Принцип работы теодолита: Устройство теодолита, его принцип работы, основные виды.

Содержание

Прибор теодолит: для чего предназначен, основные характеристики и принцип работы

Теодолит – это устройство, применяющееся в геодезии для определения значений вертикальных и горизонтальных углов. Инструмент имеет достаточно простое конструкционное решение, основная сложность заключается в правильной настройке. Как пользоваться теодолитом, узнаете из данной статьи.

Особенности конструкции принцип работы

Как видно на фото теодолита, основным элементом конструкции является зрительная труба, соединённая с микроскопом. Кроме этого, важными составляющими элементами считаются:

  • Лимбы. Служит для проведения отсчётов.
  • Алидада. Соединена с лимбами. Представляет собой поворотную линейку с нанесённой штриховкой.
  • Винты. Могут быть наводящими и закрепительными. Необходимы, чтобы плавно настроить теодолит и зафиксировать его местоположение.
  • Оптический отвес. Используется для определения координат устройства.
  • Тренога. Требуется, чтобы установить аппарат для проведения измерений.

В основе принципа работы теодолита лежит определение неизвестных координат и высот конкретной точки путём сравнения с точками с известными параметрами.

Классификация

Современные теодолиты бывают:

По классу точности.

  • высокоточные;
  • точные;
  • технические.
  • По предназначению.
  • геодезические;
  • астрономические;
  • маркшейдерские.

  1. По особенности конструкции.
  2. Помимо этого, угломерные приборы делятся на:
  • оптические устройства;
  • электронные теодолиты.

Порядок работы с теодолитом

Работать с теодолитом можно двумя способами:

  • Полярным. В основе проведения измерений лежат две точки с известными значениями. Расчёты производят от второй точки на первую. Далее вымеряют расстояние между ними. Завершающий этап – привязка теодолитного хода к каждой из отметок.
  • Используя створы с перпендикулярами. Данный метод применяют при производстве разбивочных работ. Он заключается в откладывании прямых углов на местности при поэтапном прохождении прибором каждой отметки.
  • В инструкции для теодолита чётко говорится о том, что прежде, чем начать работать с прибором, его нужно настроить. Подготовительный этап включает в себя:
  • Центрирование.
  • Горизонтирование.
  • Фокусировку.

Последовательность проведения измерительных работ

Установка прибора

Необходимо отыскать на местности участок с ровным рельефом. Он послужит точкой отсчёта, по которой надо будет отцентрировать устройство.

Центрирование проводится при помощи уровня и с использованием зажимных винтов. Его цель – получить строго горизонтальное положение аппарата в пространстве.

Ловля объекта

При помощи визира надо отыскать точку, координаты которой следует вычислить, и навести на неё измерительную сетку. Для более точного результата нужно воспользоваться винтами. После того, как центр будет выставлен, необходимо зафиксировать его значение.

Обработка результатов

Так как точность расчётов – это наше всё, то желательно провести не одно, а ряд измерений, каждый раз беря новую точку отсчёта. Если новые значения будут отличаться от старых ровно на величину угла между старой и новой точками отсчёта, то результат считается правдивым. В противном случае требуется провести ещё пару замеров и рассчитать среднее значение.

Преимущества теодолита

Такой угломерный аппарат, как теодолит, обладает целым рядом преимуществ:

  • Высокая точность проводимых измерений.
  • Возможность проводить замеры в разных климатических условиях.
  • С прибором можно работать на местности с любым рельефом.
  • Компактность и мобильность.
  • Относительная простота калибровки и юстировки.

Правила хранения

Если вы хотите, чтобы теодолит прослужил вам как можно дольше, и точность производимых им измерений была надёжной, то необходимо заранее озаботиться изучением правил его хранения.

Хранить прибор желательно в специально предназначенном для этого кофре. Укладывая и вытаскивая устройство, следует придерживать его за подставку и рукоятки. Переносить теодолит на большие расстояния нужно исключительно в кейсе.

Теодолит – самый распространённый угломерный инструмент. Он обязательно пригодится каждому, кто занимается строительством. Поэтому очень важно знать, как правильно им пользоваться.

Фото инструкция как пользоваться теодолитом

  1. Также рекомендуем просмотреть:

Помогите сайту, поделитесь в соцсетях 😉

Источник: https://instrumentgid.ru/instrukciya-kak-polzovatsya-teodolitom/

Теодолит — что это такое? Теодолит оптический. Теодолит и нивелир — в чем разница? :: SYL.ru

Современная геодезия решает все вопросы, связанные с измерением и планировкой земельных участков. Только по результатам геодезической съемки устанавливаются все точные границы наделов и высоты рельефа, на основании которых выдается соответствующая документация и проводятся дальнейшие строительные работы.

Основными инструментами геодезии являются теодолит и нивелир.

Информация о приборе

Теодолит – что это такое? Прибор геодезического назначения, оснащенный оптикой и сконструированный для вычисления на местности углов в горизонтальной и вертикальной плоскости, получил название теодолита.

Теодолит оптический используют следующим образом. В вершину горизонтального угла, который должен быть измерен, помещают теодолит таким образом, чтобы круг угломерный (лимб) был как раз своим центром в этой точке. Дальше используют вращаемую линейку (алидаду).

Вначале ее совмещают с одной стороной угла и фиксируют показания по кругу. Затем перемещают ее к другой стороне угла, отмечая полученное значение. Разница двух данных и будет реальным значением искомого. По такому же принципу измеряется величина вертикальных углов.

Существует определенная классификация описываемых устройств. Основные части теодолита могут отличаться у разных по классу приборов в смысле точности измерительных элементов. Поэтому теодолиты бывают:

  • Технического назначения.
  • Точного измерения.
  • Высокоточные.

По сложности конструкции теодолит — что это такое? Он бывает простого и повторительного типа. У первых алидада привязана к цилиндрической вертикальной оси. У вторых лимб с алидадой могут вращаться как раздельно, так и совместно. В этом случае, кроме традиционного способа, для измерения углов можно применять метод повторений.

В теодолитах может быть установлена различная оптика — от фото- до видеокамеры, соответственно, это будет фото- либо кинотеодолит. Гиротеодолитом можно измерить азимут в любом направлении.

Современная геодезическая техника – это теодолит электронный. Он значительно превосходит теодолит оптический по показаниям точности измерений. Снабжен такой прибор электронным дисплеем и памятью, что во многом упрощает работу с ним.

Из чего состоит теодолит

Теодолит – что это такое? Это довольно сложное измерительное устройство, которое состоит из:

  • Лимба. Он представляет собой плоский диск, который изготовлен из стекла с нанесенной поверх него угловой шкалой от нуля до 360 градусов.
  • Алидады. Похожий диск, изготовленный также из стекла и имеющий отсчетную насечку либо шкалу. Алидада расположена соосно с лимбом и свободно вращается вокруг своей оси. В универсальных приборах лимб и алидада есть как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.
  • Оптического прибора. В него входит объектив и линза фокусирующего назначения, а также сетка нитей. Последняя имеет стеклянное исполнение с нанесенными на нее насечками. Последние служат для ориентации при наведении на наблюдаемый объект. Также имеются линии дальномерного измерения.
  • Система уровней. Необходима для установки прибора в вертикальном положении.
  • Подъемных винтов. Служат для регулирования теодолита при наведении его на объект.

Все перечисленные основные части теодолита заключены в корпус, который устанавливают при помощи подставки на штатив треножного типа.

Что такое нивелир

Нивелиром называется технический прибор, с помощью которого производят замеры высотных точек на рельефе либо в построенных сооружениях. Нивелир, так же как и теодолит, снабжен оптической трубой, установленной на подставку, и уровнями для выставления прибора на плоскости.

Работа нивелиром заключается в следующем. Устройство устанавливают в обзорной точке отсчета и из нее производят наблюдение за всеми остальными точками на плоскости.

Для этого в наблюдаемой точке помещают инварную рейку, на которой имеется шкала. Если рельеф местности неровный, то в каждой отдельной точке показания по рейке будут свои.

По разнице измерений между положением исходной и изучаемой точки определяется высота ее нахождения на плоскости.

Бывают лазерные и оптические нивелиры. Лазерные удобны в помещении, например для отделочных работ. Они отбивают на поверхности световые линии, по которым происходит ориентировка.

Теодолит и нивелир: разница

И нивелир, и теодолит, и тахеометр – все это приборы геодезиста. Вот только функции, выполняемые этими приборами, немного отличаются. Если быть точнее, нивелир – это самое простое устройство, позволяющее измерять лишь вертикальные углы.

Теодолит – что это такое? Просто более сложный аппарат, дополненный функцией измерения горизонтальных углов, что позволяет отобразить участок на чертеже. Самым универсальным является тахеометр.

Включая возможности двух вышеописанных приборов, он позволяет измерять расстояние от выбранной точки до любого объекта.

Как работать теодолитом

Что такое теодолит? Это прежде всего оптика. Работа при помощи него называется теодолитной съемкой. Она включает в себя комплекс мероприятий в полевых условиях, результатом которых является построение плана местности в контурном виде. Проще говоря, на равнинных участках теодолит используют, чтобы проводить корректировку планов землеустройства.

Съемка при помощи теодолита проходит два этапа:

  • Создание рабочего геодезического обоснования. На этом этапе осуществляется прокладывание теодолитных ходов по замкнутому контуру полигона (периметру участка). Результатом проделанной работы является получение размеров всех линий участка и точных углов между ними.
  • Измерение внутренней ситуации. Суть этапа заключается в измерении диагоналей внутри полигона.

Профессиональная теодолитная съемка осуществляется в следующей последовательности:

  1. Определение и фиксирование опорных точек, выбор которых зависит от рельефа местности и особенностей территории. Допустимо между точками иметь расстояние не менее 100 метров и до 400 метров, не более.
  2. Установка на плоскости съемочных точек обоснования. При этом могут быть восстановлены межевые знаки.
  3. Подготовка ходов к промерам. На этом этапе проводят очищение линий от поросли и других препятствующих факторов.
  4. Измерение теодолитом углов и линий.
  5. Съемка диагоналей (ситуации).

Заключение

Наиболее эффективными геодезическими приборами являются электронные приборы, снабженные GPS-системой. Что такое теодолит с навигацией? Он позволяет быстро и с высокой точностью прокладывать маршруты между измеряемыми точками. И привязывать их к реально существующим топографическим картам местности.

Источник: https://www.syl.ru/article/309667/teodolit—chto-eto-takoe-teodolit-opticheskiy-teodolit-i-nivelir—v-chem-raznitsa

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 местом
нуля.

Технические и эксплуатационные
характеристики теодолитов постоянно
улучшаются. Шифр обновленных моделей
начинается с цифры, указывающей на
соответствующее поколение теодолитов:
2Т2, 2Т5К, 3Т5КП, 3Т30, 3Т2, 4Т30П и т. д.

  1.  По конструкции,
    предусмотренной ГОСТом 10529–96 типы
    теодолитов делятся на повторительные
    и неповторительные.
  2. У
    повторительных
    теодолитов лимб имеет закрепительный
    и наводящий винты и может вращаться
    независимо от вращения алидады.
  3. 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 точкиА,В, иС и измерить горизонтальный
уголabc= β.

Рис. 15. Принцип измерения

горизонтального угла

Рассмотрим двугранный
угол между вертикальными плоскостями
V1иV,
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
дугуa1c1,
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
осью1
трубы 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 a1c1(см. рис. 15),
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. 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 15и цилиндрический уровень5. 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.

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 +20С.

Чтобы можно было судить о перемещении
пузырька, на наружной поверхности уровня
наносятся штрихи. Расстояние между
штрихами обычно равно 2 мм. Середина
трубки уровня называется нуль-пунктом.
На цилиндрическом уровне нуль-пункт
обычно не обозначается, а относительно
него штрихи наносятся симметрично.

Касательная к внутренней поверхности
трубки, проходящая через нуль-пункт
вдоль длины цилиндрического уровня,
называется осью уровня. Когда середина
пузырька уровня совпадает с нуль-пунктом,
ось уровня занимает горизонтальное
положение.

При смещении пузырька уровня
на одно деление ось уровня наклоняется
на некоторый угол, который называетсяценой 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
(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.

