилиндрическим уровнем при алидаде вертикального круга и с компенсатором, заменяющим этот уровень. Теодолит с компенсатором при вертикальном круге обозначается Т5К. Компенсатор представляет собой линзу или призму, подвешенную на четырех тонких проволоках. При наклоне оси вращения теодолита (вертикальной оси) в небольших пределах (1′ – 2′) линза, сместившись под действием силы тяжести, сместит изображение делений вертикального круга таким образом, что отсчет по нему будет соответствовать отвесному положению оси вращения прибора, т.е. автоматически компенсирует наклон этой оси. Поэтому отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси будет равным или близким 0° даже при не строго отвесном положении оси вращения теодолита. Этот отсчет называют
Технические и эксплуатационные
характеристики теодолитов постоянно
улучшаются.
По конструкции, предусмотренной ГОСТом 10529–96 типы теодолитов делятся на повторительные и неповторительные.
У повторительных теодолитов лимб имеет закрепительный и наводящий винты и может вращаться независимо от вращения алидады.
Неповторительнаясистема осей предусмотрена у высокоточных теодолитов.
2.2.2. Устройство теодолитов
Устройство теодолита основано на принципе измерения горизонтального угла (рис. 15).
При геодезических работах измеряют не угол между сторонами, а его ортогональную (горизонтальную) проекцию, называемую горизонтальным углом. Так, для измерения угла АВС (рис. 15) нужно предварительно спроектировать на горизонтальную плоскость точки
Рис. 15. Принцип измерения
горизонтального угла
Рассмотрим двугранный угол между вертикальными плоскостями V1иV2 , проходящими через стороны углаАВС. Уголβдля данного двугранного угла является линейным. Следовательно, углуβравен всякий другой линейный угол, вершина которого находится в любой точке на отвесном ребреВВ1двугранного угла, а стороны его лежат в плоскости, параллельной плоскостиМ. Итак, для измерения величины углаβможно в любой точке, лежащей на ребреВВ1двугранного угла, допустим в точкеb1, установить горизонтальный круг с градусными делениями и измерить на нем дугуa
1c1, заключенную между сторонами двугранного угла, которая и будет градусной мерой углаa1b1c1, равнойβ, т.
е. уголabc = β.Для измерения горизонтальных проекций углов между линиями местности в теодолите используется горизонтальный угломерный круг с градусными делениями, называемый лимбом. Стороны угла проектируют на лимб с использованием подвижной визирной плоскостизрительной трубы. Она образуетсявизирной осью1трубы при её вращении вокруг горизонтальной оси. Данную плоскость поочередно совмещают со сторонами углаВАиВС, последовательно направляя визирную осьзрительной трубы на точки А и С. При помощи специального отсчетного приспособления алидады, которая находится над лимбом соосно с ним и перемещается вместе с визирной плоскостью, на лимбе фиксируют начало и конец дуги
Лимб и алидада, используемые для измерения горизонтальных углов, составляют в теодолите горизонтальный круг 17(рис. 16).Ось вращения алидады горизонтального круга называют основной осью теодолита.
В теодолите также имеется вертикальный круг 18с лимбом и алидадой, служащий для измерения вертикальных проекций углов – углов наклона. Принято считать углы наклона выше горизонта положительными, а ниже горизонта – отрицательными. Лимб вертикального круга обычно наглухо скреплён со зрительной трубой и вращается вместе с ней вокруг горизонтальной оси теодолита.
Рис. 16. Устройство теодолита Т30: 1 – основание; 2 – исправительный винт цилиндрического уровня; 3, 4 – закрепительный и наводящий винты алидады; 5 – цилиндрический уровень; 6 – наводящий винт зрительной трубы; 7 – кремальера; 8 – закрепительный винт зрительной трубы; 9 – визир; 10 – окуляр зрительной трубы; 11 – окуляр отсчетного микроскопа; 12 – колонка; 13 – подставка; 14 – закрепительный винт лимба; 15 – подъемный винт; 16 – наводящий винт лимба; 17 – горизонтальный круг; 18 – вертикальный круг; 19 – объектив зрительной трубы; 20 – зеркальце для подсветки штрихов отсчетного микроскопа; 21 – кронштейн для ориентир-буссоли
Перед измерением углов центр лимба горизонтального круга с помощью отвеса или оптического центрира устанавливают на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла, а плоскость лимба приводят в горизонтальное положение, используя с этой целью три подъемных винта
В результате
данных действий основная ось теодолита
должна совпасть с отвесной линией,
проходящей через вершину измеряемого
угла.Для установки, настройки и наведения теодолита на цели в нем имеется система винтов: становой и подъемные винты, закрепительные (зажимные) и наводящие (микрометренные) винты, исправительные (юстировочные) винты.
Становымвинтом теодолит крепят к головке штатива,подъемнымивинтами – горизонтируют.
Закрепительнымивинтами скрепляют подвижные части теодолита (лимб, алидаду, зрительную трубу) с неподвижными.Наводящимивинтами сообщают малое и плавное вращение закрепленным частям.
Зрительные трубы теодолитов чаще всего бывают астрономические, дающие обратное (перевернутое) изображение. Но в последнее время применяются трубы, которые дают прямое изображение.
При наблюдении предметов на них наводится вполне определенная точка трубы. Такой точкой является центр сетки нитей, представляющий собою пересечение горизонтальной нити и продолженной вертикальной. Сетка нитей (рис. 17) видна в поле зрения трубы и изображена на специальной сеточной диафрагме, размещенной вблизи переднего фокуса окуляра. Сеточная диафрагма представляет собою стеклянную пластинку в металлической оправе.
Она может слегка перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях исправительнымивинтами сетки. Симметрично относительно горизонтальной нити нанесены дальномерные штрихи для определения расстояний.
К оптическим характеристикам зрительной трубы относятся: увеличение, поле зрения, относительная яркость и разрешающая способность, которую принимают за точность визирования трубой.
Увеличение зрительной
трубы показывает во сколько раз
увеличивается размер предмета,
рассматриваемого в зрительную трубу,
по сравнению с размером этого же предмета,
видимого невооруженным глазом.
Полем зрения трубыназывается то пространство, которое видно в трубу при ее неподвижном положении.
Яркость изображения определяется количеством света, которое падает на глаз в секунду времени на квадратный миллиметр изображения. Такая яркость называется абсолютной, ее нельзя выразить определенным числом. Поэтому пользуются относительной яркостью, представляющей собой отношение абсолютной яркости вооруженного зрительной трубой глаза и невооруженного глаза.
Для приведения осей и плоскостей прибора в отвесное или горизонтальное положение служат уровни, они бывают двух типов: круглые – для предварительной, грубой установки приборов и цилиндрические – для окончательной, точной установки. Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой отшлифована в виде бочкообразного сосуда, в продольном сечении представляющего дугу окружности некоторого радиуса.
Стеклянные сосуды уровней
заполняют эфиром или смесью эфира со
спиртом в подогретом состоянии. Когда
наполнитель остынет и сожмется в объеме,
образуется пространство, заполненное
парами наполнителя, то есть пузырек.
При изменении температуры пары наполнителя
легко переходят из парообразного
состояния в жидкое и наоборот, отчего
размеры пузырька изменяются. В
цилиндрических уровнях добиваются,
чтобы длина пузырька составляла примерно
1/3 длины трубки при температуре +20С.
Чтобы можно было судить о перемещении
пузырька, на наружной поверхности уровня
наносятся штрихи. Расстояние между
штрихами обычно равно 2 мм. Середина
трубки уровня называется нуль-пунктом.
На цилиндрическом уровне нуль-пункт
обычно не обозначается, а относительно
него штрихи наносятся симметрично.
Касательная к внутренней поверхности
трубки, проходящая через нуль-пункт
вдоль длины цилиндрического уровня,
называется осью уровня. Когда середина
пузырька уровня совпадает с нуль-пунктом,
ось уровня занимает горизонтальное
положение.
Рассмотрим подробно устройство и характеристики теодолита Т30 и его модификаций (2Т30, 4Т30П), которые обычно используются в инженерно-геодезических работах.
Теодолит Т30 (см. рис.16) и его модификации относятся к разряду технических с повторительной системой вертикальной оси. Система отсчитывания односторонняя. Увеличение трубы 18х (Т30) и 20х (2Т30, 4Т30П), пределы визирования от 1,2 м до бесконечности, цена деления цилиндрического уровня 45″. Данные теодолиты применяются для прокладывания теодолитных и тахеометрических ходов, плановых и высотных съемок.
На зрительной трубе имеется оптический визир 9, в поле зрения которого виден светлый крест. Этот крест совмещается с целью (предметом), который должен попасть в поле зрения трубы, но изображение предмета может быть размытым (иногда его изображение вообще не будет видно). Чтобы изображение предмета было четким, сначала вращением диоптрийного кольца окуляра трубы10получают отчетливое изображение сетки нитей (это действие называется установкой зрительной трубы по глазу). Затем с помощью кремальеры7перемещают в трубе специальную фокусирующую линзу до тех пор, пока изображение цели не станет четким, т. е. выполняют установку трубы по предмету. После этого зажимные винты зрительной трубы8и алидады горизонтального круга3закрепляются, и микрометренными винтами алидады4и трубы6 центр сетки нитей наводится на предмет.
В теодолите Т30 подставка 13жестко скреплена с основанием1,
служащим одновременно донцем футляра,
что позволяет закрывать теодолит
футляром, не снимая его со штатива. Ось
вращения теодолита устанавливается в
отвесное положение с помощью подъемных
винтов15и цилиндрического уровня
при алидаде горизонтального круга5.
Полая вертикальная ось теодолита позволяет центрировать прибор над точкой местности с помощью зрительной трубы. Прибор снабжается окулярными насадками для зрительной трубы и микроскопа, которые применяют при наблюдении предметов, расположенных относительно горизонта под углом более 45° .
В теодолитах Т30 имеется только один цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга 5, который прикрепляется к подставке зрительной трубы параллельно визирной плоскости. Положение уровня изменяется юстировочными (исправительными) винтами2. При алидаде вертикального круга уровня нет.
Теодолит по особому заказу может быть укомплектован ориентир-буссолью и уровнем, который прикрепляется к трубе для нивелирования горизонтальным визирным лучом. Обычно к зрительной трубе прикрепляют два визира. При установке уровня на трубе один из визиров должен быть снят.
На рис. 18 приведено устройство технического теодолита 4Т30П.
В качестве отсчетных приспособлений в технических теодолитах применяются штриховой и шкаловой микроскопы (рис. 19).
В теодолите Т30 отсчетное приспособление выполнено в виде штрихового микроскопа (рис. 19, а), позволяющего брать отсчеты с точностью 1′, а в его модификациях (2Т30, 4Т30П) – шкалового микроскопа тридцатисекундной точности (рис. 19,б, в).
Изображение штрихов и цифр обоих кругов передаются в поле зрения микроскопа. Поворотом и наклоном зеркала 16 (см. рис. 18) достигают оптимального освещения поля зрения микроскопа и вращением диоптрийного кольца его окуляра 15 устанавливают по глазу четкое изображение отсчетного устройства.
В верхней части поля зрения отсчётного микроскопа, обозначенной буквой В, видны штрихи вертикального круга; в нижней части, обозначенной буквой Г, – штрихи горизонтального круга.
Рис.
18. Устройство теодолита 4Т30П: 1 – головка штатива; 2 – основание; 3 – подъемный винт; 4 – наводящий винт алидады; 5 – закрепительный винт алидады; 6 – наводящий винт зрительной трубы; 7 – окуляр зрительной
трубы; 8 – предохранительный колпачок сетки
нитей зрительной трубы; 9 –
кремальера; 10 – закрепительный винт зрительной трубы; 11 – объектив зрительной трубы; 12 – цилиндрический уровень; 13 – винт поворота лимба; 14 – закрепительный винт; 15 – окуляр отсчетного микроскопа с
диоптрийным кольцом; 16 – зеркальце для подсветки штрихов
отсчетного микроскопа; 17 – колонка; 18 – ориентир-буссоль; 19 – вертикальный круг; 20 – визир; 21 – диоптрийное кольцо окуляра зрительной
трубы; 22 – исправительные винты цилиндрического
уровня; 23 – подставка
В штриховом микроскопе теодолита Т30 в середине поля зрения виден штрих, относительно которого осуществляется отсчет по лимбу (рис. 19, а).Перед отсчетом по лимбу необходимо определить цену деления лимба. В теодолите Т30 цена деления лимба составляет 10 угловых минут, так как градус разделен на шесть частей. Число минут оценивается на глаз в десятых долях цены деления лимба. Точность отсчета составляет 1′.