Источник: https://studfile. net/preview/5943983/page:7/

Теодолит. Виды и работа. Устройство и применение. Как выбрать

Теодолит – это распространенное измерительное устройство для определения горизонтальных и вертикальных углов. Оно применяется при проведении общестроительных работ, геодезических исследований и топографических съемок. С его помощью можно определить вертикальные и горизонтальные углы в градусах с минутами.

Отдельные модификации устройства оснащаются дальномером, который увеличивает возможность прибора и позволяет с его помощью определять расстояние до объектов. На базе данной конструкции были разработаны другие приборы, адаптированные под определенные условия съемки, где использование базовой комплектации будет менее удачным.

Разновидности теодолитов

В зависимости от точности теодолиты делятся на три категории:

  1. Высокоточные.
  2. Точные.
  3. Технические.

Высокоточное устройство дает погрешность при измерении равно или меньше 1°. Это дорогостоящее оборудование, которое применяется на ответственных объектах. Оно редко используется, поскольку большинство задач, которые выполняют теодолитом, не требуют столь высокой точности.

Точные имеют погрешность не более 10°. Такие устройства являются самыми востребованными. Подавляющее большинство предлагаемых на рынке приборов соответствуют именно такой погрешности.

Технические могут иметь ошибку в измерении угла до 60°. На первый взгляд это довольно много, но существуют цели, где большая точность не столь важна. В первую очередь это общестроительные задачи, когда осуществляется возведение неответственных объектов. Подобные устройства могут применяться только в малоэтажном строительстве.

Теодолит является давним устройством, поэтому неудивительно, что существует несколько его модификаций, которые имеют схожий принцип действия, но конструктивно отличаются между собой.

Теодолит бывает следующих видов:

  • Оптические.
  • Электронные.
  • Лазерные.

Оптические были изобретены первыми. Их принцип действия заключается в использовании визирной трубы с нанесенной на линзы шкалой. По шкале осуществляется ориентирование параметров угла между несколькими вертикальными или горизонтальными точками объекта исследования.

Электронные оснащаются жидкокристаллическим дисплеем и системой датчиков.

После того как прибор устанавливается и выставляется по точкам, между которыми необходимо измерить угол, он самостоятельно определяет наклон и выводит его в цифровом значении на свой дисплей.

Это позволяет минимизировать работу оператора, поскольку в отличие от применения оптических устройств, ему не нужно внимательно присматриваться к шкале.

Лазерные оснащаются лазерным лучом, который высвечивает визуально заметную линию на объекте измерения. Оператор настраивает ее таким образом, чтобы она проходила через две требуемые точки.

Прибор сам автоматически определяет угол наклона, по которому осуществляете свечение лазерного луча. Подобные устройства имеют ограниченную дальность, поскольку лазерный луч не может распространяться очень далеко. Такие приборы применяют в общестроительных работах.

Особенно они удобны для установки колонн и возведения мостов.

Как устроен простейший теодолит

Простейшей и самой безотказной конструкцией теодолита являются оптические приборы. Их главными составными частями являются:

  • Подставка.
  • Корпус.
  • Зрительная труба.
  • Регулировочные винты для наведения.
  • Цилиндрический уровень.
  • Отвес.
  • Отсчетный микроскоп.

Корпус устройства закреплен на подставке. В нем удерживается зрительная труба, которая спарена с отчетным микроскопом. Она является подвижной, что позволяет выставлять нацеливание на объект измерения. Также устройство оснащается двумя типами уровней – цилиндрическим и отвесом. Первый применяется для выставления горизонтали, а второй вертикали.

Зрительная труба используется для наблюдения за объектом, находящимся на удалении от устройства. Кратность увеличения, которую дает труба, обычно составляет от 15 до 50 раз.

Чем оно выше, тем точнее прибор и на большем расстоянии может находиться от объекта. В окуляр зрительной трубы устанавливается линза, на которой нанесена сетка. Она надежно прорисована на стекле, поэтому не стирается.

У дорогостоящего оборудования она не нарисована, а нанесена путем гравировки.

Сетка используется для ориентирования теодолита при настройке. Именно по ней выставляются интересующие точки на предмете исследования по горизонтали и вертикали. Конечно, перед этим прибор выставляется по уровню, поскольку наличие при его установке перекосов не позволяет получать данные даже приблизительной точности.

Уровни предназначены для установки устройства перед началом измерения. С их помощью определяется, насколько постановка его корпуса соответствует горизонтали и вертикали. Обычно приборы оснащаются цилиндрическими уровнями, которые отличаются высокой точностью. У более бюджетного оборудования, или легкого, используется круглый уровень.

При круглом уровне для выставления устройства необходимо постараться, чтобы пузырек воздуха стал по центру блюдца. Выставлять прибор по уровню позволяет регулируемая подставка, сделанная в виде треноги. Желательно всегда пользоваться именно ею, а не подкладывать камушки или другие ненадежные предметы под ножки треноги.

Также важным элементом теодолита является оптическое устройство или микроскоп. Он обладает большой степенью увеличения и оснащается делительной сеткой с размеченной шкалой. Она указывает на градусы и минуты.

Более точные устройства показывают также и секунды. В оптическом устройстве применяется шкала, которая называется лимб.

Она позволяет определить точный наклон между двумя точками, которые были зафиксированы сеткой на визирной трубе.

Отличие теодолита от нивелира

Часто теодолит путают с нивелиром, поскольку внешне они действительно похожи. На самом деле существует довольно много отличий, позволяющих разделить эти устройства на два лагеря. В первую очередь они различаются по назначению. Теодолиты применяются для измерения углов, а нивелиры для определения вертикальных превышений.

Оба устройства оснащаются подобной системой измерения с сеткой, по которой оператор ориентируется, выбирая нужные точки. У теодолита зрительная труба вращается в горизонтальной и вертикальной плоскости, а у нивелира она двигается только по горизонтали.

Теодолит не требует помощь ассистента. Чтобы с ним работать, необходима только достаточная видимость, чтобы оператор мог ориентироваться по точкам на объекте, по которым можно измерить угол наклона. Для нивелира нужен помощник, который будет удерживать нивелирную рейку в вертикальном положении, находясь непосредственно на траектории видимости зрительной трубы.

Узкоспециализированные теодолиты

По сути, теодолит является универсальным устройством, которое может измерять углы практически в любых условиях. Тем не менее, были разработаны усовершенствованные узкоспециализированные конструкции, дающие большие удобства для определенных целей. Такие устройства теряют свою универсальность, но приобретают ряд преимуществ.

Фототеодолит

Также называют кинотеодолит. Данный прибор соединяет в себе функции теодолита и фотокамеры. С его помощью осуществляется фотосъемка углов интересующих объектов.

Также фототеодолиты используются для фиксации угловых координат для летающей техники при ее испытаниях.

Несмотря на развитие современных технологий в сфере оборудования для фотосъемок, фототеодолиты выпускаются не только в виде цифровых камер, но и пленочных.

Гиротеодолит

Является гироскопическим устройством, с помощью которого осуществляется ориентирование при строительстве тоннелей и разработки шахт. Также с его помощью можно осуществлять топографические привязки. Им определяется азимут направления. По принципу действия данные устройства похоже на гирокомпас.

Критерии выбора устройства

При выборе теодолита важными критериями, на которые необходимо обратить внимание, являются:

  • Уровень погрешности.
  • Степень влагозащиты.
  • Тип измерения.
  • Вес.
  • Степень ударопрочности.

Что касается уровня погрешности, то он определяется исключительно по предназначению устройства. Для ответственных съемок требуется высокоточное оборудование.

Если прибор применяется для общестроительных задач при возведении малоэтажных объектов, то вполне можно обойтись оборудованием низкого ценового сегмента.

Степень влагозащиты также немаловажный аргумент выбора того или иного прибора. Особенно это важно, если подбирается электронный или лазерный теодолит. Уровень влагозащиты IP65 позволит осуществлять съемку в условиях повышенной сырости и даже дождя. Такие приборы не бояться окунуться в воду на небольшую глубину.

Что касается типа измерения, то в основном стоит сложность выбора между оптическим и электронным теодолитом.

Оптическое устройство более сложное в применении, поскольку от оператора требуется большая сосредоточенность при просматривании шкалы для определения угла. При этом такой прибор не требует подзарядки.

Он имеет большую температурную устойчивость. С ним можно работать даже если на улице температура ниже -30 градусов.

Вес устройства имеет большое значение если требуется осуществлять измерение с переходами. Легкие теодолиты будут незаменимы при топографических исследованиях, когда с оборудованием нужно двигаться по пересеченной местности проходя много километров пешком.

Теодолиты являются дорогостоящим оборудованием, поэтому не лишним будет наличие ударопрочного корпуса. При отсутствии устойчивости к механическим повреждениям, малейшее падение и прибор потребует ремонта или замены.

Похожие темы:

Источник: https://tehpribory.ru/glavnaia/pribory/teodolit.html

Устройство теодолита, разновидности, инструкция по измерениям + видео

Устройство теодолита не отличается сложностью с точки зрения комплектующих, но вот настройка этого прибора довольно тонкая и требует постоянной поверки, он незаменим в строительстве и проектировании. Каждый геодезист знает, как пользоваться этим приспособлением, а мы постараемся разобраться вместе с вами.

Устройство теодолита – составные части и их назначение

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

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

Способ такого измерения известен еще с XIX века, на сегодняшний день лишь усовершенствовано строение теодолита и разработано несколько его разновидностей.

Шкала, по которой наблюдается результат, представлена в виде горизонтального и вертикального кругов. Находится вся конструкция на подставке, на которой имеются регулировочные винты для управления основными узлами.

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

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

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

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

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

Основные части теодолита нам уже известны, но нельзя игнорировать приспособления, с помощью которых мы можем быть уверены в надежности снимаемых показаний.

Например, контролировать степень горизонтальности установки прибора помогает цилиндрический уровень, а оптический центрир не даст нам упустить точку отсчета и убедит нас в том, что мы центрированы ровно над ней.

А сами отсчеты снимаются по микроскопу, это финальный этап работы замерщика. Теперь мы точно знаем, из чего состоит теодолит, пора приступить к обсуждению его видов.

Измерение углов теодолитом – изучаем марки приборов

В этом разделе мы хотим не только коснуться видов теодолита, но и его маркировки, ведь это в первую очередь бросается в глаза и вызывает некую растерянность при покупке прибора, а также при знакомстве с его работой.

Итак, для начала разберемся, какими же приборами располагает промышленность с точки зрения их работы. Имеется механическое устройство, оптическое, лазерное и электронное.

Первый тип – самый дешевый и простой, но имеет самую низкую точность, поэтому подойдет, скорее всего, только для изучения, а не для серьезных разработок.

Электронный удобен тем, что имеет устройство для считывания и обработки результатов, то есть геодезист должен только правильно его выставить, а остальное сделает машина.

Но самым распространенным считается оптический теодолит, в нем приятно сочетаются цена и качество измерения, хоть он и не обладает мозгом, как электронный.

А вот самым дорогим, но и более совершенным является лазерный, это самый точный прибор и удобный в использовании, однако имеет смысл для постоянных работ с высокими требованиями к качеству результатов.

Есть два принципиально отличающихся вида теодолитов по конструкции корпуса, а именно, подвижности лимба и алидады. В повторительных типах эти элементы можно закреплять поочередно и снимать показания методом последовательных повторений.

А вот в простых этого делать нельзя, алидада и ось представляют там одно неподвижное целое, каждое измерение потребует отдельной настройки.

Теперь напоследок рассмотрим маркировку инструмента, чтобы не путаться и не ожидать от измерений чего-то большего, чем они могут дать.

Марка теодолита включает совокупность цифр и букв, которые будет легко прочитать после нашего небольшого пояснения.

В каждом имеется связка буквы «Т» и цифры, это – основа основ и показывает нам, что это действительно Теодолит, а цифры показывают погрешность измерения в секундах, чем они выше, тем больше погрешность. 1 маркирует высокоточные приборы, 2 и 5 – точные, 15 и 30 – технические.

Цифра точности стоит после буквы «Т», а если какой-то номер стоит перед этой литерой, она обозначает поколение прибора, то есть его модификацию в заявленной категории предложенной марки.

После точности идут еще несколько букв, они обозначают особенности конструкции и исполнения. (М – маркшейдерское назначение, Э – электронный, А – автоколлимация, П – дает прямое изображение, К – имеет компенсаторы).

Строение теодолита – требования перед началом работы

Измерение вертикальных углов теодолитом и горизонтальных нельзя делать на не проверенном приборе.

 Кроме специальной отметки или пломбы требуется периодически проверять геометрические параметры, ведь ошибка в пару градусов, а то и меньше, может со временем перерасти в катастрофу для многих людей.

А раз работа геодезиста или замерщика другого рода настолько важна, приведем основные требования к инструменту перед началом изысканий.

Важно соблюдать абсолютную вертикальность оси алидады, а также перпендикулярность ее относительно цилиндрического уровня.

Далее обращаем внимание на зрительную трубу, визирная ось должна быть ей перпендикулярна, это коллимационное условие, без него вывести четкую систему отсчета будет невозможно. Ось трубы должна быть перпендикулярна оси алидады.

Остается проверить насколько измерительная сетка расположена в вертикальной коллимационной плоскости. Как провести проверку этих условий, можно почитать в руководстве, хотя на крупных предприятиях этим занимаются отдельные специалисты.

Как пользоваться теодолитом – осваиваем прибор

Приведем основной принцип, как пользоваться теодолитом, однако приемов, которыми производится профессиональная разметка местности очень много, их надо осваивать на специальных курсах, понять новичку все нюансы со слов будет очень сложно.

Наверняка вы догадались, что нам нужна точка отсчета, именно это и будет нашей задачей на первом шаге. Находим на местности ровную поверхность, принимая ее за начальную точку, по ней и центрируем прибор с помощью уровней и зажимных винтов на подставке. В итоге нужно получить исключительно горизонтальное положение прибора.

Визиром находим цель, а винтами наводим измерительную сетку более точно, чтобы установить центр объекта. На все это можно смотреть через зрительную трубу, если света вокруг недостаточно, то можно специальным зеркальцем немного улучшить ситуацию (кто хоть раз работал с микроскопом, должен владеть этим приемом). Когда центр выставлен, окуляром микроскопа фиксируем его значение.

Одним измерением лучше всего не обходиться, сделайте измерение несколько раз, причем брать нужно новый отсчет, например, сдвинув его на известную вам величину, допустим 90 градусов.

Если новые измерения будут отличаться от предыдущих ровно на 90 градусов, то результат можно фиксировать окончательно, если нет, то следует сделать еще пару таких измерений с разным отсчетом и вычислить среднее значение.

Источник: https://remoskop.ru/stroenie-izmerenie-uglov-ustroistvo-teodolita.html

Устройство теодолита, разновидности, инструкция по измерениям + видео

Устройство теодолита не отличается сложностью с точки зрения комплектующих, но вот настройка этого прибора довольно тонкая и требует постоянной поверки, он незаменим в строительстве и проектировании. Каждый геодезист знает, как пользоваться этим приспособлением, а мы постараемся разобраться вместе с вами.

Устройство теодолита – составные части и их назначение

Это приспособление позволяет замерять углы в пространстве с высокой точностью, работает как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Обычно действует относительным методом, то есть за основу берется какой-то эталонный объект, а уже по нему ведется отсчет искомого угла. Способ такого измерения известен еще с XIX века, на сегодняшний день лишь усовершенствовано строение теодолита и разработано несколько его разновидностей.

Шкала, по которой наблюдается результат, представлена в виде горизонтального и вертикального кругов. Находится вся конструкция на подставке, на которой имеются регулировочные винты для управления основными узлами. Человек производит измерение углов теодолитом через зрительную трубу, которая управляется винтами. Они позволяют правильно навести окуляр на объект и закрепить саму трубу в нужном положении, когда контрольная точка была найдена.

Лимб и алидада – это функциональные части горизонтального круга, которые активно используются, когда мы делаем измерение горизонтальных углов теодолитом. Лимб – неподвижное стеклянное кольцо с делениями на 360 градусов, а алидада вращается вместе с примыкающей частью прибора и выставляет таким образом отсчет. Чтобы зафиксировать отсчет и дальше проводить измерения относительно него, следует закрепить специальный винт и отпустить лимб, тогда корпус будет статичен, а лимб и алидада – двигаться.

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

Измерение углов теодолитом – изучаем марки приборов

В этом разделе мы хотим не только коснуться видов теодолита, но и его маркировки, ведь это в первую очередь бросается в глаза и вызывает некую растерянность при покупке прибора, а также при знакомстве с его работой. Итак, для начала разберемся, какими же приборами располагает промышленность с точки зрения их работы. Имеется механическое устройство, оптическое, лазерное и электронное. Первый тип – самый дешевый и простой, но имеет самую низкую точность, поэтому подойдет, скорее всего, только для изучения, а не для серьезных разработок.

Электронный удобен тем, что имеет устройство для считывания и обработки результатов, то есть геодезист должен только правильно его выставить, а остальное сделает машина. Но самым распространенным считается оптический теодолит, в нем приятно сочетаются цена и качество измерения, хоть он и не обладает мозгом, как электронный. А вот самым дорогим, но и более совершенным является лазерный, это самый точный прибор и удобный в использовании, однако имеет смысл для постоянных работ с высокими требованиями к качеству результатов.

Есть два принципиально отличающихся вида теодолитов по конструкции корпуса, а именно, подвижности лимба и алидады. В повторительных типах эти элементы можно закреплять поочередно и снимать показания методом последовательных повторений. А вот в простых этого делать нельзя, алидада и ось представляют там одно неподвижное целое, каждое измерение потребует отдельной настройки. Теперь напоследок рассмотрим маркировку инструмента, чтобы не путаться и не ожидать от измерений чего-то большего, чем они могут дать.

Марка теодолита включает совокупность цифр и букв, которые будет легко прочитать после нашего небольшого пояснения. В каждом имеется связка буквы «Т» и цифры, это – основа основ и показывает нам, что это действительно Теодолит, а цифры показывают погрешность измерения в секундах, чем они выше, тем больше погрешность. 1 маркирует высокоточные приборы, 2 и 5 – точные, 15 и 30 – технические. Цифра точности стоит после буквы «Т», а если какой-то номер стоит перед этой литерой, она обозначает поколение прибора, то есть его модификацию в заявленной категории предложенной марки.

После точности идут еще несколько букв, они обозначают особенности конструкции и исполнения. (М – маркшейдерское назначение, Э – электронный, А – автоколлимация, П – дает прямое изображение, К – имеет компенсаторы).

Строение теодолита – требования перед началом работы

Измерение вертикальных углов теодолитом и горизонтальных нельзя делать на не проверенном приборе. Кроме специальной отметки или пломбы требуется периодически проверять геометрические параметры, ведь ошибка в пару градусов, а то и меньше, может со временем перерасти в катастрофу для многих людей. А раз работа геодезиста или замерщика другого рода настолько важна, приведем основные требования к инструменту перед началом изысканий.

Важно соблюдать абсолютную вертикальность оси алидады, а также перпендикулярность ее относительно цилиндрического уровня. Далее обращаем внимание на зрительную трубу, визирная ось должна быть ей перпендикулярна, это коллимационное условие, без него вывести четкую систему отсчета будет невозможно. Ось трубы должна быть перпендикулярна оси алидады. Остается проверить насколько измерительная сетка расположена в вертикальной коллимационной плоскости. Как провести проверку этих условий, можно почитать в руководстве, хотя на крупных предприятиях этим занимаются отдельные специалисты.

Как пользоваться теодолитом – осваиваем прибор

Приведем основной принцип, как пользоваться теодолитом, однако приемов, которыми производится профессиональная разметка местности очень много, их надо осваивать на специальных курсах, понять новичку все нюансы со слов будет очень сложно.

Как пользоваться теодолитом — пошаговая схема

Шаг 1: Шаг 1. Установка теодолита

Наверняка вы догадались, что нам нужна точка отсчета, именно это и будет нашей задачей на первом шаге. Находим на местности ровную поверхность, принимая ее за начальную точку, по ней и центрируем прибор с помощью уровней и зажимных винтов на подставке. В итоге нужно получить исключительно горизонтальное положение прибора.

Шаг 2: Шаг 2. Ловим объект

Визиром находим цель, а винтами наводим измерительную сетку более точно, чтобы установить центр объекта. На все это можно смотреть через зрительную трубу, если света вокруг недостаточно, то можно специальным зеркальцем немного улучшить ситуацию (кто хоть раз работал с микроскопом, должен владеть этим приемом). Когда центр выставлен, окуляром микроскопа фиксируем его значение.

Шаг 3: Шаг 3. Обработка результатов

Одним измерением лучше всего не обходиться, сделайте измерение несколько раз, причем брать нужно новый отсчет, например, сдвинув его на известную вам величину, допустим 90 градусов. Если новые измерения будут отличаться от предыдущих ровно на 90 градусов, то результат можно фиксировать окончательно, если нет, то следует сделать еще пару таких измерений с разным отсчетом и вычислить среднее значение.


Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Навгеотех — Теодолиты

Теодолит — самый распространенный геодезический прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов. По конструкции современные теодолиты подразделяются на оптические, электронные и лазерные (электронный теодолит со встроенным лазером).

Оптический теодолит — теодолит, оснащенный оптическим визиром и все вычисления отображаются в специальном оптическом окошке. Оптический теодолит это «простой» и надежный прибор. Так же такими теодолитами можно работать в условиях низких температур и в угольных шахтах. Главное преимущество оптического теодолита перед своими высокотехнологическими электронными собратьями – простота конструкции и независимость от элементов питания. Разумеется, цена оптического теодолита значительно ниже электронных аналогов, что также объясняет его популярность среди геодезистов, ведь зачастую от прибора требуется выполнение его изначальной функции – исключительно измерения направлений и вычислений углов.

Электронный теодолит — теодолит, оснащенный микропроцессором и дисплеем для отображения всех полученных данных. Эти теодолиты намного проще в использовании чем оптические. Встроенные вычислительные функции упрощают и ускоряют работу геодезиста. Большинство приборов обеспечено датчиком угла наклона, который автоматически компенсирует наклон вертикальной оси. Современные электронные теодолиты имеют прочный водонепроницаемый корпус, позволяющий работать с геодезическими приборами при неблагоприятных погодных условиях и в условиях сильной запыленности.

Теодолиты с лазерным указателем это те же электронные теодолиты, но со встроенным лазерным излучателем который упрощает наведение на цель.

По точности, на высокоточные, со средней квадратической погрешностью измерения угла одним приемом до 1″, точные — 2-5″ и технические — 15-60″. В основном теодолиты выпускаются с компенсаторами, устраняющими ошибки, вызванные наклоном прибора во время работы.
В зависимости от точности, теодолиты могут использоваться в триангуляции, полигонометрии, в геодезических сетях сгущения. Приборы также нашли применение в прикладной геодезии, при проведении изыскательских работ. Кроме того, теодолиты применяют в промышленности при монтаже элементов конструкций машин и механизмов, строительстве промышленных сооружений и для выполнения других задач.

На сегодняшний день теодолиты выпускаются многими производителями. Геодезическое оборудование имеет один и тот же принцип работы и в большинстве своем главным отличием приборов между собой является их цена и угловая точность.

Купить оптический или электронный теодолит Вы можете у нас, также у нас имеются все необходимые комплектующие: штативы, рейки, диагональные окуляры, аккумуляторы и т. д. У нас можно осуществить ремонт и поверку любого теодолита. В настоящий момент, на рынке геодезического оборудования представлено множество теодолитов различных марок, практически все они произведены в Китае и имеют, приблизительно, одну и туже цену. Как правильно выбрать теодолит? Где купить теодолит? Для того, чтобы правильно подобрать теодолит необходимо понять, какие работы планируются выполнять на данном теодолите. Для большинства ситуаций достаточно будет самого простого инструмента, со средними техническими характеристиками, такие инструменты, как правило, стоят не дорого. Не ловитесь на такие вещи, как «внутренняя память» и «передача данных», это маркетинговые ходы, которые не имеют никакого функционального применения. Мы рекомендуюем приобретать электронные теодолиты у нас, так как все эти приборы проходят предпродажную проверку. Настоятельно рекомендуем, приобретать все геодезические приборы, только в специализированных организациях. Не покупайте теодолиты на рынках и в интернет магазинах! По вашим пожеланиям мы можем произвести доставку необходимого Вам теодолита, практически, в любую точку Украины самыми надёжными службами доставки.