В шкаловом микроскопе в
поле зрения видна шкала, размер которой
соответствует цене деления лимба (рис.
19, б,в). Для теодолита технической
точности размер шкалы и цена деления
лимба равны 60′. Шкала разделена на
двенадцать частей и цена ее деления
составляет 5 угловых минут. Если перед
числом градусов знака минус нет, отсчет
производится по шкале от 0 до 6 в направлении
слева направо (рис. 19,б). Если перед
числом градусов стоит знак минус, то
минуты отсчитываются по шкале вертикального
круга от –0 до –6 в направлении справа
налево (рис. 19,в). Десятые доли цены
деления шкалы берутся на глаз с точностью
до 30”.
Рис. 19. Поле зрения отсчетных устройств: а – штрихового микроскопа с отсчетами по вертикальному кругу 358°48′, по горизонтальному 70°04′; б – шкалового микроскопа с отсчетами: по вертикальному кругу 1°11,5′, по горизонтальному 18°22′; в – по вертикальному кругу – минус 0°46,5′, по горизонтальному – 95°47′
Чтобы теодолит обеспечивал получение неискаженных результатов измерений, он должен удовлетворять соответствующим геометрическим и оптико-механическим условиям. Действия, связанные с проверкой этих условий, называют поверками. Поверки теодолита выполняются в соответствии с паспортом-инструкцией, прилагаемой к прибору, или инструкцией по проведению технологической поверки геодезических приборов [2].
Если какое-либо условие не соблюдается, с помощью исправительных винтов производят юстировку прибора.
Устройство теодолита Т-30 и его назначение. Поверки и юстировки теодолита Т-30.
Скачать с Depositfiles
6. УСТРОЙСТВО ТЕОДОЛИТА Т-30 И ЕГО НАЗНАЧЕНИЕ
Теодолитом называется геодезический инструмент, служанки для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов, расстояний (по дальномеру) и магнитных азимутов в комплексе с ориентир-буссолью.
Цель работы: при изучении теодолита следует хорошо уяснить его геометрическую схему, положение основных осей и плоскостей; запомнить наименование частей инструмента и научиться производить отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам при помощи штрихового микроскопа.
На рис. 12 показан общий вид теодолита Т-30 повторительного типа.
Рисунок 12
Приведены следующие обозначения частей теодолита ТЗО:
1 — круглое основание; 2 — пластинчатая пружина; 3 — подъемный винт; 4 — закрепительный винт лимба; 5 — подставка теодолита; б — корпус алидады горизонтального круга; 7 — зеркало для для освещения отчетной системы; 8 — окуляр отсчетного микроскопа; 9 — корпус вертикального круга; 10 — зрительная труба; 11 — цилиндрический уровень при трубе; 12 — закрепительный винт трубы;13 — головка кремальеры; 14 — оптический визир трубы; 15 — наводящий винт трубы 16 — цилиндрический уровень алидады горизонтального круга; 17 — за крепительный винт алидады; 18 — наводящий винт алидады; 19 — наводящий винт лимба.
Теодолит Т-30 является оптическим. Это означает, что он имеет стеклянные лимбы горизонтального и вертикального кругов и отсчетные системы, передающие изображение делений лимбов в поле зрения отсчетного микроскопа, расположенного рядом со зрительной трубой.
Зрительная труба теодолита Т-30 имеет внутреннюю фокусировку» осуществляемую головкой кремальеры 13, вынесенной на одну из подставок зрительной трубы.
В теодолите Т-30 отсутствует уровень при алидаде вертикального круга. Вместо этого цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга 16 укреплен на одной из подставок зрительной трубы таким образом, что его ось располагается параллельно коллимационной плоскости зрительной трубы теодолита. Коллимационной плоскостью зрительной трубы теодолита называется плоскость, образованная визирной осью зрительной трубы при ее вращении вокруг горизонтальной оси.
Для оптического центрирования теодолита над точкой зрительную трубу устанавливают вертикально объективом вниз и визируют точку стояния через отверстие в вертикальной оси теодолита.
Основание теодолита 1 представляет собой дно металлического футляра, который одевается на теодолит при транспортировке.
Отсчетное устройство теодолита Т-30 представлено микроскопом.
В поле зрения микроскопа подаются изображения вертикального и горизонтального лимбов теодолита и, кроме того, изображение вертикального штриха-индекса, по которому на глаз оценивают десятые доли наименьшего деления лимба. Так, в примере, приведенном на рис. 1З, отсчет по вертикальному кругу равен 4°38 , отсчет по горизонтальному кругу равен 243°03 .
Рисунок 13
7. ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКИ ТЕОДОЛИТА Т-30
Перед работой необходимо проверить (произвести поверки) выполнение у теодолита ряда геометрических условий к если они не выполнены, то исправить (произвести юстировки) инструмент при помощи исправительных винтов.
Таким образом, при каждой поверке геодезического инструмента, во-первых, выясняют, удовлетворяются ли поставленные геометрические условия, во-вторых, исправляют соответствующие части инструмента, если геометрические условия не выполняются.
Теодолит должен удовлетворять следующим геометрическим условиям (рис.14).
Рисунок 14
Первая поверка. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента.
Поворачивают алидаду, устанавливают ось уровня по направлению любых двух подъемных винтов. Закрепляют алидаду.
Вращая подъемные винты в разные стороны, приводят пузырек уровня на середину.
3) Открепив алидаду, поворачивают ее, чтобы ось уровня установилась по направлению треть его подъемного винта. Закрепляют алидаду.
Третьим подъемным винтом приводят пузырек уровня на середину
Открепив алидаду, поворачивают её’ на 180°. Если пузырек уровня остался на середине или сошел не более одного деления, то условие поверки считается выполненным, в противном случае необходимо исправить положение уровня.
Юстировка выполняется следующим образом:
1) исправительный винт уровня шпилькой поворачивают так, чтобы пузырек уровня переместился к середине ампулы на половину дуги его отклонения от середины;
2) подъемным винтом, по направлению которого установлен уровень, устанавливают пузырек уровня точно на середину.
Для контроля поверку повторяют. Она считается выполненной, если при любых поворотах алидады пузырек уровня остается на середине.
Поверка уровня горизонтального круга выполняется перед началом измерения углов при каждой установке теодолита в рабочее положение.
Вторая поверка. Сетка нитей зрительной трубы должна быть установлена правильно, т.е. вертикальная нить сетки должка находиться в коллимационной плоскости трубы.
Последовательность выполнения поверки:
Наводим пересечение сетки нитей на какую-либо отчетливо видимую точку. Закрепляем лимб и алидаду.
Наводящим винтом зрительной трубы медленно вращают трубу вокруг ее горизонтальной оси и следят за положением вертикальной нити сетки относительно выбранной точки.
Если точка скользит по вертикальной нити сетки и не сходи с нее, то условие поверки выполнено, в противном случае необходим произвести исправление.
Юстировка выполняется следующим образом:
1) отвинчивают колпачок на окулярной части трубы;
отверткой ослабляют винты на торцевой части корпуса трубу крепящие окуляр;
поворачивают окуляр так, чтобы изображение точки визирования оказалось на вертикальной нити сетки;
4) закрепляют винты, крепящие окулярное колено.
Для контроля поверку повторяют. Поверка сетки нитей выполняется, как правило, перед началом полевых работ.
Третья поверка. Визирная ось зрительной труб и должна быть перпендикулярна ее горизонтальной оси вращения. Нев.. положение этого условия вызывает коллимационную ошибку.
Коллимационной ошибкой называется угол между перпендикуляром к горизонтальной оси вращения зрительной трубы и визирной осью этой трубы.
Последовательность выполнения поверки:
1) Лимб теодолита закрепляют и при положении вертикального круга теодолита справа от трубы (КЛ), поворачивая алидаду, наводят зрительную трубу на любую удаленную хорошо видимую нем
2) 3акрепив закрепительные винты алидады и зрительной трубы, наводящими винтами алидады и зрительной трубы точно совмещают перекрестие сетки нитей с выбранной точкой.
3) Берут отсчет по горизонтальному кругу КП.
4) Открепив зрительную трубу, переводят ее через зенит, при этом положение вертикального круга теодолита будет слева от трубы (КЛ).
5) Открепив алидаду, вновь наводят зрительную трубу на выбранную точку.
б) Берут отсчет по горизонтальному кругу КЛ.
Примечание: для теодолитов с двусторонней отсчетной системой по лимбу разность отсчетов (КП1— КЛ1), полученных при двух положениях вертикального круга, должна быть равна 180°. Отклонение разности от 180° равно двойной коллимационной ошибке, т.е. 2 с = КП1 — КЛ1.
В теодолитах с односторонней системой отсчетов по лимбу Т5, Т16, ТЗО, ТТ4 разность отсчетов КП — КЛ будет искажена не только влиянием коллимационной ошибки С, но и влиянием эксцентриситета алидады.
Определение двойной коллимационной ошибки в указанных теодолитах рекомендуется выполнять, как описано ниже.
7) Провизировав на одну и ту же точку при двух положениях вертикального круга, получают по горизонтальному кругу разность отсчетов КП1 — КЛ1
Затем открепляют винт 4 (рис.13) и поворачивают теодолит на 180° и снова закрепляют его тем же закрепительным винтом 4.
8)Вновь наводят трубу на ту же точку и получают разность отсчетов КЛ2 — КП2 . Величина коллимационной ошибки равна
(20)
9) Для исправления коллимационной ошибки — необходимо снять колпачок, закрывающий доступ к юстировочным винтам сетки нитей.
Установить по горизонтальному кругу отсчет, вычисленный по формулам
КП = КП2 + С или КЛ = КЛ2 — С
Шпилькой при слегка отпущенных вертикальных исправительных винтах переместить сетку нитей при помощи боковых исправительных винтов до совмещения перекрытия сетки с изображением наблюдаемой точки. Снова повторить поверку. Допустимое значение коллимационной ошибки не должно превышать .
Четвертая ошибка. Горизонтальная ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения инструмента.
Последовательность выполнения поверки;
Теодолит устанавливается на расстоянии 20-30 м от высокого предмета, например здания, ось вращения инструмента приводят в отвесное положение и закрепляют лимб.
При КП пересечение сетки нитей наводят на хорошо видимую высокую точку на здании, например на точку М (рис.15),и закрепляют алидаду.
Опускают зрительную трубу до тех пор, пока она не примет горизонтальное (на глаз) положение и отмечают на стене точку m1 соответствующую пересечению нитей.
Открепив алидаду, поворачивают ее на 180°, переводят зрительную трубу через зенит.
При КЛ вновь наводят пересечение сетки нитей на точку М и закрепляют алидаду.
Опускают зрительную трубу до уровня прежде нанесенной на стене точки m1 и отмечают точку m2, соответствующую пересечению сетки нитей при КЛ.
Если точки m1 и m2 совпадают, то условие поверки выполнено, в противном случае необходимо произвести исправление.
Устранение неперпендикулярности осей вращения теодолита Т-30 достигается вращением эксцентриковой втулки лагеры горизонтальной оси с помощью юстировочных винтов.
Пятая поверка. Место нуля вертикального круга должно быть близким к нулю.
Место нуля вертикального крута теодолита Т-30 называется отсчет по вертикальному кругу в то время, когда визирная ось зрительной трубы горизонтальна, а пузырек уровня при алидаде горизонтального круга находится на середине.
Последовательность выполнения поверки:
Вращением подъемных винтов уточняют положение пузырька уровня при алидаде горизонтального круга.
При круге право визируют на произвольно выбранную высотную точку и закрепляют зрительную трубу.
3) Берут отсчет по вертикальному кругу КП.
4) Открепив трубу, переводят ее через зенит и при круге лево от руки направляют трубу на ту же точку.
Вращением подъемных винтов, в случае необходимости, уточняют положение пузырька уровня относительно нуль-пункта.
Закрепив зрительную трубу, вновь совмещают перекрестие сетки нитей на наблюдаемую точку.
Берут отсчет по вертикальному кругу КЛ.
Вычисляют место нуля (МО) по формуле:
(21)
Пример1: КЛ = 7°44′ КП = 172°2
1′
Пример 2: КЛ = 354°07′ КП = 185°50′
9) Место нуля рекомендуется определять два раза. Сначала зрительную трубу наводят на одну точку при двух положениях вертикального круга и вычисляют МО по формуле (21), а затем проделывают то же самое, наблюдая другую точку.
10) Из двукратного определения МО находят среднее его значение. Если среднее место нудя (МО) не превышает двойной точности отсчета на вертикальном круге, то условие выполнено. В противном
случае у теодолита ТЗО МО исправляется перемещением сетки нитей в вертикальном направлении котировочными винтами сетки.