На нашем сайте вы можете купить оптические и электронные теодолиты, которые на рынке геодезического оборудования получили всеобщее признание благодаря тому, что в них оптимально сочетаются такие факторы как цена и качество.

Инструкция, как пользоваться теодолитом: особенности использования прибором

Теодолит – это устройство, применяющееся в геодезии для определения значений вертикальных и горизонтальных углов. Инструмент имеет достаточно простое конструкционное решение, основная сложность заключается в правильной настройке. Как пользоваться теодолитом, узнаете из данной статьи.

Краткое содержимое статьи:

Особенности конструкции принцип работы

Как видно на фото теодолита, основным элементом конструкции является зрительная труба, соединённая с микроскопом. Кроме этого, важными составляющими элементами считаются:

  • Лимбы. Служит для проведения отсчётов.
  • Алидада. Соединена с лимбами. Представляет собой поворотную линейку с нанесённой штриховкой.
  • Винты. Могут быть наводящими и закрепительными. Необходимы, чтобы плавно настроить теодолит и зафиксировать его местоположение.
  • Оптический отвес. Используется для определения координат устройства.
  • Тренога. Требуется, чтобы установить аппарат для проведения измерений.

В основе принципа работы теодолита лежит определение неизвестных координат и высот конкретной точки путём сравнения с точками с известными параметрами.

Классификация

Современные теодолиты бывают:

По классу точности.

  • высокоточные;
  • точные;
  • технические.

По предназначению.

  • геодезические;
  • астрономические;
  • маркшейдерские.

По особенности конструкции.

  • простые;
  • повторительные.

Помимо этого, угломерные приборы делятся на:

  • оптические устройства;
  • электронные теодолиты.

Порядок работы с теодолитом

Работать с теодолитом можно двумя способами:

  • Полярным. В основе проведения измерений лежат две точки с известными значениями. Расчёты производят от второй точки на первую. Далее вымеряют расстояние между ними. Завершающий этап – привязка теодолитного хода к каждой из отметок.
  • Используя створы с перпендикулярами. Данный метод применяют при производстве разбивочных работ. Он заключается в откладывании прямых углов на местности при поэтапном прохождении прибором каждой отметки.

В инструкции для теодолита чётко говорится о том, что прежде, чем начать работать с прибором, его нужно настроить. Подготовительный этап включает в себя:

  • Центрирование.
  • Горизонтирование.
  • Фокусировку.

Последовательность проведения измерительных работ

Установка прибора

Необходимо отыскать на местности участок с ровным рельефом. Он послужит точкой отсчёта, по которой надо будет отцентрировать устройство.

Центрирование проводится при помощи уровня и с использованием зажимных винтов. Его цель – получить строго горизонтальное положение аппарата в пространстве.

Ловля объекта

При помощи визира надо отыскать точку, координаты которой следует вычислить, и навести на неё измерительную сетку. Для более точного результата нужно воспользоваться винтами. После того, как центр будет выставлен, необходимо зафиксировать его значение.

Обработка результатов

Так как точность расчётов – это наше всё, то желательно провести не одно, а ряд измерений, каждый раз беря новую точку отсчёта. Если новые значения будут отличаться от старых ровно на величину угла между старой и новой точками отсчёта, то результат считается правдивым. В противном случае требуется провести ещё пару замеров и рассчитать среднее значение.

Преимущества теодолита

Такой угломерный аппарат, как теодолит, обладает целым рядом преимуществ:

  • Высокая точность проводимых измерений.
  • Возможность проводить замеры в разных климатических условиях.
  • С прибором можно работать на местности с любым рельефом.
  • Компактность и мобильность.
  • Относительная простота калибровки и юстировки.

Правила хранения

Если вы хотите, чтобы теодолит прослужил вам как можно дольше, и точность производимых им измерений была надёжной, то необходимо заранее озаботиться изучением правил его хранения.

Хранить прибор желательно в специально предназначенном для этого кофре. Укладывая и вытаскивая устройство, следует придерживать его за подставку и рукоятки. Переносить теодолит на большие расстояния нужно исключительно в кейсе.

Теодолит – самый распространённый угломерный инструмент. Он обязательно пригодится каждому, кто занимается строительством. Поэтому очень важно знать, как правильно им пользоваться.

Фото инструкция как пользоваться теодолитом

Весомые части теодолита нам уже известны, но не нужно игнорировать устройства, благодаря которым мы можем быть уверенными в надежности снимаемых показаний. К примеру, контролировать степень горизонтальности установки прибора помогает цилиндрический уровень, а оптический центрир не даст нам потерять точку отсчета и убедит нас в том, что мы центрированы ровно над ней. А сами отсчеты убираются по микроскопу, это финишный рабочий этап замерщика. Сейчас мы знаем точно, из чего состоит теодолит, пора приступить к обсуждению его разновидностей.

На фото — из чего состоит теодолит, off-road-team.ru

На фото — теодолит с экраном, toool.ru

На фото — работа теодолитом,

На фото — традиционный теодолит, rusgeocom.ru

На фото — измерение теодолитом, toool.ru

2 Измерение углов теодолитом – изучаем марки приборов

В данном разделе мы хотим не только затронуть видов теодолита, но и его маркировки, ведь это первым делом кидается в глаза и вызывает некую растерянность при приобретении прибора, а еще при знакомстве с его работой. Итак, сначала попытаемся разобраться, какими же устройствами располагает индустрия с точки зрения их работы. Есть устройство которое работает механически, оптическое, лазерное и электронное. Первый вид – очень недорогой и обычный, но имеет очень низкую точность, благодаря этому подходит, быстрее всего, исключительно для изучения, а не для значительных разработок.

Электронный удобный тем, что имеет устройство для считывания и отделки результатов, другими словами геодезист должен только правильно его выставить, а другое создаст машина. Но достаточно популярным считается оптический теодолит, в нем приятно совмещаются стоимость и качество измерения, хоть он и не владеет мозгом, как электронный. А вот наиболее ценным, но и более совершенным считается лазерный, это самый точный прибор и хороший в применении, однако есть смысл для непрерывных работ с высокими требованиями к качеству результатов.

Существует два в принципе выдиляющихся вида теодолитов по конструкции корпуса, а конкретно, подвижности лимба и алидады. В повторительных типах такие элементы можно прикреплять по очереди и снимать показания способом последовательных повторений. А вот в обычных этого делать нельзя, алидада и ось представляют там одно неподвижное целое, каждое измерение востребует индивидуальной настройки. Сейчас в заключение рассмотрим маркировку инструмента, чтобы не путаться и не ждать от измерений чего-нибудь побольше, чем они могут дать.

Марка теодолита включает объединение цифр и букв, которые будет легко прочесть после нашего маленького пояснения. В любом есть связка буквы «Т» и цифры, это – база основ и показывает нам, что это на самом деле Теодолит, а цифры показывают погрешность измерения в секундах, чем они выше, тем больше погрешность. 1 маркирует точные устройства, 2 и 5 – точные, 15 и 30 – технические. Цифра точности стоит после буквы «Т», а если какой-то номер стоит перед этой литерой, она означает поколение прибора, другими словами его модификацию в заявленной категории предложенной марки.

После точности идут еще пару букв, они обозначают конструкционные особенности и выполнения. (М – маркшейдерское направление, Э – электронный, А – автоколлимация, П – предоставляет прямое изображение, К – имеет компенсаторы).

3 Строение теодолита – требования перед тем как приступить к работе

Измерение отвесных углов теодолитом и горизонтальных ни вкоем случае не делайте на не проверенном приборе. Не считая специализированной метки или пломбы требуется иногда выверять геометрические параметры, ведь ошибка в пару градусов, а то и меньше, может с каким то периодом перерасти в катастрофу для большинства людей. А раз работа геодезиста или замерщика иного рода настолько важна, приведем главные требования к инструменту в начале изысканий.

Главное исполнять полную вертикальность оси алидады, а еще перпендикулярность ее относительно цилиндрического уровня. Дальше обращаем свое внимание на зрительную трубу, визирная ось должна быть ей перпендикулярна, это коллимационное требование, без него вывести четкую систему отсчета будет не представляется возможным. Ось трубы должна быть перпендикулярна оси алидады. Остается выверить насколько измерительная сетка находится в вертикальной коллимационной плоскости. Как провести проверку таких условий, можно почитать в руководстве, хотя на больших фирмах этим занимаются некоторые профессионалы.

На фото — теодолит с цифровым экраном, tpgroup.com.ua

На фото — теодолит в упаковки, soges.ru

На фото — комплект теодолит, geobox.ru

На фото — виды теодолитов, megamp.ru

На фото — упаковка с теодолитом, stroika.biz.ua

4 Как пользоваться теодолитом – осваиваем прибор

Приведем главное правило, как пользоваться теодолитом, однако приемов, которыми выполняется квалифицированная разметка окрестности достаточно много, их нужно изучать на специализированных курсах, понять новичку все различия со слов будет не легко.

Как пользоваться теодолитом — пошаговая схема

Шаг 1: Шаг 1. Установка теодолита

Точно вы угадали, что нам необходима точка отсчета, собственно это и будет нашей задачей на первом этапе. Находим на окрестности идеальную поверхность, принимая ее за исходную точку, по ней и центрируем прибор при помощи уровней и зажимных винтов на подставке. В конце концов необходимо получить только лишь горизонтальное положение прибора.

Шаг 2: Шаг 2. Ловим объект

Визиром находим задача, а винтами наводим измерительную сетку более определенно, чтобы установить центр объекта. На это все можно смотреть через зрительную трубу, если света вокруг недостаточно, то можно особым зеркальцем чуть-чуть сделать лучше ситуацию (кто хотя бы раз работал с микроскопом, должен обладать данным приемом). Когда центр выставлен, окуляром микроскопа отмечаем его значение.

Шаг 3: Шаг 3. Отделка результатов

Одним измерением прекраснее всего не довольствоваться, сделайте измерение пару раз, причем брать необходимо новый отсчет, к примеру, переместив его на известную вам величину, допустим 90 градусов. Если новые измерения будут разниться от предыдущих ровно на 90 градусов, то итог можно фиксировать целиком, если нет, то необходимо выполнить еще пару подобных измерений с различным отсчетом и определить усредненное значение.


Похожие посты

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

Теодолит против транзита
Как использовать теодолит
Как работает теодолит

Типы теодолитов

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

Части теодолита

Как и другие нивелиры, теодолит состоит из телескопа, установленного на основании. Вверху телескопа есть прицел, который используется для выравнивания цели. Инструмент имеет ручку фокусировки, которая используется для четкости объекта. Телескоп содержит окуляр, в который пользователь смотрит, чтобы найти цель.Линза объектива также находится на телескопе, но находится на противоположном конце окуляра. Линза объектива используется для наблюдения за объектом и с помощью зеркал внутри телескопа позволяет увеличивать объект. Основание теодолита имеет резьбу для удобной установки на штатив.

Как работает теодолит?

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

Как использовать теодолит

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

Теодолит против уровня транзита

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

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

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

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

Преимущества использования теодолита

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

  • Более высокая точность.
  • Внутренняя увеличительная оптическая система.
  • Электронные показания.
  • Горизонтальные круги могут быть мгновенно обнулены или установлены на любое другое значение.
  • Показания по горизонтальному кругу можно снимать слева или справа от нуля.
  • Повторять показания не нужно.

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

Уход за цифровым теодолитом и полезные советы

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

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

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

Магазинные теодолиты, строительные уровни и другие оптические приборы.

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

Теодолит

и его функции для измерений при съемке

Теодолит

имеет множество частей, которые необходимо регулировать каждый раз во время съемки. Перед использованием теодолита важно знать детали и их функции, чтобы свести к минимуму ошибки во время съемки теодолита.

Теодолит — инструмент, используемый при геодезии для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Он также используется для выравнивания, косвенного измерения расстояний, удлинения линии и т. Д.Линия визирования теодолита может поворачиваться на 180 o в вертикальной плоскости вокруг своей горизонтальной оси.