11) Для исправления МО устанавливают на вертикальном круге отсчет, равный КЛ — МО или МО — КЛ — 180°, исправительными винтами перемещают оправу сетки до совмещения горизонтальной нити с изображением выбранной цели (наблюдаемой точки).
После исправления МО необходимо повторить вторую и третью поверки теодолита.
Рисунок 15
Скачать с Depositfiles
1
Первый слайд презентации: ТЕМА: Теодолит. устройство теодолита
Выполнила : Ертилесова Айшолпан
Изображение слайда
2
Слайд 2: 1.
Теодолит. Устройство теодолита
В настоящее время наиболее распространенным угломерным инструментом является теодолит, получивший широкое применение и при лесных съемках. Современные теодолиты снабжены вертикальными кругами с уровнем при его алидаде и нитяным дальномером; их называют, теодолитами-тахеометрами Они позволяют производить измерения: 1) горизонтальных проекций углов, 2) вертикальных углов (составляемых линиями местности с горизонтом), 3) расстояний и 4) определить направления магнитного меридиана по стрелке буссоли.
Изображение слайда
3
Слайд 3
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
4
Слайд 4
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
5
Слайд 5
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
6
Слайд 6
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
7
Слайд 7: Устройство теодолитов
. Повторительный теодолит „Геофизика” тремя подъемными винтами устанавливается на металлическую подкладку, лежащую на деревянной головке штатива. Теодолит укрепляется на штативе становым винтом, головка которого входит во втулку. Так как этот теодолит повторительный, то у него вертикальная ось алидады входит во втулку вертикальной оси лимба. При помощи трех подъемных винтов плоскость лимба приводят в горизонтальное положение, пользуясь цилиндрическим уровнем. Вращая алидаду, можно уровни поставить так, что ось одного из них будет параллельна линии, соединяющей центры двух подъемных винтов. .
Изображение слайда
8
Слайд 8
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
9
Слайд 9
Лимб теодолита имеет закрепительный винт, при помощи которого он неподвижно закрепляется на оси. Микрометренным винтом можно сообщить лимбу медленное вращение. Микрометренный винт лимба, как и другие винты, оказывает действие только тогда, когда закрепительный винт завинчен. На лимбе этого теодолита, наименьшее деление которого равно 30 или 20′, имеется вырезанное углубление, в котором вращается надетая сверху алидада, тесно прилегая к лимбу. На противоположных концах диаметра алидады находятся два верньера, при помощи которых производят отсчеты по горизонтальному кругу. Алидада имеет закрепительный и наводящий ( микрометренный ) винт для передачи ей медленного вращения. Лимб и алидада сверху накрыты кожухом, прикрепленным винтами к алидаде. В кожухе в местах верньеров сделаны отверстия, в которые вставлены простые стекла.
Изображение слайда
10
Слайд 10
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
11
Слайд 11
. Над этими отверстиями помещаются лупы, через которые можно видеть деления лимба и верньеров. Для лучшей видимости делений около стеклянных окошек помещены белые матовые стекла — иллюминаторы. На кожухе поставлены и укреплены на алидаде две подставки для зрительной трубы. Верхняя часть подставок кончается вырезами, в которых помещены концы горизонтальной оси вращения трубы. Подставки сверху накрыты крышками, привинченными к ним двумя винтами. Одна подставка имеет долевой разрез и два винта, при помощи которых можно изменять диаметр отверстия этой подставки и тем самым опускать или поднимать один конец горизонтальной оси
Изображение слайда
12
Слайд 12
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
13
Слайд 13
С одной стороны горизонтальной оси имеются закрепительный и наводящий ( микрометренный ) винты трубы. На другом конце этой оси помещается вертикально поставленный лимб, по окружности которого нанесены градусные деления. Этот лимб перемещается в вертикальной плоскости вместе с зрительной трубой. На этом же конце горизонтальной оси надета алидада вертикального круга, имеющая на противоположных концах два верньера. К алидаде вертикального круга прикреплен кожух, накрывающий вертикальный круг. В этом кожухе против верньеров сделаны прорези, в которые вставлены простые стекла, и через них в лупы видны деления верньеров и лимба. Сверху на кожухе прикреплен цилиндрический уровень, над отверстием оправы которого помещается зеркало
Изображение слайда
14
Слайд 14
. На нижней части кожуха имеется водильце, которое находится между микрометренным винтом и пружинным упором. При помощи винта можно перемещать в вертикальной плоскости алидаду вертикального круга, а вместе с ней и ось уровня. И наконец, на горизонтальной оси надета зрительная труба, имеющая объектив, окуляр, диафрагму с сеткой нитей и внутреннюю фокусирующую линзу. Зрительная труба теодолита может переводиться через зенит (на горизонтальной оси) как объективным, так и окулярным концом. Между подставками зрительной трубы помещается коробка буссоли. При помощи закрепительного винта магнитная стрелка прижимается к стеклу, накрывающему сверху коробку буссоли.
Изображение слайда
15
Слайд 15
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
16
Слайд 16
При транспортировке теодолит укладывают в специальный деревянный ящик, там же хранят запасные части и чехол, которым в случае необходимости накрывают инструмент на штативе. Повторительный теодолит „Геодезии”, имеет астрономическую трубу с дальномерной сеткой нитей и с внешней фокусировкой. Один из уровней, предназначенных для приведения вертикальной оси инструмента в отвесное положение, находится на кожухе, прикрывающем алидаду и лимб горизонтального круга, а другой прикреплен к подставке зрительной трубы. Оси этих уровней расположены взаимно перпендикулярно
Изображение слайда
17
Слайд 17
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
18
Слайд 18
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
19
Слайд 19
Для удобства визирования зрительной трубой при больших углах наклона теодолит снабжается насадкой, которая навинчивается на гайку окуляра, для чего предварительно у окулярного конца трубы отвинчивается наружное кольцо. Окулярная насадка состоит из оправы, в которой помещается призма, и откидного светофильтра, предназначенного для наблюдения Солнца. Оправа призмы свободно вращается вместе с шайбой вокруг геометрической оси втулки. При помощи этой насадки изменяется направление визирной оси за окуляром зрительной трубы на 80°. Теодолит ТМ-1 имеет накладную буссоль, которая двумя винтами укрепляется на кожухе вертикального круга. Упаковочный футляр для транспортировки теодолита состоит из металлического основания и колпака; он укладывается в чехол, имеющий плечевые ремни для переноски инструмента.
Изображение слайда
20
Слайд 20
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
21
Последний слайд презентации: ТЕМА: Теодолит. устройство теодолита
Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Типы и устройство теодолитов — КиберПедия
Дисциплина: Геодезия Специальность 2-690101 «Архитектура»
Методические рекомендации
по выполнению
Лабораторной работы № 2
на тему:
«Изучение устройства теодолита. Выполнение основных поверок. Измерение горизонтальных и вертикальных углов. Определение места нуля вертикального круга и вычисление углов наклона. Оформление полевого журнала.»
Разработала преподаватель Г.Т.Банькова
Рассмотрены и одобрены на
Заседании цикловой комиссии
Общепрофессиональных и
профилирующих дисциплин
специальности 2-690101
«Архитектура»
Протокол №___от____20__г.
Председатель ЦК С.А.Галашев
Лабораторная работа №2
Тема: Изучение устройства теодолита Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П). Отсчет по угломерным кругам. Выполнение поверок и юстировок теодолита. Измерение горизонтальных углов. Определение места нуля, вычисление углов наклона. Оформление полевого журнала.
Цель работы: Сформировать навыки в процессе изучения устройства теодолита Т30 (2Т30,2Т30П, 4Т30П), по выполнению поверок и юстировок, измерению углов, заполнению полевого журнала и обработки полученных (или учебных данных).
Приборы и принадлежности: теодолиты Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П), штатив, отвес, марки, журналы измерений углов, рабочая тетрадь, калькулятор.
Практическая работа № 2 состоит из 2-х частей.
Практическая работа № 2.1
Задание
- Изучить и описать устройство технического теодолита Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П).
- Выполнить и описать поверки (юстировки) теодолита.
- Ответить на контрольные вопросы.
- Сделать вывод о проделанной работе.
Методические рекомендации
Работа выполняется индивидуально каждым студентом. Учащийся получает методическое пособие и теодолит.
В состав работы входит:
1) ознакомление с устройством теодолита Т30 или его модификаций 2Т30, 2Т30П, 4Т30П;
2) выполнение основных поверок (юстировок) теодолита;
Во время сдачи лабораторной работы учащийся должен уметь отвечать на контрольные вопросы преподавателя.
Теоретическое обоснование
Типы и устройство теодолитов
Классификация теодолитов
Теодолит – это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов.
В настоящее время отечественными заводами в соответствии с действующим ГОСТом 10529–96 изготавливаются теодолиты четырех типов: Т05, Т1, Т2, Т5 и Т30.
Для обозначения модели теодолита используется буква Т и цифры, указывающие угловые секунды средней квадратической ошибки однократного измерения горизонтального угла.
· По точности теодолиты подразделяются на три группы:
– технические Т30, предназначенные для измерения углов со средними квадратическими ошибками до ±30″;
– точные Т2 и Т5 – до ±2″ и ±5″;
– высокоточные Т05 и Т1 – до ±1″.
ГОСТом 10529 – 96 предусмотрена модификация точных и технических теодолитов. Так, например, теодолит Т5 должен изготовляться в двух вариантах: с цилиндрическим уровнем при алидаде вертикального круга и с компенсатором, заменяющим этот уровень. Теодолит с ком-пенсатором при вертикальном круге обозначается Т5К. Компенсатор представляет собой
линзу или призму, подвешенную на четырех тонких проволоках. При наклоне оси вращения теодолита (вертикальной оси) в небольших пределах (1′ – 2′) линза, сместившись под
действием силы тяжести, сместит изображение делений вертикального круга таким образом, что отсчет по нему будет соответствовать отвесному положению оси вращения прибора, т.е. автоматически компенсирует наклон этой оси. Поэтому отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси будет равным или близким 0° даже при не строго отвесном положении оси вращения теодолита. Этот отсчет называют местом нуля.
Технические и эксплуатационные характеристики теодолитов постоянно улучшаются. Шифр обновленных моделей начинается с цифры, указывающей на соответствующее поколение теодолитов: 2Т2, 3Т2, 2Т5К, 3Т5КП, 3Т30П, 4Т30П и т. д.
· По конструкции, предусмотренной ГОСТом 10529–96 типы теодолитов делятся на повторительные и неповторительные.
У повторительных теодолитов лимб имеет закрепительный и наводящий винты и может вращаться независимо от вращения алидады.
Неповторительная система осей предусмотрена у высокоточных теодолитов.
1.1.2. Устройство теодолитов
Устройство теодолита основано на принципе измерения горизонтального угла (рис. 1).
При геодезических работах измеряют не угол между сторонами, а его ортогональную (горизонталь-ную) проекцию, называемую горизонтальным углом. Так, для измерения угла АВС(рис. 1) нужно предва-рительно спроектировать на горизонтальную плоскость точки А, В, и Си измерить горизонтальный угол abc = β.
Рассмотрим двугранный угол между вертикальны-ми плоскостями V1 и V2 , проходящими через стороны угла АВС. Угол β для данного двугранного угла является линейным. Следовательно, углу β равен всякий другой линейный угол, вершина которого находится в любой точке на отвесном ребре ВВ1 двугранного угла, а стороны его лежат в плоскости, параллельной плоскости М. Итак, для измерения величины угла β можно в любой точке, лежащей на ребре ВВ1 двугранного угла, допустим в точке b1, установить горизонтальный круг с градусными делениями и измерить на нем дугу a1c1, заключенную между сторонами двугранного угла, которая и будет градусной мерой угла a1b1c1, равной β , т. е. угол abc= β.
Для измерения горизонтальных проекций углов между линиями местности в теодолите используется горизонтальный угломерный круг с градусными делениями, называемый лимбом. Стороны угла проектируют на лимб с использованием подвижной визирной плоскости зрительной трубы. Она образуется визирной осью[1] трубы при её вращении вокруг горизонтальной оси. Данную плоскость поочередно совмещают со сторонами угла ВА и ВС, последовательно направляя визирную ось зрительной трубы на точки А и С. При помощи специального отсчетного приспособления алидады, которая находится над лимбом соосно с ним и перемещается вместе с визирной плоскостью, на лимбе фиксируют начало и конец дуги a1c1
(см.рис. 1), беря отсчеты по градусным делениям. Разность взятых отсчетов являетсязначением измеряемого угла β.
Лимб и алидада, используемые для измерения горизонтальных углов, составляют в теодолите горизонтальный круг 17 (рис. 2). Ось вращения алидады горизонтального круга называют основной осью теодолита.