Детали теодолита и их функции

Ниже приведены части теодолита:

  • Телескоп
  • Вертикальный круг
  • Индексная рамка
  • Стандарты
  • Верхняя плита
  • Нижняя плита
  • Регулирующая головка
  • Переключающая головка
  • Уровень тарелки
  • Штатив
  • Отвес
  • Магнитный компас

Телескоп

Телескоп — это фокусирующий инструмент, у которого на одном конце есть объект, а на другом — окуляр. Он вращается вокруг горизонтальной оси в вертикальной плоскости. Градуировка с точностью до 20 минут.

Вертикальный круг

Вертикальный круг прикреплен к телескопу и перемещается одновременно с телескопом. Градуировка в каждом квадранте пронумерована от 0 до 90 градусов.

Индексная рамка

Его также называют т-образным или верньерным каркасом. Он состоит из двух плеч: вертикального и горизонтального. Вертикальный рычаг помогает зафиксировать телескоп на желаемом уровне, а горизонтальный рычаг полезен для измерения вертикальных углов.

Стандарты

Стандарты — это рамы, которые поддерживают телескоп и позволяют ему вращаться вокруг вертикальной оси. Как правило, они имеют форму буквы A. Итак, стандарты еще называют А-образной рамой.

Верхняя плита

Также называется нониусной пластиной. Верхняя поверхность верхней пластины соответствует стандартам. Он также состоит из верхнего зажимного винта относительно винта касательной, который помогает прикрепить его к нижней пластине.

Когда верхний зажимной винт затягивается, верхняя и нижняя пластины прикрепляются и перемещаются вместе с некоторым относительным движением из-за верхнего касательного винта.Верхний [конец] также состоит из двух верньеров с расположенными по диагонали лупами. К нему прикреплен буксирный внутренний шпиндель.

Нижняя пластина

Также называется шкалой. Потому что он содержит шкалу с градуировкой от 0 до 360 показаний. Он прикреплен к внешнему шпинделю и состоит из нижнего прижимного винта. Если нижний зажимной винт ослаблен, а верхний зажимной винт затянут, обе пластины могут вращаться вместе.

Аналогичным образом, если нижний зажимной винт затянут, а верхний зажим ослаблен, тогда будет перемещаться только верхняя пластина, а нижняя пластина фиксируется трегером.

Регулирующая головка

Нивелирная головка содержит две параллельные треугольные пластины, называемые трегерами. Верхняя, известная как верхняя пластина трегера, используется для выравнивания верхней пластины и телескопа с помощью регулировочных винтов на трех ее концах. Нижний называется нижним трегером и крепится к штативу.

Подвижная голова

Подвижная головка также содержит две параллельные пластины, которые перемещаются одна над другой на небольшом участке.Под нижней пластиной лежит подвижная головка. Полезно центрировать весь инструмент над станцией.

Тарелка уровня

Уровни пластин несут верхняя пластина, расположенная под прямым углом друг к другу, при этом одна из них параллельна оси цапфы. Эти пластинчатые уровни помогают установить телескоп в строго вертикальное положение.

Штатив

Штатив — это не что иное, как подставка, на которую устанавливается теодолит. Его следует разместить таким образом, чтобы теодолит находился в точно выровненном положении.У штатива есть ножки со стальными башмаками на концах. Они надежно удерживают землю без каких-либо движений при размещении.

Штатив имеет внешний винт, с помощью которого теодолит крепится с помощью трегера в фиксированном положении.

Отвес

Отвес — это инструмент, имеющий конусообразный груз, прикрепленный к длинной нити. Груз подвешивается с помощью нитки из центра стойки штатива и выполняется центрирование теодолита.

Магнитный компас

Более простые теодолиты могут содержать круглый компас в центре верхней пластины.Когда мы выбираем север в качестве справочного меридиана будет полезно.

Подробнее:

Обработка теодолита , используемая в Геодезическая съемка

Специальные геодезические инструменты и их применение в инженерных изысканиях

Современные геодезические инструменты и их применение

Геодезические инструменты для измерения угла и высоты

Различные типы уровней, используемых для нивелирования при съемке

Геодезические инструменты и технологии

3,1 Исторические прототипы современных теодолитов

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

Рисунок 3.1 Диоптрия Герона.

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

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

Рисунок 3.2 Теодолит с металлическими кружками (конечностями).

3.2 Оптический теодолит

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

Рисунок 3.3 Оптический теодолит.

Таблица 3.1 Современные оптические теодолиты

Модель

Точность измерения угла (″)

Увеличение ( n ×)

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

Точность трубчатого уровня ( n ″ / 2 мм)

Минимальный диапазон фокусировки (м)

Производитель

ТД-1Э

1

30

0.3 / ± 2

20

2

Боиф

TDJ2E

2

30

0,3 / ± 2

20

2

Boif

TDJ6E

6

30

1,0 / ± 2

30

2

Боиф

ADA POF-X15

15

28

30

2

ADA Instruments

FET 500

30

20

30

1. 2

Гео-фенхель

3,3 Электронный теодолит

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

Рисунок 3.4 Электронный теодолит.

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

3,4 Основной принцип работы Теодолит

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

3.4.1 Основные топоры теодолита

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

Рисунок 3.5 Опорные оси теодолита.

3.4.1.1 Вертикальная ось теодолита

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

Рисунок 3.6 Регулировка трубчатого уровня.

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

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

3.4.1.2 Теодолит горизонтальная ось

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

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

3.1 υ = ι⋅tgβ,

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

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

Рисунок 3.7 Позиции теодолита.

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

Рисунок 3.8 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Nikon регулировка.

Рисунок 3.9 Узлы наклона горизонтальной оси теодолита Topcon регулировка.

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

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

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

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

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

Если у теодолита нет узла регулировки наклона горизонтальной оси, то возможность незначительной регулировки с помощью крепежных винтов на вертикальной оси фланец.

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

Рисунок 3.11 Альтернативный метод устранения теодолитовой горизонтальности наклон оси.

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

Рисунок 3.12 Проверка наклона горизонтальной оси теодолита.

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

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

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

3.4.1.3 Ось коллимации теодолита

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

3.2 ɛ = Ccosβ

, где β — угол наклона телескопа.

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

Рисунок 3.13 Регулировочные винты сетки.

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

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

Теодолиты оптические с компенсатором наклона вертикали оси обычно имеют возможность регулировки вертикального индекса через компенсатор корректировки.

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

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

3,5 Основные части теодолита
3.5.1 Измерительная система теодолита
3. 5.1.1 Система измерения оптического теодолита

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

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

Рисунок 3.14 Оптическая система измерения теодолита.

Рисунок 3.15 Считывание полей зрения окуляров.

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

3.5.1.2 Измерительная система электронного теодолита

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

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

Рисунок 3.16 Принцип инкрементального измерения.

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

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

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

Рисунок 3.17 Система инкрементального измерения.

Рисунок 3.18 Маска и инкрементальный масштаб.

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

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

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

Рисунок 3. 19 Система измерения штрих-кода.

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

3.5.1.3 Влияние неправильного положения конечности на систему угловых измерений Точность

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

Рисунок 3.20 Ошибки положения конечностей.

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

3.3 β = (lr) ρ ″ sinα

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

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

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

Рисунок 3.21 Диаграмма эксцентриситета конечностей.

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

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

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

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

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

3.5.2 Компенсатор вертикального индекса теодолита
3.5.2.1 Компенсатор вертикального индекса оптического теодолита

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

Рисунок 3.22 Компенсатор вертикального индекса оптического теодолита.

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

3.5.2.2 Компенсатор вертикального индекса Электронный теодолит

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

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

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

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

Модель

Точность измерения угла (″)

Увеличение ( n ×)

Рабочий диапазон компенсатора (± n ′)

Точность трубчатого уровня ( n ″ / 2 м)

Минимальный диапазон фокусировки (м)

Производитель

DT202

2

30

3

30

0. 9

Topcon

DT402

2

30

3

30

1

FOIF

DJD2-E

2

30

3

30

1,3

BOIF

ETH-302

2

30

3

30

1.35

Pentax

ДЭТ-2

2

30

3

30

1,35

Spectra Precision

ET-02

2

30

3

30

1.4

Юг

NE103

5

30

3

30

0,7

Nikon

DT205

5

30

3

40

0,9

Topcon

DT405

5

30

3

30

1

FOIF

ETH-305

5

30

3

30

1. 35

Pentax

ET-05

5

30

3

30

1,4

Юг

DJD5-E

5

30

a

30

1.3

BOIF

NE101

7

30

40

0,7

Nikon

DT207

7

30

40

0,9

Topcon

DT209

9

26

60

0.9

Topcon

NE100

10

30

60

0,7

Nikon

DJD10-E

10

30

30

1,3

BOIF

ETh410

10

30

40

1. 35

Pentax

ETh420

20

30

40

1,35

Pentax

DJD20-E

20

30

30

1,3

BOIF

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

Рисунок 3.23 Одноосный электронный компенсатор.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок 3.24 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Sokkia.

Таблица 3.3 Теодолиты с двухкоординатными компенсаторами

Модель

Точность измерения угла (″)

Увеличение ( n ×)

Рабочий диапазон компенсатора (± n ′)

Точность трубчатого уровня ( n ″ / 2 м)

Минимальный диапазон фокусировки (м)

Производитель

TM6100A

0.5

43

2

0,6

Leica Geosystems

DT210

2

30

3

30

0,9

Sokkia

DT510

5

30

3

40

0.9

Sokkia

2T5E

5

30

3

30

1

УОМЗ

Строитель T106

6

4

1,3

Leica Geosystems

Строитель T109

9

4

1.3

Leica Geosystems

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

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

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

Рисунок 3.25 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Leica.

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

Рисунок 3.26 Принцип считывания компенсатора показан на рисунке 3.25.

Электронный сигнал на выходе ПЗС (нижняя часть рисунка 3.26). Расстояние от нулевой пиксель к центральной группе экспонированных пикселей предоставляет информацию о наклон x направления.Интервал между двумя группами наклонных линий дает информацию о наклоне y направление.

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

Рисунок 3.27 Двухосный электронный компенсатор, применяемый Тримбл.

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

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

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

3.5.3 Теодолит телескоп

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

3,4 M = fofe

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

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

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

Рисунок 3.29 Двухкомпонентный объектив.

Двухлинзовые оптические системы имеют эквивалентное фокусное расстояние:

3.5 F = fofFfo + fF − l

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

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

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

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

Рисунок 3.30 Теодолитовый телескоп с призмой Аббе.

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

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

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

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

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

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

Рисунок 3.31 Теодолитовый телескоп с призмой Порро.

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

Рисунок 3.32 Теодолитовый телескоп с лазерной указкой.

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

Наиболее известные лазерные теодолиты перечислены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 Современные электронные лазерные теодолиты

3.5,4 Теодолитовые прицелы

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

Рисунок 3.33 Блок наведения снабжен отдельными винтами.

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

Рисунок 3.34 Блок наведения снабжен коаксиальными винтами.

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

Рисунок 3.35 Бесконечный касательный винт.

Рисунок 3.36 Причины ошибок по горизонтали.

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

3.5.5 Теодолитовые отвесы

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

Рисунок 3.37 Теодолит оптический центрир.

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

Рисунок 3.38 Проверка теодолитового отвеса.

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

Рисунок 3.39 Теодолитовый лазерный центрир.

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

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

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

Рисунок 3.40 Лазерный теодолитовый отвес производства Leica.

Библиография

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

теодолита в разведке | Типы теодолита | Части теодолита

Первым шагом любых строительных работ является геодезия, и поэтому это важная отрасль гражданского строительства. В общем, съемку можно определить как искусство определения относительного положения различных объектов над, на или под поверхностью земли с использованием различных инструментов и подготовки карт.Одним из важных типов таких геодезических инструментов является теодолит.

В целом теодолит может быть определен как оптический прибор для съемки, который используется для измерения углов между указанными точками как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.

Другими словами, теодолит можно определить как инструмент, оснащенный небольшим телескопом, который может свободно перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскости для измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезии.Он широко используется при геодезии, землеустройстве и строительстве другой инфраструктуры.

Теодолит — обзор

Теодолит — это оптический инструмент, состоящий из небольшого подвижного телескопа, установленного на нем. Телескоп может свободно вращаться вокруг горизонтальной и вертикальной оси. Таким образом, теодолит может давать угловые показания, указывающие на ориентацию телескопа. Измеренные таким образом углы можно использовать для позиционирования точек и подготовки планов и карт.Обычно для непроходного теодолита вращение телескопа ограничивается ограниченной дугой. С другой стороны, для транзитного теодолита телескоп достаточно короткий, чтобы пройти через зенит.