В теодолите также имеется вертикальный круг18 (рис. 2) с лимбом и алидадой, служащий для измерения вертикальных проекций углов – углов наклона. Принято считать углы наклона выше горизонта положительными, а ниже горизонта – отрицательными. Лимб вертикального круга обычно наглухо скреплён со зрительной трубой и вращается вместе с ней вокруг горизонтальной оси теодолита.
Рис.2. Устройство теодолита Т30: 1 – основание; 2 – исправительный винт цилиндрического уровня; 3, 4 – закрепительный и наводящий винты алидады; 5 – цилиндрический уровень; 6 – наводящий винт зрительной трубы;
7 – кремальера; 8 – закрепительный винт зрительной трубы; 9 – визир;
10 – окуляр зрительной трубы; 11 – окуляр отсчетного микроскопа;
12 – колонка; 13 – подставка; 14 – закрепительный винт лимба;
15 – подъемный винт; 16 – наводящий винт лимба; 17 – горизонтальный круг; 18 – вертикальный круг; 19 – объектив зрительной трубы; 20 – зеркальце для подсветки штрихов отсчетного микроскопа; 21 – кронштейн для ориентир-буссоли;
Перед измерением углов центр лимба горизонтального круга с помощью отвеса или оптического центрира устанавливают на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла, а плоскость лимба приводят в горизонтальное положение, используя с этой целью три подъемных винта 15 и цилиндрический уровень 5 (рис. 2). В результате данных действий основная ось теодолита должна совпасть с отвесной линией, проходящей через вершину измеряемого угла.
Для установки, настройки и наведения теодолита на цели в нем имеется система винтов: становой и подъемные винты, закрепительные (зажимные) и наводящие (микрометренные) винты, исправительные (юстировочные) винты.
Становым винтом теодолит крепят к головке штатива, подъемными винтами – горизонтируют.
Закрепительными винтами скрепляют подвижные части теодолита (лимб, алидаду, зрительную трубу) с неподвижными. Наводящими винтами сообщают малое и плавное вращение закрепленным частям.
Зрительные трубы теодолитов чаще всего бывают астрономические, дающие обратное (перевернутое) изображение. Но в последнее время применяются трубы, которые дают прямое изображение.
При наблюдении предметов на них наводится вполне определенная точка трубы. Такой точкой является центр сетки нитей, представляющий собою пересечение горизонтальной нити и продолженной вертикальной. Сетка нитей (рис.3) видна в поле зрения трубы и изображена на специальной сеточной диафрагме, размещенной вблизи переднего фокуса окуляра. Сеточная диафрагма представляет собою стеклянную пластинку в металлической оправе.
Она может слегка перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях исправительными винтами сетки. Симметрично относительно горизонтальной нити нанесены дальномерные штрихи для определения расстояний.
К оптическим характеристикам зрительной трубы относятся: увеличение, поле зрения, относительная яркость и разрешающая способность, которую принимают за точность визирования трубой.
Увеличение зрительной трубы показывает во сколько раз увеличивается размер предмета, рассматриваемого в зрительную трубу, по сравнению с размером этого же предмета, видимого невооруженным глазом.
Полем зрения трубы называется то пространство, которое видно в трубу при ее неподвижном положении.
Яркость изображения определяется количеством света, которое падает на глаз в секунду времени на квадратный миллиметр изображения. Такая яркость называется абсолютной, ее нельзя выразить определенным числом. Поэтому пользуются относительной яркостью, представляющей собой отношение абсолютной яркости вооруженного зрительной трубой глаза и невооруженного глаза.
Для приведения осей и плоскостей прибора в отвесное или горизонтальное положение служат уровни, они бывают двух типов: круглые – для предварительной, грубой установки приборов и цилиндрические – для окончательной, точной установки. Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой отшлифована в виде бочкообразного сосуда, в продольном сечении представляющего дугу окружности некоторого радиуса.
Стеклянные сосуды уровней заполняют эфиром или смесью эфира со спиртом в подогретом состоянии. Когда наполнитель остынет и сожмется в объеме, образуется пространство, заполненное парами наполнителя, то есть пузырек. При изменении температуры пары наполнителя легко переходят из парообразного состояния в жидкое и наоборот, отчего размеры пузырька изменяются. В цилиндрических уровнях добиваются, чтобы длина пузырька состав-ляла примерно 1/3 длины трубки при температуре +20°С. Чтобы можно было судить о переме-щении пузырька, на наружной поверхности уровня наносятся штрихи. Расстояние между штри-хами обычно равно 2 мм. Середина трубки уровня называется нуль-пунктом. На цилиндричес-ком уровне нуль-пункт обычно не обозначается, а относительно него штрихи наносятся сим-метрично. Касательная к внутренней поверхности трубки, проходящая через нуль-пункт вдоль длины цилиндрического уровня, называется осью уровня. Когда середина пузырька уровня сов-падает с нуль-пунктом, ось уровня занимает горизонтальное положение. При смещении пузырь-ка уровня на одно деление ось уровня наклоняется на некоторый угол, который называется ценой деления уровня. Чем меньше цена деления уровня, тем чувствительнее, точнее уровень.
Рассмотрим подробно устройство и характеристики теодолита Т30 и его модификаций (2Т30, 4Т30П), которые обычно используются в инженерно-геодезических работах.
Теодолит Т30 (рис.2) и его модификации относятся к разряду технических с повторительной системой вертикальной оси. Система отсчитывания односторонняя. Увеличение
трубы 18х (Т30) и 20х (2Т30, 4Т30П), пределы визирования от 1,2 м до бесконечности, цена деления уровня 45″. Данные теодолиты применяются для прокладывания теодолитных и тахеометрических ходов, плановых и высотных съемок.
На зрительной трубе (см. рис.2) имеется оптический визир 9, в поле зрения которого виден светлый крест. Этот крест совмещается с целью (предметом), который должен попасть в поле зрения трубы, но изображение предмета может быть размытым (иногда его изображение вообще не будет видно). Чтобы изображение предмета было четким, сначала вращением диоптрийного кольца окуляра трубы 10 получают отчетливое изображение сетки нитей (это действие назы-вается установкой зрительной трубы по глазу). Затем с помощью кремальеры 7 перемещают в трубе специальную фокусирующую линзу до тех пор, пока изображение цели не станет четким, т.е. выполняют установку трубы по предмету. После этого зажимные винты зрительной трубы 8 и алидады горизонтального круга 3 закрепляются, и микрометренными винтами алидады 4 и трубы 6 центр сетки нитей наводится на предмет.
В теодолите Т30 подставка 13 жестко скреплена с основанием 1, служащим одновременно донцем футляра, что позволяет закрывать теодолит футляром, не снимая его со штатива. Ось вращения теодолита устанавливается в отвесное положение с помощью подъемных винтов 15 и цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга 5.
Полая вертикальная ось теодолита позволяет центрировать прибор над точкой местности с помощью зрительной трубы. Прибор снабжается окулярными насадками для зрительной тру-бы и микроскопа, которые применяют при наблюдении предметов, расположенных относи-тельно горизонта под углом более 45° .
В теодолитах Т30 имеется только один цилиндрический уровень при алидаде горизон-тального круга 5, который прикрепляется к подставке зрительной трубы параллельно визирной плоскости. Положение уровня изменяется юстировочными (исправительными) винтами 2. При алидаде вертикального круга уровня нет.
Теодолит по особому заказу может быть укомплектован ориентир-буссолью и уровнем, который прикрепляется к трубе для нивелирования горизонтальным визирным лучом. Обычно к зрительной трубе прикрепляют два визира. При установке уровня на трубе один из визиров должен быть снят. На рис.4 приведено устройство технического теодолита 4Т30П
Рис. 4. Устройство теодолита 4Т30П: 1 – головка штатива; 2 – основание; 3 – подъемный винт; 4 – наводящий винт алидады; 5 – закрепительный винт алидады; 6 – наводящий винт зрительной трубы; 7 – окуляр зрительной трубы; 8 – предохранительный колпачок сетки нитей зрительной трубы; 9 – кремальера; 10 – закрепительный винт зрительной трубы; 11 – объектив зрительной трубы; 12 – цилиндрический уровень; 13 – винт поворота лимба; 14 – закрепительный винт; 15 – окуляр отсчетного микроскопа с диоптрийным кольцом; 16 – зеркальце для подсветки штрихов отсчетного микроскопа; 17 – колонка; 18 – ориентир-буссоль; 19 – вертикальный круг; 20 – визир; 21 – диоптрийное кольцо окуляра зрительной трубы; 22 – исправительные винты цилиндрического уровня; 23 – подставка
В качестве отсчетных приспособлений в технических теодолитах применяются штриховой и шкаловой микроскопы (рис. 5).
В теодолите Т30 отсчетное приспособление выполнено в виде штрихового микроскопа (рис. 19, а), позволяющего брать отсчеты с точностью 1′, а в его модификациях (2Т30, 4Т30П) – шкалового микроскопа тридцатисекундной точности (рис. 5, б,в).
Рис. 5. Поле зрения отсчетных устройств: а – штрихового микроскопа с отсчетами по вертикальному кругу 358°48′ , по горизонтальному 70°04′; б – шкалового микроскопа с отсчетами: по вертикальному кругу 1°11,5′, по горизонтальному 18°22′ ; в – по вертикальному кругу – минус 0°46,5′, по горизонтальному – 95°47′.
Изображение штрихов и цифр обоих кругов передаются в поле зрения микроскопа. Поворотом и наклоном зеркала 16 (см. рис. 4) достигают оптимального освещения поля зрения микроскопа и вращением диоптрийного кольца его окуляра 15 устанавливают по глазу четкое изображение отсчетного устройства.
В верхней части поля зрения отсчётного микроскопа, обозначенной буквой В, видны штрихи вертикального круга; в нижней части, обозначенной буквой Г – штрихи горизонтального круга.
В штриховом микроскопе теодолита Т30 в середине поля зрения виден штрих, относительно которого осуществляется отсчет по лимбу (рис. 5, а). Перед отсчетом по лимбу необходимо определить цену деления лимба. В теодолите Т30 цена деления лимба составляет 10 угловых минут, так как градус разделен на шесть частей. Число минут оценивается на глаз в десятых долях цены деления лимба. Точность отсчета составляет 1′.
В шкаловом микроскопе в поле зрения видна шкала, размер которой соответствует цене деления лимба (рис. 5, б, в). Для теодолита технической точности размер шкалы и цена деления лимба равны 60′. Шкала разделена на двенадцать частей и цена ее деления составляет 5 угловых минут. Если перед числом градусов знака минус нет, отсчет производится по шкале от 0 до 6 в направлении слева направо (рис. 5, б). Если перед числом градусов стоит знак минус, то мину-ты отсчитываются по шкале вертикального круга от –0 до –6 в направлении справа налево (рис. 5, в). Десятые доли цены деления шкалы берутся на глаз с точностью до 30”.Чтобы теодолит обеспечивал получение неискаженных результатов измерений, он должен удовлетворять
соответствующим геометрическим и оптико-механическим условиям. Действия, связанные с проверкой этих условий, называют поверками. Поверки теодолита выполняются в соответствии с паспортом-инструкцией, прилагаемой к прибору, или инструкцией по проведению технологи-ческой поверки геодезических приборов [2].
Если какое-либо условие не соблюдается, с помощью исправительных винтов производят юстировку прибора.
Методические рекомендации
Задание 3
Контрольные вопросы и задания:
1. Что представляет собой теодолит Т30? Перечислить устройство теодолита Т30.
2. Что означают цифры перед и после названия прибора? Сравнить данное устройство с другими модификациями технических теодолитов 2Т30,2Т30П,4Т30П.
3. Назовите основные оси теодолита. Какую важную роль они играют при установке прибора в рабочее положение?
4. Как выполняются основные поверки и юстировки всех теодолитов технической точности?
Опишите и выполните их. Результаты оформите на специальных листах.
Задание 4
Вывод о проделанной работе:
В результате выполнения данной лабораторной работы я … … .
Лабораторная работа № 2.2
Работа выполняется индивидуально каждым учащимся. Учащийся получает методическое пособие и теодолит. Преподаватель задаёт номер станции установки прибора и номера марок, между которыми необходимо измерить горизонтальные углы.
В состав работы входит:
Задание
1. Установить теодолит в рабочее положение.
2. Измерить горизонтальный угол способом приёмов, заполнить полевой журнал и обработать результаты измерения горизонтальных углов.
3. Измерить вертикальный угол, заполнить полевой журнал и обработать результаты измерения вертикальных углов.
6. Во время сдачи лабораторной работы учащийся должен уметь отвечать на контрольные вопросы преподавателя.
7. Сделать вывод о проделанной работе.
Задание 1
Задание 2
Измерение горизонтальных углов способом приёмов, обработка журнала измерения горизонтальных углов
Цель: освоить методику измерения углов и обработки результатов.
Принадлежности: теодолит, штатив, отвес, журнал измерения горизонтальных углов.
Между двумя направлениями, выходящими из общей вершины, можно измерить два угла (рис. 8). Обычно при съёмке измеряют углы, лежащие по ходу справа. Поэтому, зная направле-ние хода, легко установить, какой из двух углов искомый. Направление хода задают в обозна-чении угла, указывая вначале заднюю точку, затем станцию (вершину угла) и переднюю точку. На местности направление от задней точки через станцию к передней точке является направ-лением хода, а угол, лежащий справа от этого направления, – искомым углом β.
Рис. 8 Схема измерения горизонтального угла способом приёмов
При измерении горизонтальный угол определяется как разность отсчетов по горизонтальному кругу (рис. 8)
,
где З – отсчёт по горизонтальному кругу при наблюдении задней точки (В), П – отсчет при наблюдении передней точки (А).
!!! Так как деления на горизонтальном круге подписаны с возрастанием по часовой стрелке, то отсчет на заднюю точку должен быть всегда больше отсчета при наблюдении передней точки. В том случае, когда нулевое деление на горизонтальном круге размещается внутри измеряемого угла, отсчёт на заднюю точку будет меньше отсчёта на переднюю точку, тогда для получения величины угла к отсчету на заднюю точку необходимо добавить 360°.
При измерении горизонтальных углов применяются следующие способы:1) приемов;
2) повторений; 3) круговых приемов.
В способе приемов горизонтальный угол измеряется при двух положениях вертикального круга относительно зрительной трубы (см. табл.1), называемых полуприемами при “круге лево” (Л) и при “круге право” (П).
Способ отдельного угла
Горизонтальный угол ABC (схема в таблице 1) можно рассматривать как правый (справа
лежащий) по ходу А-В-С. В этом случае точку А называют задней, а точку С – передней по отношению к вершине В угла ᵦ. При измерении отдельного угла ABC точку А можно
также рассматривать как правую, а точку С как левую точку этого угла.
Таблица 1
Журнал измерения горизонтальных углов теодолитом ТЗО
Над вершиной В измеряемого угла ᵦ центрируют и горизонтируют теодолит, а над точками А и С ставят визирные цели (вехи вдавливают в землю в створе прямых ВС и ВА).
Угол измеряют двумя полуприемами. Каждый полуприем выполняют в одном из положе-ний теодолита либо KJI, либо КП.
Первый полуприем. Закрепляют горизонтальный угломерный круг теодолита, ткрепляют алидаду и визируют зрительной трубой (вертикальной нитью сетки) на заднюю по ходу визир-ную цель А. По горизонтальному кругу берут отсчет а1, записывают его в журнал (табл. 1). Затем при закрепленном горизонтальном круге визируют на переднюю точку С и берут отсчет а2. Правый по ходу угол вычисляют по формуле
ᵦ ‘ = а1— а2, или ᵦ ‘ = 3 – П,
где а1= 3 и а2= П — отсчеты по горизонтальному лимбу при визировании на заднюю и перед-нюю по ходу точки. В нашем примере в результате измерений угла первым полуприемом
получено значение ᵦ ‘ = 85° 37’.
Второй полуприем. Зрительную трубу переводят через зенит (изменяют положение КЛ на КП или наоборот), а горизонтальный круг вместе с алидадой поворачивают на угол ∆ β ≈3—5° и закрепляют. Затем действия второго полуприема выполняют в той же последовательности, что и первого.
В примере табл. 1 второе значение угла равно β” = 85° 36′.
Допустимое расхождение углов β ‘ и β ” составляет 2t – двойную точность отсчетного устройства (2 t = 1′ для теодолитов Т30-4Т30П). При этом условии вычисляется среднее (окончательное) значение измеренного угла β = (β ‘ + β “) / 2.
Задание 3
Юстировка места нуля
Если МО близко к нулю, то упрощаются вычисления углов наклона. Приступая к юстировке, значение МО определяют 2-3 раза, затем вычисляют угол наклона v.
В теодолитах Т30-4Т30П после определения величин МО и v вновь визируют на точку М при КЛ и, удерживая пузырек уровня в нуль-пункте, зрительную трубу ставят на отсчет по
вертикальному кругу Л = v. Затем вертикальными юстировочными винтами сетки ее среднюю горизонтальную нить совмещают с изображением точки М, после чего определяют полученную
величину МО.
В теодолитах с уровнем при алидаде вертикального круга (Т5, Т2 и др.) при визировании на точку М пузырек этого уровня удерживают в нуль-пункте. Определяют значения МО и v. Затем визируют на точку М при КЛ и, вращая установочный винт названного уровня, устанав-ливают отсчет v, равный величине угла наклона. После этого с помощью юстировочной шпиль-ки или отвертки вращают юстиротировочный винт того же уровня – перемещают его пузырек в нуль-пункт. Находят новую величину МО.
В теодолитах с компенсатором при вертикальном круге (Т5К, ЗТ5КП) величину МО ≈ 0° 00′ регулируют котировочным винтом, расположенным на колонке вертикального круга (Т5К).
Примечание. При заводской сборке теодолита величину МО устанавливают близкой к 0° 00’. В теодолитах ТЗО – 4Т30П, как и во всех типах теодолитов, не рекомендуется изменять величину МО смещением визирной сетки больше чем на 1-2′, так как отклонение визирной оси от опти-ческой оси будет приводить к значительным колебаниям визирной оси при перефокусировках трубы.
Вопросы и задания для самопроверки
1. В каких плоскостях измеряют горизонтальные и вертикальные углы и как это отражено в принципиальном устройстве теодолита?
2. Начертите основные геометрические оси теододита.
3. Опишите устройство зрительной трубы теодолита, ее оси, видимое увеличение, точность визирования, последовательность установки на четкое изображение визирной сетки и предмета,
устранение параллакса.
4. Покажите назначение и устройство уровней в теодолите.
5. Какие угломерные круги и отсчетные устройства применяются в теодолитах типа ТЗО и Т5, как берутся отсчеты?
6. Как классифицируют теодолиты по точности?
7. Какие центрировочные устройства применяются в теодолитах?
8. Назовите технические особенности устройства, практические возможности кодовых
теодолитов.
9. Как выполняются полевые поверки и юстировки теодолита перед началом измерений?
10. Почему горизонтальные и вертикальные углы измеряют при КЛ и КП?
11. Какие меры принимают для устранения действия внешних и внутренних источников
погрешностей при измерении горизонтальных углов теодолитом, каковы требования к точности центрирования теодолита и визирных целей?
12. Вычислить МО и v, если в теодолите ТЗО Л = 12° 25′;
П = 167° 33′; в теодолите 2Т30П Л = +12° 27′; П = -12° 25′.
Задание 7
Вывод о проделанной работе:
В результате выполнения данной лабораторной работы я … … .
Визирная ось – воображаемая прямая, проходящая через оптический центр объектива и центр сетки нитей[1]
Дисциплина: Геодезия Специальность 2-690101 «Архитектура»
Методические рекомендации
по выполнению
Лабораторной работы № 2
на тему:
«Изучение устройства теодолита. Выполнение основных поверок. Измерение горизонтальных и вертикальных углов. Определение места нуля вертикального круга и вычисление углов наклона. Оформление полевого журнала.»
Разработала преподаватель Г.Т.Банькова
Рассмотрены и одобрены на
Заседании цикловой комиссии
Общепрофессиональных и
профилирующих дисциплин
специальности 2-690101
«Архитектура»
Протокол №___от____20__г.
Председатель ЦК С.А.Галашев
Лабораторная работа №2
Тема: Изучение устройства теодолита Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П). Отсчет по угломерным кругам. Выполнение поверок и юстировок теодолита. Измерение горизонтальных углов. Определение места нуля, вычисление углов наклона. Оформление полевого журнала.
Цель работы: Сформировать навыки в процессе изучения устройства теодолита Т30 (2Т30,2Т30П, 4Т30П), по выполнению поверок и юстировок, измерению углов, заполнению полевого журнала и обработки полученных (или учебных данных).
Приборы и принадлежности: теодолиты Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П), штатив, отвес, марки, журналы измерений углов, рабочая тетрадь, калькулятор.
Практическая работа № 2 состоит из 2-х частей.
Практическая работа № 2.1
Задание
- Изучить и описать устройство технического теодолита Т30 (2Т30,2Т30П,4Т30П).
- Выполнить и описать поверки (юстировки) теодолита.
- Ответить на контрольные вопросы.
- Сделать вывод о проделанной работе.
Методические рекомендации
Работа выполняется индивидуально каждым студентом. Учащийся получает методическое пособие и теодолит.
В состав работы входит:
1) ознакомление с устройством теодолита Т30 или его модификаций 2Т30, 2Т30П, 4Т30П;
2) выполнение основных поверок (юстировок) теодолита;
Во время сдачи лабораторной работы учащийся должен уметь отвечать на контрольные вопросы преподавателя.
Теоретическое обоснование
Типы и устройство теодолитов
Классификация теодолитов
Теодолит – это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов.
В настоящее время отечественными заводами в соответствии с действующим ГОСТом 10529–96 изготавливаются теодолиты четырех типов: Т05, Т1, Т2, Т5 и Т30.
Для обозначения модели теодолита используется буква Т и цифры, указывающие угловые секунды средней квадратической ошибки однократного измерения горизонтального угла.
· По точности теодолиты подразделяются на три группы:
– технические Т30, предназначенные для измерения углов со средними квадратическими ошибками до ±30″;
– точные Т2 и Т5 – до ±2″ и ±5″;
– высокоточные Т05 и Т1 – до ±1″.
ГОСТом 10529 – 96 предусмотрена модификация точных и технических теодолитов. Так, например, теодолит Т5 должен изготовляться в двух вариантах: с цилиндрическим уровнем при алидаде вертикального круга и с компенсатором, заменяющим этот уровень. Теодолит с ком-пенсатором при вертикальном круге обозначается Т5К. Компенсатор представляет собой
линзу или призму, подвешенную на четырех тонких проволоках. При наклоне оси вращения теодолита (вертикальной оси) в небольших пределах (1′ – 2′) линза, сместившись под
действием силы тяжести, сместит изображение делений вертикального круга таким образом, что отсчет по нему будет соответствовать отвесному положению оси вращения прибора, т.е. автоматически компенсирует наклон этой оси. Поэтому отсчет по вертикальному кругу при горизонтальном положении визирной оси будет равным или близким 0° даже при не строго отвесном положении оси вращения теодолита. Этот отсчет называют местом нуля.
Технические и эксплуатационные характеристики теодолитов постоянно улучшаются. Шифр обновленных моделей начинается с цифры, указывающей на соответствующее поколение теодолитов: 2Т2, 3Т2, 2Т5К, 3Т5КП, 3Т30П, 4Т30П и т. д.
· По конструкции, предусмотренной ГОСТом 10529–96 типы теодолитов делятся на повторительные и неповторительные.
У повторительных теодолитов лимб имеет закрепительный и наводящий винты и может вращаться независимо от вращения алидады.
Неповторительная система осей предусмотрена у высокоточных теодолитов.
1.1.2. Устройство теодолитов
Устройство теодолита основано на принципе измерения горизонтального угла (рис. 1).
При геодезических работах измеряют не угол между сторонами, а его ортогональную (горизонталь-ную) проекцию, называемую горизонтальным углом. Так, для измерения угла АВС(рис. 1) нужно предва-рительно спроектировать на горизонтальную плоскость точки А, В, и Си измерить горизонтальный угол abc = β.
Рассмотрим двугранный угол между вертикальны-ми плоскостями V1 и V2 , проходящими через стороны угла АВС. Угол β для данного двугранного угла является линейным. Следовательно, углу β равен всякий другой линейный угол, вершина которого находится в любой точке на отвесном ребре ВВ1 двугранного угла, а стороны его лежат в плоскости, параллельной плоскости М. Итак, для измерения величины угла β можно в любой точке, лежащей на ребре ВВ1 двугранного угла, допустим в точке b1, установить горизонтальный круг с градусными делениями и измерить на нем дугу a1c1, заключенную между сторонами двугранного угла, которая и будет градусной мерой угла a1b1c1, равной β , т. е. угол abc= β.