Рисунок: Теодолит (схематическая диаграмма)

Технические термины, используемые в теодолите

Вертикальная ось: Ось, вокруг которой теодолит вращается в горизонтальной плоскости.

Горизонтальная ось: Ось, вокруг которой теодолит вращается в вертикальной плоскости.

Центрирование: Процесс установки теодолита точно над точкой наземной станции.

Transiting: Процесс поворота телескопа в вертикальной плоскости.

Swing: Непрерывное движение телескопа в вертикальной плоскости.

Наблюдение за лицом слева: Вертикальный кружок слева в момент наблюдения.

Наблюдение за лицом справа: Вертикальный кружок справа в момент наблюдения.

Смена лица: Операция смены лица телескопа.

Набор: Он состоит из двух горизонтальных мер, одна на лицевой стороне слева, а другая на лицевой стороне справа.

Фундаментальные оси теодолита

1. Вертикальная ось

2. Горизонтальная или цапфа

3. Линия коллимации

4. Ось уровней плит

5. Ось высоты

Рабочий механизм теодолита

Теодолит работает за счет комбинированного механизма оптических отвесов, также называемых отвесом, спиртом или пузырьковым уровнем, а также градуированными кругами для определения вертикального и горизонтального углов.Оптические отвесы или отвесы обеспечивают размещение теодолита как можно ближе к вертикали над точкой съемки. Спиртовой уровень обеспечивает точное выравнивание теодолита по горизонтали. Предусмотрены два типа градуированных кругов, а именно вертикальный градуированный круг и горизонтальный градуированный круг для измерения углов.

Части теодолита при геодезии

Теодолит состоит из небольшого телескопа, установленного на нем.Телескоп состоит из прицела в верхней части, который используется для выравнивания цели. Теодолит также состоит из ручки фокусировки, которая используется для четкости объекта. Телескоп теодолита оснащен окуляром, через который пользователь видит цель.

Линза объектива также установлена ​​на телескопе на противоположном конце окуляра. Линза объектива предназначена для наблюдения за объектом, а также с помощью зеркал внутри телескопа позволяет увеличивать объект.Основание теодолита имеет резьбу для удобной установки на штатив. На рисунке 3 показаны различные части теодолита.

Рисунок: Части теодолита

Типы теодолита в геодезии

Теодолиты можно классифицировать по следующему принципу:

1. На основе составляющих частей
Составные части теодолита, теодолит можно разделить на цифровой теодолит и нецифровой теодолит.Нецифровой теодолит — это древний или традиционный тип теодолитов. Этот тип теодолита является ручным и в настоящее время используется редко. Цифровые теодолиты — это просто развитие нецифровых теодолитов.

Цифровые теодолиты состоят из телескопа, установленного на основании, и электронного считывающего экрана, который используется для отображения горизонтальных и вертикальных углов. Обычно используются цифровые теодолиты, потому что цифровые показания заменяют традиционные градуированные кружки, и это обеспечивает более точные показания.

2. Основная классификация теодолита
Основная классификация разделяет теодолиты на теодолиты транзитного и нетранзитного типа. Теодолит, телескоп которого можно перемещать, т. Е. Совершать полный оборот вокруг своей горизонтальной оси в вертикальной плоскости, известен как теодолит транзитного типа.

С другой стороны, теодолит, через телескоп которого невозможно пройти, известен как теодолит непроходного типа. Теодолиты транзитного типа являются наиболее часто используемым типом теодолита.

Применение теодолита в геодезии

Основные области применения теодолита можно перечислить следующим образом:

1. Навигация

2. Метеорология

3. Геодезия и ее применение

4. А также измерения как разводка углов и прямых

5. Выравнивание стен

6. Формирование панелей

7. Сантехника углов здания, колонны и т. д.

8. Тахеометрическая съемка

9.Определение разницы на уровне

10. Кривые дальности

Использование теодолита в геодезии

Некоторые виды использования теодолита в геодезической съемке можно перечислить следующим образом:

1. Определение вертикального и горизонтального углов .

2. Определить разницу высот между точками.

3. Чтобы найти точки на линии.

4. Продлить или расширить геодезические линии.

5. Указать уклоны и ранжирование кривых.

Временная юстировка теодолита при геодезии

Временная юстировка теодолита в основном включает в себя набор операций, которые выполняются, чтобы подготовить его к проведению наблюдений. Временная регулировка включает в себя следующую серию шагов:

1. Установка:

Первым шагом временной регулировки является установка теодолита. Он включает в себя процесс фиксации теодолита на штативе, а также примерное выравнивание и центрирование по отметке станции.

2. Центрирование:

Центрирование — это процесс перемещения вертикальной оси теодолита точно над отметкой станции с помощью центрирующей пластины. Центрирующая пластина также известна как трегер.

3. Нивелирование:

Это процесс нивелирования основания инструмента, чтобы вертикальная ось стала вертикальной, обычно с помощью встроенного пузырькового уровня.

4. Фокусировка:

Фокусировка включает в себя устранение ошибки параллакса путем правильной фокусировки объектива и окуляра.

Использование теодолита при геодезии

Теодолит можно использовать для считывания наблюдений, выполнив следующие шаги:

1. Прежде всего отмечается точка, в которой должен быть установлен теодолит. колом или геодезическим гвоздем. Эта точка служит основой для измерения углов и расстояний.

2. Затем над отмеченной точкой устанавливают штатив. Необходимо соответствующим образом отрегулировать высоту штатива. Отцентрованное отверстие монтажной пластины должно находиться над отмеченной точкой.

3. Ножки штатива вбиваются в землю с помощью кронштейнов, имеющихся по бокам каждой ножки.

4. Затем теодолит устанавливается на теодолит. Это делается путем размещения теодолита на штативе и закрепления его на месте с помощью монтажной ручки.

5. Затем измеряется высота между землей и прибором для использования в качестве ориентира для других станций.

6. Затем теодолит правильно отрегулирован.

7. Затем с помощью ручек регулируется вертикальное падение, чтобы инструмент оставался над отмеченной точкой.

8. Перекрестие наведено в основном прицеле в точку, подлежащую измерению, с помощью фиксирующих ручек сбоку теодолита. Горизонтальный и вертикальный углы регистрируются с помощью телескопа, находящегося на стороне теодолита.

Подробнее: Total Station

Подробнее: Тахеометрическая съемка

Теодолит — AWF-Wiki

Принцип работы

Теодолит используется для измерения вертикальных и горизонтальных углов.Основными частями являются горизонтальный и вертикальный круги, масштабированные в углах. Он регулярно устанавливается на штатив и имеет несколько уровней для регулировки теодолита в полевых условиях.

Теодолит с устройством для оптического измерения расстояний называется тахиметром . Более современные тахеометры, оснащенные приборами для измерения электрического расстояния, называются тахеометрами , тахеометрами .

Эскиз теодолита с цифрами, обозначающими функциональные части. 1: Вертикальный круг. 2: Чтение по вертикальному кругу. 3: Ось уровня духа. 4: Уровень бычьего глаза. 5: Отвес. 6: Фиксирующий винт. 7: Штатив. 8: Зажимы. 9: Горизонтальный круг. 10: Чтение для горизонтального круга. 11: Горизонтальная ось (ось наклона). 12: Зажим. 13: Телескоп. 14: Вертикальная ось.

Цепи измерительные многоугольные

Выбор точек (вершин) многоугольной цепи зависит от цели измерения.В большинстве случаев вы будете следовать курсом дорог и троп. Отдельные сегменты должны быть расположены таким образом, чтобы можно было легко соединить другие объекты. Сегменты линии должны быть относительно длинными, чтобы не допускать распространения ошибок — не менее 50 метров и, при нормальных обстоятельствах, не более 200–300 метров [1] .

Чтобы оценить абсолютное положение многоугольной цепочки, она должна быть связана с тригонометрической вершиной, находящейся рядом с ней. Обычно близкие вершины должны быть частью многоугольной цепи.

В поле процедура выглядит следующим образом: Отдельные вершины должны быть отмечены перпендикулярными рейками. Теодолит центрируется точно над соответствующей вершиной. Обе задачи должны выполняться с полным вниманием, чтобы свести к минимуму ошибки измерения угла.

От каждой вершины измеряется расстояние до предыдущей и до следующей вершины. Измерение расстояния выполняется дважды, второе измерение можно рассматривать как измерение безопасности. Среднее значение обоих измерений берется для наилучшего приближения к реальному расстоянию.Расстояние в основном определяется с помощью электронных средств измерения расстояния. Угол преломления между двумя расстояниями может быть получен из разницы между двумя показаниями горизонтального круга, полученными при пеленге на предыдущую и следующую вершину.

Угол наклона определяется по вертикальному кругу. Все измеренные параметры заносятся в обзорный лист. Кроме того, все вершины нанесены на карту эскиза.

Если цепь многоугольников, измеренная с помощью теодолита, должна быть нанесена на карту, по крайней мере в одной точке необходимо измерить направление (с помощью компаса), чтобы правильно вписать ее в систему координат [1] .

Метод полярных координат

Этот метод можно применять на четко обозначенной местности. Измерение проводится от одной фиксированной точки. Измеряются расстояние и угол преломления от точки. Таким образом, это в основном измерение полярных координат. Расстояние берутся тахиметрическим или электронным. Чтобы отрисовать полученные вершины на карте, должны быть доступны координаты как минимум двух точек.

Сегодня это стандартный метод для обширных измерений, так как измерение углов и расстояний в большинстве случаев может выполняться автоматически [2] .

Эскиз, отображающий принцип действия метода полярных координат.

Список литературы

  1. 1.0 1.1 Kleinn, Dr. C. Skriptum zur Vorlesung „Einführung in die Vermessungslehre“ für Studierende der Forstwissenschaften. Георг Август, Университет Геттингена, 2009.
  2. ↑ Vermessungstechnik in der Berufsschule fuer Vermessungstechniker [1]

Смена лицевой стороны геодезических инструментов

Статья с большим количеством информации к аксессуарам, написанной А.Х. Уорд, Хербругг, Швейцария,
г., Wild Heerbrugg, июль 1967 г.

THE СМЕНА ЛИЦА ПРИБОРОВ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ

Меняющееся лицо — это процедура, с которой знакомы все геодезисты. Когда это простое действие реверсивный или передающий телескоп теодолита производится, и показания взятое с обеих сторон, среднее из двух значений будет свободным от небольших остаточные неточности, существующие во всех теодолитах. Следовательно, это важная операция, когда требуется максимальная точность.

Однако изменение лица — это экспрессион, который не ограничивается физическим соотношением между положение телескопов и вертикальный круг. Все дизайнеры и создатели современное оборудование постоянно производит инструменты новой формы, выступления и функции. Это разные, но жизненно важные способ, которым с годами менялись облик самих инструментов обследования.

За первый настоящий перерыв через старомодный теодолит открытого типа, мы должны вернуться к период в начале этого века, когда Генрих Вильд начал свой выдалась карьера конструктора инструментов.Недоволен существующим теодолиты, которые особенно не подходили для его работы по триангуляции в горы, он бросил карьеру геодезиста и взял на себя задачу разработка инструмента, который выдержит суровые полевые работы, это было бы проще в использовании, и это обеспечит более высокую точность считывания.

Хотя много новых идей и усовершенствования были включены в теодолиты и уровни с момента смерть доктора Уайлдса в 1951 году, успех его усилий можно увидеть в Практически каждый сегодня день теодолит, уровень, тахеометр и алидада.В История карьеры Генриха Вильдса подробно изложена в статье доктора Штрассерса. в обзоре обзора (вклад Генриха Вильдса в разработку современные геодезические инструменты, G.J. Штрассер, апрель 1966 г.).

Его главными целями были уменьшить размер и вес инструмента и его контейнера, чтобы обеспечить защита и стабильность для всех частей, а также для улучшения работы и чтения эффективность. Эти цели должны были быть достигнуты путем упрощения конструкции, что позволит наблюдателю работать без лишних движений, при этом позволяя ему полный контроль и простое управление всеми ручками и винтами.