Для измерения горизонтальных проекций углов между линиями местности в теодолите используется горизонтальный угломерный круг с градусными делениями, называемый лимбом. Стороны угла проектируют на лимб с использованием подвижной визирной плоскости зрительной трубы. Она образуется визирной осью[1] трубы при её вращении вокруг горизонтальной оси. Данную плоскость поочередно совмещают со сторонами угла ВА и ВС, последовательно направляя визирную ось зрительной трубы на точки А и С. При помощи специального отсчетного приспособления алидады, которая находится над лимбом соосно с ним и перемещается вместе с визирной плоскостью, на лимбе фиксируют начало и конец дуги a1c1
(см.рис. 1), беря отсчеты по градусным делениям. Разность взятых отсчетов являетсязначением измеряемого угла β.
Лимб и алидада, используемые для измерения горизонтальных углов, составляют в теодолите горизонтальный круг 17 (рис. 2). Ось вращения алидады горизонтального круга называют основной осью теодолита.
В теодолите также имеется вертикальный круг18 (рис. 2) с лимбом и алидадой, служащий для измерения вертикальных проекций углов – углов наклона. Принято считать углы наклона выше горизонта положительными, а ниже гор
| Главная » Статьи и полезные материалы » Микроскопы » Статьи о микроскопах, микропрепаратах и исследованиях микромира » Устройство оптического микроскопа у теодолита Прежде чем говорить об устройстве оптического микроскопа у теодолита, необходимо разобраться, что это за прибор. Теодолиты – это геодезические инструменты, предназначенные для измерения горизонтальных и вертикальных углов на местности. Они бывают оптическими, электронными, лазерными и специального назначения. Теодолит состоит из штатива, измерительных кругов (лимбов), измерительной линейки (алидады), зрительной трубы, визира и отсчетного микроскопа. Микроскоп оптического теодолита бывает трех видов. Наиболее распространены штриховой и шкаловой микроскопы. Однако самые точные теодолиты снабжены микроскопами с оптическим микрометром. Микроскоп теодолита предназначен для снятия показаний с измерительного прибора. Упрощенная схема работы с оптическим теодолитом такова: устанавливаем прибор на ровную поверхность, наводим зрительную трубу на объект изучения, снимаем измерения. Теодолиты широко применяют в строительных работах, при составлении топографических карт и планов. Шкаловой микроскоп теодолитаЗначения горизонтальных и вертикальных углов высчитываются по лимбам – измерительным кругам, помещенным в колонку и основание теодолита. Чтобы снять с них показания, необходимо воспользоваться шкаловым микроскопом теодолита. Он представляет собой небольшую оптическую трубку, расположенную рядом с основной зрительной трубой. Заглянув в окуляр, мы увидим два полукруга с горизонтальными шкалами. Верхний полукруг показывает значения вертикальных углов, нижний – горизонтальных. Эти значения еще называют «отсчетами», и они исчисляются градусами, минутами и секундами. В каждом полукруге шкалового микроскопа теодолита расположены две шкалы: подвижная (шкала лимба) и неподвижная (шкала алидады). По подвижной шкале мы определяем градусы в диапазоне от 0° до 360°, по неподвижной – минуты в диапазоне от 0 до 60. Значение шкалы лимба меняется при изменении положения теодолита. Та риска подвижной шкалы, которая попала на шкалу алидады, и есть искомое значение градуса. Эта же риска указывает нам и на значение минут – берем мы его уже с неподвижной шкалы. Немного сложнее с секундами. У каждого теодолита есть своя точность измерений. Высокоточные измерительные приборы отличаются погрешностью менее 10 секунд. Техническим теодолитам свойственна точность в 15, 30 или 60 секунд. Предположим, у нашего измерительного прибора точность 30 секунд. Никаких промежуточных значений, кроме 0 и 30 секунд, наши измерения принимать не смогут. Поэтому если риска шкалы лимба попадает точно на риску шкалы алидады, принято считать, что значение секунд равно 0. Если она попадает между двух рисок шкалы алидады, значит, значение секунд равно 30. Оптические теодолиты, снабженные микроскопами, одни из самых неприхотливых. Они не боятся отрицательных температур и не требуют дополнительного питания. Однако тем, кто не знаком с геодезическими приборами, стоит обратить внимание на электронные теодолиты. Они самостоятельно высчитывают значения углов и выводят результаты измерений на встроенный экран. Пользоваться ими намного проще. 4glaza.ru Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru. Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Другие обзоры и статьи о микроскопах, микропрепаратах и микромире:
|
Устройство теодолита. Устройство теодолита 2Т30
Для выполнения геодезических работ используется большое число специальных приборов и инструментов. Основным из них является теодолит, применяемый для измерения углов и расстояний.
Что такое теодолит
Теодолит – специальный геодезический прибор, необходимый для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Он используется для выполнения многих работ, в том числе строительных.
Теодолит был изобретен людьми много сотен лет назад, а выглядел он просто. С тех пор инструмент приобрел множество модификаций. Сегодня он оснащается электронными компенсаторами, более точными уровнями, новыми устройствами отсчета. Современный теодолит имеет гораздо большую точность снятия отсчетов как по горизонтальному, так и по вертикальному кругу.
Общее устройство теодолитов
Теодолит – устройство, состоящее из горизонтального и вертикального лимба для измерения углов. Лимб представляет собой круг с оцифрованными значениями от 0 до 360 градусов. Для более точного взятия отсчетов на теодолите имеется также алидада – отсчетное устройство, позволяющее помимо величины в градусах определить еще значения минут и секунд.
Прибор имеет зрительную трубу с многократным увеличением для наведения на цель. Таким образом, можно измерить угол или положение до цели, которая находится на значительном расстоянии от теодолита. Кроме того, имеется труба микроскопа, где можно увидеть значение с точностью до минут и секунд. По ней берется отсчет горизонтального или вертикального угла.
На теодолите есть круглый или цилиндрический уровень. С их помощью прибор приводится в горизонтальное положение. Обычно современные теодолиты оснащаются двумя видами уровней для более точной установки прибора и повышения качества работы.
Уровень теодолита устанавливается в необходимое положение с применением установочных винтов, расположенных на подставке-трегере. Кручением этих винтов можно изменить положение плоскости прибора.
Виды теодолитов
Устройство теодолитов подразделяется на механическое, оптическое и электронное.
Наиболее примитивными являются механические теодолиты. Они включают в себя такое отсчетное устройство, как верньер. Подобный прибор не имеет оптической системы, а значение угла берется на глаз. На данный момент оптические и электронные теодолиты полностью вытеснили механические приборы по причине низкой точности работы последних.
Теодолит с оптической системой устройства был изобретен в начале двадцатого века. Данные приборы наиболее многочисленны: они включают в себя микроскоп-оценщик, односторонний и двухсторонний оптический микрометр, шкаловый микроскоп. Все системы имеют разный принцип снятия отсчетов и разную точность.
Сегодня оптические теодолиты постепенно вытесняются электронными, но все еще применяются для выполнения геодезических работ. Это происходит ввиду низкой стоимости, более дешевого обслуживания и удовлетворительной точности работ. Главным поставщиком приборов в России является Уральский оптико-механический завод. Он выпускает такие модели, как 2Т30, 2Т30П, 4Т30П.
Электронные теодолиты-тахеометры являются представителями последнего поколения. Они полностью автоматизируют процесс снятия отсчетов и вычислений необходимых значений. Для того чтобы измерить нужный вертикальный или горизонтальный угол с помощью такого прибора, достаточно навести его на заданную точку и нажать кнопку на панели тахеометра. На дисплее отобразятся вычисленные углы и расстояния.
Типы отсчетных устройств
Самый многочисленный ряд приборов – оптические. Они имеют разные схемы устройства теодолита. Это зависит от имеющегося в конструкции отсчетного прибора.
Отсчетные устройства делятся на:
- шкаловый микроскоп;
- микроскоп-оценщик;
- односторонний оптический микрометр;
- двусторонний оптический микрометр;
- верньеры.
Каждая из представленных систем имеет разную точность измерения углов и разный принцип снятия отсчета.
Теодолит Т30
Устройство теодолита Т30 представлено оптическим отсчетным механизмом – микроскопом-оценщиком. Это означает, что значение измеряемого угла определяется в поле зрения микрометренной трубы по делениям лимба – на глаз.
Теодолит Т30 имеет фокусировку зрительной трубы внутреннего типа, предоставляя возможность наводиться на точки на расстоянии от двух метров до бесконечности. Настройка резкости прибора изменяется с помощью винта кремальеры, расположенного непосредственно на зрительной трубе.
Устройство теодолита не включает в себя наличие оптического центрира, позволяющего расположить вертикальную ось прибора прямо над точкой. Центрирование осуществляется с помощью зрительной трубы и специальной насадки, позволяющей снимать отсчеты до 270 градусов.
Точность данного прибора составляет 30 секунд, что относит его к теодолитам технического класса. Это означает, что Т30 предназначен для осуществления работ низкой точности. К ним можно отнести некоторые строительные работы и построение сетей сгущения на местности.
Теодолит 2Т30 и 2Т30П
Теодолит 2Т30 – оптический прибор второго поколения, разработанный Уральским оптико-механическим заводом. Имеет ряд модификаций, не включенных в комплектацию Т30.
В качестве отсчетного устройства теодолит 2Т30 включает в себя шкаловый микроскоп. Данный вид механизма облегчает работу с прибором и повышает точность работы. Для того чтобы снять отсчет минутной доли, необходимо по имеющимся штрихам определить местоположение биссектора, а для уточнения времени – на глаз определить его положение между двумя минутными делениями. Такой механизм позволяет находить углы с точностью до тридцати секунд. Это также относит 2Т30 к классу технических теодолитов.
Устройство теодолита 2Т30 имеет повторительную систему снятия отсчета. Лимб теодолита может вращаться отдельно, без задействования алидады, что позволяет измерять углы на несколько направлений.
Теодолит имеет микрометренный винт для горизонтального и вертикального круга. Это предоставляет возможность более точного наведения на визирную цель. Для быстрого поиска и грубого наведения также используют коллиматорные визиры, расположенные снизу и сверху зрительной трубы.
2Т30 имеет перевернутое изображение зрительной трубы. Устройство теодолита 2Т30П, аналогичного первому, имеет в своей конструкции специальную призму, поворачивающую пучок света на 180 градусов так, что изображение становится прямым. Конструкция прибора позволяет выполнять сложнейшие работы, которые требуют высокой точности измерений.
Теодолит 4Т30П
4Т30П является представителем четвертого поколения оптических теодолитов. Отсчетным устройством, использующимся в его схеме, остается шкаловый микроскоп. В устройство включены другие модификации, повышающие качество и скорость выполнения измерений.
В механизме прибора имеется оптический центрир с двукратным увеличением. С его помощью осуществляется точное центрирование на геодезический пункт или точку.
Устройство теодолита 4Т30П включает в себя нитяной дальномер, позволяющий определить горизонтальное положение до визирной цели, используя специальные рейки.
Данный прибор до сегодняшнего дня используется в строительстве, геодезических изысканиях и маркшейдерских работах, благодаря небольшой массе, компактности и удобству в использовании.
Поверки теодолита
Поверки теодолита – комплекс проверочных работ, позволяющих выявить неточности измерений и неправильность работы прибора. Их необходимо проводить регулярно для того, чтобы сохранять инструмент в рабочем состоянии.
Поверки теодолита различны для каждой модели. Они зависят от типа отсчетной системы, точности измерения горизонтальных и вертикальных углов и устройства теодолита.
Общим для всех видов приборов является соблюдение следующих условий:
- перпендикулярность вертикальной и горизонтальной оси инструмента;
- параллельность оси цилиндрического уровня и зрительной трубы;
- перпендикулярность вертикальной нити сети нитей и горизонтальной оси теодолита;
- постоянство места нуля.
Если перечисленные условия не соблюдаются, необходимо выполнить юстировку прибора.
Правильное использование теодолита
Для того чтобы обеспечить высокую точность измерений и длительную работу прибора, необходимо правильно использовать теодолит. Обязательно осуществлять транспортировку инструмента и его комплектующих в специальном чехле, не хранить прибор в губительных для его целостности условиях, своевременно проводить юстировки и поверки устройства теодолита.
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.
5 увлекательных фактов об истории теодолитов
Если вы посещаете наш сайт, скорее всего, вы уже знаете, что теодолит – это распространенный тип геодезического оборудования, используемого для измерения вертикальных и горизонтальных углов. Однако теодолит – это устройство, используемое многими профессионалами, помимо геодезистов, и у этих устройств интересная история. Поскольку мы любим теодолиты, мы составили краткий список из 10 удивительных фактов о теодолитах.
1. Теодолиты существуют веками
Геодезическое оборудование использовалось с древних времен, но теодолит существует только примерно с 16 века.До этого геодезисты должны были использовать одно устройство для измерения вертикальных углов и одно устройство для измерения горизонтальных углов.
2. Кто изобрел теодолит?
На самом деле, есть некоторые споры относительно ответа на этот вопрос. Леонарду Диггесу, английскому математику, обычно приписывают изобретение теодолита около 1550 года. Однако изображения аналогичного устройства появляются в более раннем тексте, поэтому, хотя он, возможно, не был первым, кто задумывался о создании устройства, которое мог проводить измерения в обеих плоскостях, он первым назвал его «теодолитом» и создал свою рабочую версию.Он описал инструмент в своем тексте «Пантометрия». Если вы хотите поближе познакомиться с теодолитом XVI века, тот, похожий на теодолит Диггеса, выставлен в Национальном морском музее в Гринвиче, Англия.
3. Великий теодолит соединил Францию и Англию
В 1780-х годах, во время довольно короткого периода мира между Англией и Францией, британские и французские астрономы решили, что было бы отличной идеей зафиксировать относительное положение Королевской обсерватории в Гринвиче и Парижской обсерватории.Для этого им понадобился массивный теодолит, способный точно маркировать на расстоянии 70 миль. Этот теодолит, часто называемый Великим теодолитом, был создан Джесси Рамсденом, известным британским производителем инструментов.
4. Теодолита Рамсдена больше не существует
Великий теодолит, также известный как теодолит Рамсдена, в течение 150 лет хранился в Службе боеприпасов в Саутгемптоне, Англия, но, к сожалению, стал жертвой Второй мировой войны.Немцы подвергли бомбардировке Артиллерийское управление, разрушив структуру, и, судя по всему, теодолит был расплавлен жарой взрыва. Однако Рамсден создал несколько теодолитов, и его второй из них можно увидеть в Музее науки в Лондоне, который также включает огромную коллекцию интересных инструментов.
5. Льюис и Кларк использовали теодолит Томаса Джефферсона
Отправляясь в свое эпическое путешествие, чтобы составить карту и исследовать покупку Луизианы, Мериуэзер Льюис и Уильям Кларк взяли с собой широкий набор математических инструментов.Среди них были портативный микроскоп, ареометры, карманный компас и теодолит. На самом деле было много споров о том, чтобы взять с собой теодолит, так как некоторые считали инструмент слишком хрупким для долгого и трудного путешествия. И Льюис, и Томас Джефферсон, однако, считали, что теодолит необходим, и Джефферсон (бывший геодезист) предложил одолжить свой собственный теодолит, который, как и следовало ожидать, создал Джесси Рамсден.
Теодолиты сильно изменились за годы, прошедшие с тех пор, как Льюис и Кларк исследовали покупку Луизианы, и сегодняшние теодолиты – это прочные, надежные инструменты, используемые для геодезии, навигации, метеорологии и различных инженерных задач.
В Warren Knight мы производим широкий спектр теодолитов, в том числе теодолиты для телеметрии, теодолиты для наблюдений и пилотных аэростатных наблюдений, электронные механические метеорологические теодолиты и многое другое. Мы также можем улучшить теодолит с помощью видео, программного обеспечения для КПК, моторных приводов и специальных оптических систем. Мы также предлагаем ремонт и обслуживание всех марок и моделей теодолитов.
Добавьте в закладки постоянную ссылку.
Geomatching | Найдите и сравните теодолиты
CountryAfghanistanAland IslandsAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral Африканский RepublicChadChannel IslandsChileChinaChristmas IslandCocos IslandsColombiaComorosCongoCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuracaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuianaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHawaiHoly SeeHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle из ManIsrae lItalyIvory CoastJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKiribatiKosovoKuwaitKyrgyzstanLaoLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMadeiraMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinePanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandsPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussiaRwandaSaint BarthelemySaint Елены, Вознесения и Тристан-да CunhaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint MartinSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint MaartenSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSouth KoreaSouth SudanSp ainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабского EmiratesUnited KingdomUnited StatesUruguayUS Virgin IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamWallis и FutunaWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe
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 внутри 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 и отсутствием 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 теодолитаОбе 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 путейТермин 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 Рейнской области, который сделал это устройство в том же году. [3] Вальдземюллер назвал свой инструмент polimetrum . [4]
Первое упоминание слова «теодолит» встречается в учебнике геодезии Геометрическая практика Леонарда Диггеса под названием «Пантометрия» (1571), опубликованном посмертно его сыном Томасом Диггесом. [2] Этимология слова неизвестна [5] .Первая часть новолатинского theo-delitus может происходить от греческого θεαομαι , «созерцать или внимательно смотреть на», [6] , но вторая часть более загадочна и часто приписывается ненаучным вариациям. δηλος , что означает «очевидный» или «чистый». [7] [8]
Существует некоторая путаница в отношении инструмента, к которому первоначально было применено это 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 инструмент, который измеряет высоту и азимут, который он назвал топографическим инструментом [sic]. [9] Таким образом, название первоначально применялось только к азимутальному инструменту и только позже стало ассоциироваться с альтазимутальным инструментом. 1728 Cyclopaedia сравнивает «графометр» с «полутеодолитом». [10] Еще в 19, и годах прибор для измерения только горизонтальных углов назывался простым теодолитом , а инструмент для измерения альтазимута – простым теодолитом . [11]
Первый инструмент, больше похожий на настоящий теодолит, вероятно, был построен Джошуа Хабермелем (de: Erasmus Habermehl) в Германии в 1576 году в комплекте с компасом и штативом. [3]
Самые ранние инструменты для измерения альтазимута состояли из основания, градуированного с полным кругом на краю, и устройства измерения вертикального угла, чаще всего полукруга. 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. 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, который сегодня используют геодезисты.
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, обеспечивая масштабную модель ландшафта или, скорее, целей в нем. Истинный масштаб можно получить, просто измерив на расстоянии 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 мишень 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. Высота опорной точки теодолита-или целевой над землей эталон должна быть измерены точно.
Американский транзит приобрел популярность в 19 веке, когда американские инженеры-железнодорожники продвигались на запад. Транзит заменил железнодорожный компас, секстант и октант и отличался тем, что у него был телескоп 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-520В 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 вращаются быстро, сводя измерение угла к электронному измерению разницы во времени.Кроме того, в последнее время к фокальной плоскости телескопа были добавлены ПЗС-сенсоры, 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 проход полных трехмерных векторов – 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: гиротеодолитГиротеодолит 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.Он должен быть перезапущен 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 восточно-западная составляющая вращения Земли недостаточна для получить достоверные результаты. Когда это возможно, астрономические прицелы могут определять пеленг меридиана с точностью, более чем в сто раз превышающей точность гиротеодолита.Там, где эта дополнительная точность не требуется, гиротеодолит может быстро получить результат без необходимости ночных наблюдений.
Список литературы
- ↑ Краткое издание Оксфордского словаря английского языка , Oxford University Press, 1971 – см. Запись для диоптрий
- ↑ 2,0 2,1 Даума, Морис, Научные инструменты семнадцатого и восемнадцатого веков и их создатели , Портман Букс, Лондон 1989 ISBN 978-0713407273
- ↑ 3.0 3,1 Geomatica Online Colombo, Luigi, Selvini, Attilio, Sintesi di una storia degli Strumenti per la misura topografica
- ↑ Миллс, Джон ФитцМорис, Энциклопедия старинных научных инструментов , Aurum Press, Лондон, 1983, ISBN 0-906053-40-4
- ↑ http://en.wiktionary.org/wiki/theodolite
- ↑ http://www.searchgodsword.org/lex/grk/view.cgi?number=2300
- ↑ http://www.languagehat.com/archives/001935.php
- ↑ http: // www.takeourword.com/Issue016.html
- ↑ Turner, Gerard L’E., Елизаветинские производители приборов: истоки лондонской торговли точным приборостроением , Oxford University Press, 2000, ISBN 978-0198565666
- ↑ Циклопедия , т. 2 шт. 50 за “Полукруг”
- ↑ 11,0 11,1 11,2 Тернер, Жерар Л’Э. Научные инструменты девятнадцатого века , Sotheby Publications, 1983, ISBN 0-85667-170-3
- ↑ 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.
- ↑ Американская Академия, стр. 359-360.
См. Также
NOAA 200th: Коллекции: Теодолиты
От точки A до точки B в виде углов и измеренного расстояния. Расстояния, измеренные по шкале, относятся к в качестве базовых линий. Щелкните изображение, чтобы увеличить.
Их видели все – геодезисты на стройке или по дороге. шоссе, указывающее на то, что похоже на небольшой телескоп в цель.Это – это a небольшой телескоп, но они не просто смотрят пейзаж. Шансы есть, геодезисты используют теодолит или транзитный для измерения углов. К используя принципы тригонометрии, геодезисты могут использовать измеренные углы, чтобы точно определить, где они и где они (или строительство, за которое они несут ответственность) идут.
Как видно из названия, триангуляция – это тип геодезии, в основном на основе измерения углов и расстояний, которые составляют серию соединенных треугольников, из которых широта и долгота (или координаты плоскости) для точек треугольника выводятся.
Геодезический геодезисты наблюдают звезду, имеющую известную небесную положение, чтобы определить начальную ориентацию. Затем, тщательно измерив расстояние для масштаба, они могут использовать серию взаимосвязанных треугольников чтобы составить карту и смоделировать поверхность континента от побережья до побережья. Этот именно то, что сделали Survey of the Coast (и его потомки) … и тогда немного!
(верх)
Эта коллекция из восьми изображений иллюстрирует часть истории теодолит, инструмент, сочетающий в себе высококачественный телескоп и мелко разделенный круг, который позволяет считывать значения углов как телескоп повернут.
Используется для наблюдения как горизонтальных углов для построения треугольников, так и вертикальных. углов для определения высот, теодолит оставался основой геодезические изыскания из первых полевых работ Обзора побережья в с 1800-х годов до сегодняшнего дня Национальная геодезическая служба (NGS) в значительной степени заменила триангуляция и траверс со съемками глобальной системы позиционирования (GPS) в начале 1980-х гг. Теодолиты по-прежнему являются неотъемлемой частью “общего количества” “тахеометры”, используемые экипажами авиационной службы NGS Программа обследования и многие частные геодезисты.
Следующая коллекция теодолитов рассказывает об истории разработка и использование инструмента, включая некоторые проблемы столкнулись с полевыми партиями, из первых полевых исследований Survey of the Coast Суперинтендант Фердинанд Хасслер до сегодняшнего дня.
Вы можете просмотреть инструменты в коллекции, щелкнув ссылки справа или щелкнув здесь, чтобы просмотреть предметы из коллекции Theodolites .
(верх)
Измерение углов: введение
Те, кто помнит школьную геометрию, найдут сердцевину геодезические изыскания знакомы: дан определенный объем информации о углы и длины сторон треугольника, можно вычислить остальные неизвестны длины и углы треугольника.Данный эта информация и начальная точка, координаты которой уже известны (X, Y в координатах плоскости и в школьной викторине; широта и долготы в NGS), можно построить структуру, которая позволяет расчет новых точек путем измерения новых углов и расстояний.
Классические геодезисты, не использующие GPS, измеряли эти углы и расстояния. с высокоточным оборудованием и методиками и выполненными расчетами исходя из того факта, что измерения проводились на изогнутой поверхность Земли.
До появления электронных средств измерения расстояния, геодезисты использовали ленты из сплава называется “инвар”, чтобы измерить базовые линии. Щелкните изображение, чтобы увеличить.
При классической съемке необходима прямая видимость между станциями, поскольку необходимо внимательно прицелиться или выровняться с целью во время измерения. До 1950-х годов, когда электронное измерение расстояния был принят, также необходимо было измерять расстояния на линии, называется базовой линией, которая была тщательно очищена, отсортирована и выровнена.В затем расстояния измерялись осторожным перемещением металлических стержней или лент, обычно длиной от 5 до 50 метров, встык на всем протяжении базовой линии. Точные измерения базовых линий, которые обычно Длина от 6 до 12 миль часто занимает несколько недель.
Использование теодолита
Требуется базовое использование теодолита чтобы инструмент был установлен на устойчивом штативе или встаньте и осторожно проведите по геодезической станции, которая должна была быть занятым и наблюдать со стороны.В затем выровняли теодолит.
На этой фотографии 1915 года один геодезист смотрит в телескоп. теодолита, в то время как его партнер записывает угол измерения. Щелкните изображение, чтобы увеличить.
Наблюдатель посмотрел в зрительную трубу и тщательно выровнял вертикальное перекрестие с крайним левым объектом обзора. Горизонтальный круг был повернут так, чтобы он читался чуть выше нуля, когда перекрестие были на этой цели.Затем круг был заблокирован на месте, и направление, указанное в круге, было прочитано и записано. После этого Было снято показание, телескоп вращали по часовой стрелке, пока перекрестие был совмещен со второй целью. Это второе направление было прочитано из круга и записал. Эта процедура повторялась до тех пор, пока все цели наблюдались и записывались. Затем телескоп был повернут на 180 градусов вокруг обеих осей. Те же станции наблюдались снова и значения углов записываются.