Молодому трудно сюрвейера, чтобы точно оценить, что было задействовано в обработке классический открытый теодолит. Он привык к компактному, легкому, удобному в обращении инструмент, и это мало похоже на нониусную модель пятидесяти много лет назад.

При использовании настоящего дня теодолита, наблюдателю вообще не нужно перемещать свое положение, когда наведение на цель, а затем считывание значений круга. С джокерами хорошо известная система считывания совпадений, диаметрально противоположные значения горизонтальные и вертикальные стеклянные круги означают простым поворотом ручка микрометра.Это гениальное изобретение сейчас считается само собой разумеющимся, но оно было не так давно, что верньеры металла А и Б круги нужно было читать (с помощью лупы), и это требовало обход инструмента после точного наведения цели. Время необходимо было сделать это было довольно много и, конечно, опасность стука что-то в ходу всегда было там, особенно когда настройка была сложный на склоне или скалистом обнажении. Ошибки бронирования и последующие Значительные ошибки также были серьезным недостатком этого старого типа инструментов.

В дополнение к более простому и более точного чтения по кругу, современный теодолит может похвастаться своей короткой, мощный телескоп с покрытыми линзами и внутренней фокусировкой. Это позволяет намного более быстрая работа, избавляет от проблем, вызванных наличием переменной или движущаяся точка измерения (которая изменяется при каждой перефокусировке) и обеспечивает полная защита телескопической трубы и ее содержимого взгляд на триангуляция теодолита менее 50 лет назад покажет, насколько необходимы такие изменения были.Удивительно то, что даже сегодня можно найти производители, которые до сих пор делают старомодные инструменты открытого типа и с гордостью рекламирую их.

Объект, с помощью которого внесенные корректировки также представляют собой большой прогресс, вместе с простыми метод проверки и исправления остаточных коллимационных ошибок. Крест или похожий узор, который так точно и с математической точностью выгравирован на прицельная планка современного телескопа требует лишь минимальной настройки и производители гарантируют, что горизонтальные и вертикальные перекрестие ровно под прямым углом друг к другу преодолевает трудности связанного ранее с выравниванием и укладкой настоящих волос, не было шутка, когда волосы лопались и приходилось заменять на новые.

Защита ножные винты от пыли и влаги, а также плавность их хода, позволяет выполнять выравнивание инструмента намного проще, чем с открытым винтом старого типа, который не всегда позволял движение, которое необходимо сделать. Попутно интересно отметить, что тенденция в некоторых странах использовать четыре подъемных винта вместо логическая тройка. Трудно понять причину этого странного реликвия устаревшей аппаратуры.Намного легче повышать уровень с всего три подъемных винта, причем предварительное предварительное выравнивание является особенно простым процедура. Для этого наблюдатель вскоре овладевает техникой центрирования круговой пузырь с помощью практически одновременного манипулирования тремя винты. Это становится настолько рутинной задачей, что выполняется почти автоматически и завершается более или менее без раздумий.

Это упоминание о необычном средства выравнивания теодолита напоминают метод, который не удалось найти общее одобрение, использование шара и штуцера гнезда для выравнивание инструмента.Существуют различные типы и, хотя они могут облегчить немного более быстрое выравнивание (даже это было опровергнуто тестами), они, безусловно, полностью противоречат общепринятым принципам проектирования инструментов.

Еще одна идея, неоднозначный прием получила система , расположенная над винты . В принципе, это отличная фича, так как это может быть раздражает, особенно на крутых склонах, устанавливать теодолит, предварительно выровнять, отцентрируйте с помощью оптического центрира, а затем, после точного нивелирования с помощью уровень плиты, чтобы убедиться, что инструмент не находится точно над отметкой земли и необходимо немного сместить над головкой штатива, чтобы компенсировать небольшой разница между приблизительно вертикальной линией визирования оптического отвес и точно вертикальный, полученный путем правильного выравнивания инструмент.Разделив движения так, чтобы инструмент скользил по уже точно горизонтальная выравнивающая головка, нет необходимости в повторяющихся шаги, необходимые для стандартных теодолитов. Вышеупомянутые винты метод достигает своей цели, но делает это за счет добавления веса и роста к инструмент, что делает его немного тяжелым и теряет часть необходимых устойчивость и жесткость. Всегда есть тенденция к попаданию пыли и песка контактировать с скользящими поверхностями, которые должны быть плоскими и гладкими для система работает правильно.Это также может произойти с шаровой головкой типа примерка, уже упоминалось.

Чтобы быть совершенно справедливым ко всем типов инструментов, необходимо подчеркнуть, что ни одна существующая система не является полностью удовлетворительное, и нет никаких сомнений в том, что вопрос о разработке эффективная, но надежная система выравнивания — одна из самых больших проблем производителей инструментов, и трудно представить себе решение, которое будет полностью удовлетворительным. На самом деле это может быть частью инструмента. дизайн, который будет нести отпечаток компромисса на долгие годы.

Вернуться к доктору Уайлдсу вклад в меняющийся облик исследовательских инструментов и продолжить элементы, которые он представил в теодолите, следует упомянуть цилиндрический ось вместо классического конического типа. Это был большой шаг вперед, поскольку не было необходимости настраивать этот новый тип оси. Использование стекла для круги также были вехой в прогрессе, достигнутом со времен Первой мировой Война. Можно получить и сохранить высокое однородное качество круга. градуировки только при использовании стекла.Дополнительная гарантия проецирования обведите изображения через полые части инструмента так, чтобы они были видны в считывающем микроскопе, расположенном рядом с телескопом, предлагает двойной преимущество повышения простоты и комфорта чтения, а также позволяет корпус круга необходимо плотно закрыть.

Это принятая функция в настоящее время уровень пластины расположен по центру между стандартов, так что он не будет стекать быстро при вращении алидады.Эта Однако так было не всегда, и именно в 1923 году такое позиционирование уровень плиты был впервые сделан, когда появился Т2. Некоторое время назад что доктор Уайлд впервые использовал свою знаменитую систему раздвоения пузырей, в которой два конца духовного пузыря проецируются через систему призм, так что они просматриваются одновременно.

Другие важные особенности которые отличают современные теодолиты от их более ранних аналогов, более или менее общее использование оптического центрира и различных устройств для обеспечение принудительной центровки взаимозаменяемости между теодолитами и их вспомогательное оборудование, такое как цели наведения, утолщенные штанги и многие другие аксессуары, которые используются для помощи геодезисту.Оптический центрир — самый популярная функция теодолита, обеспечивает отличное функциональное обслуживание и бесконечно предпочтительнее отвеса, который имеет тенденцию раскачиваться, особенно в ветреную погоду. Другой вариант — использование сантехнического стержня или центрирующего стержня . устройство, которое находит большую поддержку среди некоторых геодезистов, особенно когда работа на пересеченной и наклонной почве. Однако большинству геодезистов кажется предпочитать оптический центрир, и это устройство подходит в большинстве ситуаций.

Взаимозаменяемость инструменты и аксессуары это сравнительно новая инновация, и нет сомнений в том, что этот объект имеет произвел революцию в искусстве передвижения. Тогда как раньше было необходимо отвесить инструмент или цель над каждой точкой хода в каждой и каждой заменой приборной станции, теперь обычным явлением стало использование принудительного центрирования система с тремя штативами. После наблюдения, например, со станции 2 до установленных целей в трегерах на штативах на станциях 1 и 3 соответственно, геодезист освобождает теодолит от трегера № 2 и идет с ним вперед, чтобы Станция 3.Здесь помощник отпускает цель, а геодезист заменяет ее. с теодолитом. Поскольку трегер остается зафиксированным на штативе, инструмент занимает точно такое же положение, что и цель изначально. Таким же образом цель 1 устанавливается в трегер на станции 2 и исходный штатив номер 1 плюс цель из 3 переносятся вперед и устанавливаются на станции 4. Так и продвигается работа с теодолитом и цели всегда продвигаются вперед по одной станции за раз и задний штатив и трегер перескакивал вперед.Дополнительную скорость и удобство можно получается при использовании дополнительного штатива и трегера. Одно большое преимущество этой системы в том, что нет необходимости отмечать каждую станцию ​​на земле. Как инструмент или целевая полоса или полоса натяжения всегда располагаются точно над той же точкой, можно производить измерения и расчеты траверсы без нанесения постоянных отметок. размещены, и только на станциях, которые будут использоваться для будущих работ, нужно разместить булавки.

Что касается формы что устройство принудительного центрирования должно принимать, нет никаких сомнений в том, что лучшее метод представляет собой систему из трех стержней, в которой три приемных отверстия в трегера совместите шпильки на дне теодолита.Подходит идеально и обеспечивает полную и абсолютно безопасную взаимозаменяемость между инструмент и его аксессуары.

Самый яркий различия между новыми и старыми теодолитами заключаются в основных размерах инструменты и их контейнеры. Современные аккуратные, компактные и надежные модели намного удобнее, чем громоздкий открытый тип одинарной секунды теодолит, который весил 24 фунта. и был упакован в деревянный ящик того же веса. T2 весит всего 12 фунтов.И носится в сильном. металлический контейнер весом 5 фунтов. в общей сложности 17 фунтов. по сравнению с предыдущими 48 фунтами.

Изменения, которые были сделанные до уровней одинаково впечатляют. Точность уровней когда-то оценивалась в с точки зрения длины его телескопа, чем он длиннее, тем лучше! Все плохие особенности, которые существовали в открытом теодолите, присутствовали также в уровень открытого типа, и все они были исправлены более или менее одинаково. Теперь телескопы имеют линзы с покрытием и внутреннюю фокусировку.Топоры цилиндрические, а винты защищенный и регулируемый. Перекрестие вытравлено на пластине сетки нитей и коллимационные ошибки легко исправить. Больше нет необходимости удалять телескоп со стандартами Уай, чтобы перевернуть свое положение как средства проведения коллимационного теста измерения. Для таких тестов были разработаны простые методы, и с Wild N2 уровень , предусмотрена возможность вращения телескопа вокруг продольная ось, что позволяет снимать показания с двух сторон положение, для удобства проверки.

Помимо конструктивные изменения, однако, которые были сделаны в соответствии с параллельные изменения в теодолитах, самое важное улучшение в Уровни духа были введением совпадения разделенного пузыря система . Каким бы чувствительным ни был духовный пузырь, его невозможно центрируйте его без посторонней помощи более точно, чем до одной пятой от нормальных 2 мм деление на флакон. Однако в системе с раздельными пузырьками, в которой наблюдатель видит два конца пузыря бок о бок и должен поместить их в совпадение так, чтобы образовать гладкую, правильную кривую, можно сделать 8x повышение точности этой настройки.При уровне N3 чувствительность трубчатый пузырек — 10 на 2 мм. С помощью системы просмотра разделенных пузырьков линию визирования можно выровнять (с помощью откидного винта до совпадения концов пузыря) с точностью до эквивалента одной сороковой (одной восьмая от одной пятой) от 2-мм деления — то есть одна сороковая от 10, что составляет единиц четверть второй . Если такое устройство для разделения пузырьков не предусмотрено в прибора, такую ​​высокую точность можно будет достичь только повышение чувствительности пузыря.Это будет означать пузырь с чувствительность около 1 1/4 на 2 мм. Мало того, что это труднее производят, но центрирование занимает гораздо больше времени, так как каждое движение наклонного винта соответственно увеличивает движение пузыря.

Но нет смысла в повышении чувствительности уровня и точности, с которой он может быть повышается, если наблюдатель по-прежнему обязан оценивать штатное расписание сверх обычная градация 0,01 фута. По этой причине такие инструменты, как N3, производят использование микрометра с параллельными пластинами .После того, как линия прямой видимости была сделана абсолютно горизонтально, маловероятно, что горизонтальное перекрестие будет быть замеченным на точной линии выпуска сотрудников, и необходимо будет оценить часть интервала, на которую волосы смещены от градуировки. При использовании метрической рейки градуировка обычно в сантиметрах, поэтому оценка будет быть с точностью до миллиметра, а с ножной рейкой градуировка обычно сотые доли фута с точностью до тысячной. Активировав N3s параллельная пластина, с помощью ручки микрометра, горизонтальная линия визирования может быть смещен немного выше или ниже, но всегда параллельно себе.Если ручку поворачивают, пока перекрестие не будет установлено на точную градуировку рейки. объединенная сумма этого штатного значения плюс показание микрометрической шкалы будет укажите требуемое значение рейки для наведения. С метрической моделью микрометра, показания можно снимать с точностью до сотых долей миллиметр, по сравнению с оценкой до миллиметра без микрометр. Модель ноги позволяет прямое считывание по шкале до 0,0001 футов. (который является интервалом градуировки), и оценка может быть сделана до половины интервал.Если на уровне первого порядка должна быть достигнута максимальная точность, совершенно бессмысленно использовать деревянный посох, который подвержен значительным меняется из-за разницы температур и влажности.