Вся процедура представляла собой один набор углов.
Два показания для каждой цели были усреднены, чтобы помочь устранить систематические ошибки. Количество наблюдаемых наборов углов зависело от точности выполняемых изыскательских работ. Для первоочередных изыскательских работ, Наблюдалось 16 наборов, которые усреднялись для определения окончательных углов. Направления превышение указанного значения от среднего были отклонены и повторены.
(верх)
Предыстория: краткая история “Углы поворота”
Мы веками измеряли углы для геодезии и строительства.В строя великие пирамиды, египтяне использовали инструмент, называемый «грома», чтобы измерить углы. Записи указывают на то, что римляне использовали эти инструменты. также. Римские геодезисты также использовали устройство под названием «диоптрия», которое был инструментом, на котором была круглая пластина с разметкой под углами.
Инструменты, используемые для измерения углов, претерпели значительные изменения. от воротников и диоптрий, с акцентом на маркировку и чтение подразделов, используемых для определения углов.В 1571 году Леонард Диггес описал «теодолит», что было не совсем так. мы теперь понимаем под теодолитом: разделенный круг и квадрат с компас в центре, ему не хватало привычного сегодня телескопа.
К середине 1700-х годов более знакомый телескоп с горизонтальным круг и вертикальный полукруг. Ручной работы из латуни, с углами, тоже начертанными вручную, теодолиты эпохи фактически являются произведениями искусства.Однако из-за того, что углы были начерчены вручную, они были настолько точны, насколько позволяли возможности человека, который сделал их. Это было критично: ошибка в одну секунду в треугольнике. переводится в один фут на расстоянии 40 миль. Ранние теодолиты ожидал ошибок в несколько минут.
Механический разделительный двигатель англичанина Джесси Рамсдена был огромным шаг вперед, когда был изобретен в 1773 году. Благодаря более высокой производительности и точности, механизм деления заменил неторопливость и возможность человеческая ошибка, связанная с разметкой вручную.Разделяющий двигатель резко увеличили доступность точных геодезических и навигационных инструментов и поставил Англию на передний план по производству таких инструментов.
Первая серия треугольников Хасслера. Обратите внимание на размер Нью-Йорка в 1817 г. Вторичные треугольники наблюдались до заполнить карту . Щелкните изображение, чтобы увеличить.
Когда Фердинанд Хасслер был назначен суперинтендантом обследования Побережье Томаса Джефферсона в 1807 году, он уже был известен триангуляцией в родной Швейцарии.На вопрос Конгресса, есть ли другой (дешевле) метод триангуляции может быть использован для картирования Соединенных Штатов, Хасслер ответил полностью объясненным «Нет». Он отметил, что многие страны Европы уже были нанесены на карту с помощью триангуляции, много раньше 1800.
Именно в Англию Хасслер отплыл с благословения Конгресса. в августе 1811 года в поисках лучшего геодезического оборудования для молодой обзор побережья. Он вернулся в Соединенные Штаты в Октябрь 1815 года, оказавшись в роли вражеского пришельца во время войны. 1812 г.Однако ему удалось получить высококачественные инструменты, он искал многие из его собственных разработок.
Требование Хасслера подходящего оборудования для наилучшего выполнения работы никогда не дрогнул. Его наследие, изобретательность и умение разрабатывать и строить то, что нельзя было купить, было передано Береговой и геодезической службе и до сих пор живет в своем «потомке», Национальном Геодезические изыскания.
Предоставлено Синди Крейг, Национальная океаническая служба NOAA
(верх)
Боуи, В.(Июнь 1932 г.). Стандартный теодолит побережья США и геодезические изыскания. Гражданское строительство .
Hassler, F.R. (1820 г.). Основные документы, относящиеся к обследованию побережья США. Vol. I. (стр. 26 и 29).
Документ 28 Палаты представителей, 27-й Конгресс, 2-я сессия, январь 3, 1842. Ответ на вопрос 15 (стр. 12-15).
Лейзеровиц, А.А. Механизм разделения в истории [Электронная версия]. Музей бюллетеня геодезии. Получено 1 ноября 2006 г. с сайта http://www.surveyhistory.org/the_dividing_engine1.htm.
Историческое общество геодезистов. Римская геодезия. Получено 28 июня 2006 г., источник: http://www.surveyhistory.org/roman_surveying1.htm.
Компьютерный проект Коринфского университета Пенсильвании. Проверено июнь 28, 2006 г., из: http://corinth.sas.upenn.edu/.
Уоллис, Д.А. (2005). История угловых измерений. Получено 28 июня 2006 г., из: http://www.fig.net/pub/cairo/papers/wshs_01 / wshs01_02_wallis.pdf.
(верх)
Что такое теодолит? (с изображением)
Теодолит – прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Традиционный теодолит состоит из прицельного инструмента, который можно вращать по горизонтали и вертикали, и двух калиброванных круглых пластин, расположенных так, чтобы измерять величину горизонтального или вертикального вращения в градусах. Направив визирный инструмент, которым может быть телескоп, на объект, можно измерить его горизонтальный и вертикальный углы относительно подходящих опорных точек.Обычно это будет истинный север для горизонтальных углов и горизонт для вертикальных углов. Теодолиты использовались в навигации и астрономии и сегодня чаще всего используются в геодезии – либо для строительства, либо в географических исследованиях.
При использовании для географической съемки теодолит может помочь определить расстояние и высоту объекта, например холма или горы.Измеряя горизонтальный угол относительно истинного севера объекта из двух разных мест на известном расстоянии друг от друга, расстояние можно рассчитать с помощью тригонометрии. Как только расстояние известно, высоту можно определить таким же образом, измерив вертикальный угол объекта относительно горизонта.
Трудно точно определить дату, когда был построен первый теодолит, поскольку на протяжении всей истории появлялось множество устройств, имеющих разную степень сходства с современным теодолитом.Самое раннее упоминание об устройстве этого типа датируется примерно 150 г. до н. Э. В Древней Греции; он назывался диоптрия и имел две металлические пластины, которые можно было вращать по горизонтали и вертикали, а также метод нивелирования с использованием трубок, содержащих воду. Его использовали для астрономических наблюдений. Термин «теодолит» впервые появился в 1571 году, когда английский математик Леонард Диггес описал прибор для измерения углов, названный «теолодитус»; однако, похоже, измерялись только горизонтальные углы.В 1653 году Уильям Лейборн, английский геодезист и автор, представил подробное описание теодолита, который мог измерять углы как по горизонтали, так и по вертикали и имел компас и прицел.
Современные теодолиты работают по тем же принципам, что и их предшественники, но с большей точностью и портативностью.Они имеют оптический прицел и могут измерять углы с точностью до одной десятой угловой секунды. Электронный теодолит часто включает в себя инфракрасное устройство для измерения расстояний и может иметь процессор и программное обеспечение для выполнения вычислений и хранения результатов внутри или загрузки их в ноутбук или ПК. Такой тип системы иногда называют «тахеометром».
Геодезические инструменты Теодолиты – Bright Hub Engineering
Что такое теодолит?
Теодолиты – это электронные устройства, которые широко используются для измерения вертикальных и горизонтальных углов для картографических приложений и в строительной отрасли.Точное измерение углов необходимо для крупных строительных проектов. Это важные геодезические инструменты, используемые в инженерных и изыскательских дисциплинах, особенно в удаленных местах. Теодолиты были модифицированы для множества других специфических функций в ракетной технике и метеорологии. Кроме того, точность этих инструментов значительно улучшилась с годами. Хотя теодолиты использовались долгое время, их основная функция практически не изменилась.Системы нивелирования были улучшены и стали более точными и надежными, а в новых моделях используется инфракрасная технология.
Теодолитовые компоненты
Базовый теодолит обычно состоит из телескопа небольшого размера, который связан с механизмами для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Теодолитовый телескоп закреплен в пределах перпендикулярных осей, а именно вертикальной оси и горизонтальной оси или оси вращения. Теодолит закреплен на основании, которое можно поворачивать на штативе с помощью системы нивелирования.Угол к желаемой точке измеряется путем наведения телескопа на эту точку. Угол можно прочитать на шкале телескопа.
Типы теодолитов
Существуют различные виды теодолитов:
Повторяющийся теодолит
Многие значения углов снимаются по градуированной шкале. Измерение среднего угла получается делением накопленной суммы показаний на количество наблюдаемых показаний. Результаты этих теодолитов хорошие.Эти инструменты ограничены местами, где опора нестабильна или пространство для использования других подобных инструментов ограничено.
Теодолиты направления
Круг фиксируется, а телескоп нацеливается на несколько сигналов. Показания по кругу читаются по каждому направлению. Теодолиты направления – идеальные инструменты для триангуляции.
Сравнение теодолита и тахеометра
И тахеометр, и теодолит являются устройствами для измерения вертикальных и горизонтальных углов во время инженерных проектов и изысканий.У каждого есть свои особенности, благодаря которым они используются. Обычно использование любого из этих инструментов определяется факторами времени, имеющихся знаний и затрат. Однако основные различия в этих инструментах исследования объясняются ниже:
Теодолит
Теодолит включает в себя подходящий телескоп, который закреплен между горизонтальной и вертикальной осями. Угол осей может быть точно рассчитан только в том случае, если оператор обладает достаточной информацией о тригонометрии.Кроме того, теодолиту обычно требуется помощь одного человека в дополнение к оператору, чтобы облегчить измерение и выравнивание углов. Для обеспечения точности оба оператора должны иметь возможность выравнивать штатив и измерительную стойку. Кроме того, они должны иметь возможность выровнять измерительную линию и стержень для получения точных данных. Знание математики и графики также необходимо для получения соответствующих данных. Теодолит обычно используется для участков небольшого размера. В современных теодолитах считывание вертикальных и горизонтальных кругов выполняется электронным способом с помощью поворотного энкодера.Кроме того, добавлены датчики для автоматического наведения и автоматических измерений с помощью встроенного программного обеспечения. Некоторые современные теодолиты имеют электрооптические приборы для измерения расстояния, обычно инфракрасные, позволяющие одновременно измерять векторы.
Тахеометр
Электронный тахеометр считается лучшим геодезическим инструментом по сравнению с теодолитом благодаря своей цифровой интеграции и комплексным функциям. В тахеометре реализованы функции теодолита для определения углов и расстояний с помощью электронного дальномера.В тахеометрах используется комбинация лазеров и призм для записи цифровых показаний измерений в компьютер. Эти данные могут быть использованы для дальнейшего анализа. Были разработаны роботизированные тахеометры, которыми можно управлять дистанционно. Однако тахеометры дороги и требуют не только опыта съемки, но и детального обучения работе с программным обеспечением. Электронные тахеометры подходят для съемки на больших расстояниях, особенно на труднопроходимой местности. Результаты тахеометра в таких средах более точны.
Цифровые и электронные теодолиты для продажи Tiger Supplies
Если вы хотите точно измерить вертикальные и горизонтальные углы, Теодолит – правильный инструмент для работы! Цифровые теодолиты используют вращающийся телескоп, который позволяет профессионалам-строителям и геодезистам наводить инструмент и получать высококачественные увеличенные изображения желаемой цели с большого расстояния. Благодаря удобному интерфейсу даже геодезисты-любители могут работать с этим устройством и минимизировать ошибки измерения в полевых условиях.
Теодолиты не только обеспечивают прямую видимость. Электронные теодолиты исследуют землю и дают точные и точные угловые измерения. Они значительно сводят к минимуму ошибки за счет автоматического выполнения математических расчетов или преобразования измерений вертикального угла в процентное значение уклона. Теодолиты используются в различных строительных и геодезических приложениях (выравнивание и разметка автомобильных дорог, мостов, железных дорог, зданий и других сооружений). Помимо обычных цифровых теодолитов, мы также предлагаем модели со встроенным лазерным указателем и центриром (для большей точности), датчиками наклона (для надежных угловых измерений), встроенными последовательными портами (для двусторонней связи с вашим компьютером) и более.
Некоторые теодолиты оснащены одним или двумя ЖК-экранами (для просмотра измерений) и большими кнопками (для мгновенного доступа к общим функциям). Установленные на штатив теодолиты для съемок могут использоваться для разметки бассейнов, полей для гольфа, а также для планирования планировок полов для магазинов и заводов. Цифровые теодолиты также удобны при топографической съемке, чтобы измерить ход строительства и проверить, соответствует ли он правилам зоны.