Чтобы преодолеть эту трудность очень важно проводить наблюдения с точностью к инварным клепкам . Верхний конец инварной ленты соединяется с при помощи пружины растяжения, которая поглощает любые небольшие изменения длина рамы, чтобы полоса всегда сохраняла одинаковую общую длину.Коэффициент линейного расширения инвара практически равен нулю, так что отдельные градуировки на полосе всегда сохраняют одно и то же абсолютное положение.

Легче оседлать градуировку с клиновидным перекрестием , чем это состоит в том, чтобы коснуться нормального типа выпуска персонала. Клин установить так, чтобы его конечности были симметричными относительно градуировки линии и, если предпочтительно, эту настройку можно сделать так, чтобы линии клина касались закругленные концы.Опыт показал, что это проще и точнее для наблюдатель должен использовать этот метод перехвата определенной отметки, чем для него чтобы установить одну линию (которая черная) в почти мнимое деление между белое сечение и черное сечение обычного посоха.

Общая точность, можно получить, используя клиновидные стропы сетки N3 для захвата градуировка линий инварных клепок PNL настолько высока, что выравнивание этого порядок становится почти свободным от ошибок.За одну милю двойного пробега выравнивает достижимая m.s.e. составляет ~ 0,0008 футов (или 0,2 мм на один километр) — примерно один сотые доли дюйма. Кларк цитирует цифры для English Geodetic Leveling. (1912-21) максимальной ошибки закрытия 0,4771 фута на периметре 290 миль и наименьший 0,0073 фута в периметре 60 миль, The m, s, e. из 0,0008 футов на милю эквивалентно 0,0008 290 и 0,0008 60 футов, соответственно, для этих двух цепей — i. е. 0,0135 футов (по сравнению с 0,4771) и 0.0062 фута (по сравнению с 0,0073). Эти цифры относятся к достижимым m.s.e. конечно, и собственно результаты могут втрое превышать эти суммы с вероятностью, однако, что они будут в установленных пределах. Если взять трассу 290 миль как хороший пример, тогда раскрытие 0,4771 фута фактически получено примерно за 50 лет назад и 0,0135 фута, которые может дать современный уровень точности, указывает огромный прогресс, достигнутый в строительстве уровней и их вспомогательное оборудование.

В то время как почти невероятная точность больших мощных уровней представляет собой стандарт, который необходимы для основных работ или для все более высоких требований промышленности и строительное проектирование, оно не всегда необходимо и во многих сферах применения наблюдатель предпочитает скорость абсолютной точности. Для такого пользователя автоматический уровень , с некоторым видом компенсирующего устройства, чтобы гарантировать, что линия взгляда всегда горизонтальна, это решение его проблемы.Экономия то, что сделано с автоматическим уровнем, само по себе является полезным, но дополнительная безопасность, предоставляемая наблюдателю, поскольку ему больше не нужно центрировать трубчатую уровень пузыря, позволяет работать со значительно меньшим умственным напряжением в в дополнение к снижению утомляемости глаз.

Увеличение достижимого m.s.e. нормально со всеми автоматическими уровнями, которые теперь принимаются как способны на более точную работу, чем классические уровни в своем классе, Для наблюдатель, которому нужна скорость работы в сочетании с почти геодезическими точности, теперь можно прикрепить микрометр с параллельными пластинами к объективный конец NA2 и получить результаты чуть ниже можно получить с большим инструментом.

Аналогичная экономия времени, в сочетании с удобным дозированием одной из легко забываемых задач теодолитовой съемки, получают с помощью теодолита с автоматическим вертикальный индекс . При считывании вертикальных углов важно, чтобы Индекс устанавливается на 90 с горизонтальным прицелом. Было бы интересно найти сколько раз за свою карьеру средний геодезист не использует винт установки индекса при считывании вертикального угла! Использование жидкости компенсатор, через который видно изображение круга, обеспечивает остроумный решение этой важной проблемы.После того, как инструмент будет выровнен, дальнейшая установка индекса не требуется. Просматривается изображение вертикального круга, следовательно, после прохождения через эквивалент оптического клина, образованного жидкость. Показание круга — это требуемое значение, автоматически компенсируемое устранением ошибки установки индекса. Другие инструменты успешно использовать компенсаторы маятникового типа.

Вернуться к современному уровень, улучшения в дизайне и комфорте оператора не ограничиваются к более крупным и очень точным инструментам, используемым для высокоточных работ.Тренд, фактически, почти революционизировал внешний вид маленького уровня, который теперь компактный, прочный и легкий инструмент. Для повседневных задач выравнивания Инженер имеет широкий выбор уровней сложности и инженера, с или без горизонтальный круг, и теперь у него есть самая полезная альтернатива — иметь телескоп дает либо перевернутое изображение , либо прямое изображение . Высота качество современных линз позволяет оптике, необходимой для производства прямое изображение, которое будет добавлено в телескоп, не вызывая опускания спектакль.Такое же оборудование доступно и для многих типов теодолита. Инженеру, который время от времени использует свой инструмент и который не привык при традиционном перевернутом изображении монтажный окуляр — большое благо.

Еще одно нововведение, которое Следует отметить широкое распространение фрикционного торможения, имеющего заменил горизонтальный зажим на многих уровнях, особенно на меньшем, строители типа и в автоматических моделях. Действие адекватно, чтобы удерживать инструмент от нежелательного движения и можно делать медленное движение настройки, так как винт горизонтальной касательной по-прежнему включен в конструкцию.

Новая функция, которая появилось в диапазоне уровней Wild, это включение стрелка направления в расколотом пузыре. Когда наклон уровня такой концы пузыря находятся вне поля зрения появляется стрелка с указанием направления вращения винта наклона. Это почти смехотворно простая идея, ее можно было бы назвать уловкой, отлично экономит время.

Требуются две одинаковые точки упоминается здесь, хотя они фактически включены в теодолиты вместо уровней.Обе простые идеи не делают ничего, чтобы увеличить точность прибора, но просто экономия времени и удобство помощь. Первый — это простая стрелка на фокусировке телескопа. гильза, указывающая направление поворота для получения фокусировки на бесконечность (также есть знак бесконечности). Это, по значение, показывает, как повернуть гильзу для более длинных прицелов, с поворотом в противоположное направление помогает фокусироваться на кратчайшие расстояния.Секунда является улучшенной версией ручки переключения или инвертора устройство, с помощью которого наблюдатель переключается на просмотр либо вертикальный или горизонтальный круг при использовании инструмента типа Т2 или Т3. До сих пор на ручке была выгравирована линия, когда линия была горизонтальной это был горизонтальный круг, который читался, а когда вертикальный, это был вертикальный круг. Чтобы избежать путаницы, особенно ночью, эта ручка теперь с выступом на нем, чтобы можно было идентифицировать используемый круг на ощупь.

Тенденция последних 40 к 50 лет прошло, чтобы уменьшить вес и размер уровней и теодолитов, чтобы улучшить их базовую конструкцию и упростить их использование и обслуживание. Эти все цели были достигнуты, и не было снижения На самом деле точность инструментов прямо противоположна. Это изменение лица не ограничивается внешним видом и характеристиками классического типа инструмент, однако, столь же поразительные изменения были сделаны в вспомогательное оборудование, используемое с теодолитом и уровнем, и многие полностью теперь доступны независимые инструменты.

Например, оптический центрир , который сам по себе теодолит, уже достиг статуса инструмента в своем Права собственности. С мощным телескопом и переключаемой призмой, позволяющей либо при наведении вверх или вниз отвес может быть точно отцентрован над или ниже отметки, намного превышающей очень ограниченный диапазон устройства, встроенного в теодолит. Затем устройство можно снять с трегера и теодолита. установить на свое место без потери точности центрирования.Преимущества такая система огромна и может быть хорошо использована при наблюдениях на смотровая вышка необходима или для строительных целей, когда важно, чтобы линии построения абсолютно вертикальны, чтобы процитировать два примера.

Для более ограниченного диапазона возможна установка оптического центрира на телескоп корпус чтобы проложить вертикально под отметкой на крыше (или разместить такую ​​точку). Похожий приспособление, только на этот раз устройство раздельного пузырькового уровня , позволяет обычный теодолит для использования в качестве наклонного уровня.Вертикальный касательный винт манипулируют до тех пор, пока концы расколотого пузыря не совпадут, что указывает на то, что сам телескоп абсолютно горизонтален.

Еще одно устройство, которое можно используется в сантехнических целях, хотя в основном используется для передачи подшипников с одного уровня шахты на другой — это объективная пентапризма . Это просто зажимает конец объектива теодолитового телескопа с противовесом на конце окуляра, а его вращающийся корпус обеспечивает прямую видимость в плоскость, перпендикулярная направлению телескопа.Использование такой насадки естественно, требует специальных методов наблюдения, но это несложно представьте себе удобство установления прямой видимости, а затем горизонтальные и вертикальные движения зажатого теодолита, отклоняющие эту линию зрения вверх или вниз, по мере необходимости. Можно отвесить с точность 1/70000 с пентапризмой этого типа, хотя необходимо быть приняты, чтобы устранить неизбежную эксцентричность инструментальных ось и ось отклонения самой призмы.

Разнообразные гаджеты доступны у всех производителей инструментов для использования в астрономической работе. Они состоят из окулярных призм и диагональных окуляров для обеспечения крутого наведения. (и круги должны быть прочитаны), отклоняя линию взгляда на глаз наблюдателя, чтобы он мог вместе оставаться в удобном положении для просмотра с различными приложениями, с помощью которых фактически производятся наблюдения или чтения. Это такие предметы, как призматическая насадка для астролябии, Roelofs solar призма и Уровни Ужаса и Шага.Из них призма Рулофса Самое интересное. При установке на объективный конец теодолита он создает четыре перекрывающихся изображения солнца, оставляя небольшой промежуток в форме ромба в середине. Поскольку призма имеет встроенный солнцезащитный фильтр, ее можно увидеть прямо к центру солнца и использовать перекрестье сетки для разделения пополам разрыв между четырьмя изображениями. Это делает наблюдение за Солнцем таким же простым, как и звезд и, конечно, последующие вычисления менее сложны, чем когда Солнце видят, по очереди ставя перекрестие на каждый край.Это включает сведение наблюдений к центру Солнца, что само по себе длительная процедура, приводящая к ошибкам вычислений. Солнечная призма устраняет трудностей, связанных с солнечными наблюдениями, повышает их точность и упрощает офисная рутина, ранее связанная с этим видом работы. Добавленный привлекательность, что прицел теперь прямой, а не слегка эксцентричный, как с Более ранние модели призмы делают эту маленькую насадку еще более привлекательной.

Для простых магнитных Ориентация трубчатый компас может быть прикручен к правой штанге.Посредством установки совпадения разделенных пузырьков два конца магнитную стрелку можно просматривать одновременно, но только когда алидада была повернутым так, чтобы телескоп был направлен на Магнитный Север, два конца следует рассматривать как совпадение. Это очень простой способ создать единый магнитная установка для горизонтального круга, но, если предполагается независимые компасные пеленги для каждой цели, наведенной во время раунда углов, необходимо использовать циркуляр .Это опирается на мост, который соответствует стандартам теодолита, которые должны быть немного изменены добавление крепежной скобы. Эта скоба имеет два держателя, в которые ножки компаса в форме шпильки подходят, другие ножки находятся на противоположной стороне стандарт. При необходимости прикрепляется циркулярный компас, и выполняется считывание. каждый раз, когда цель видится через теодолитовый телескоп. С каждым типом компаса, игла опускается до оси только тогда, когда Наблюдатель, таким образом, избегает ненужного повреждения точки поворота.Ни один из типов может использоваться со стальными инструментами, такими как Wild T2.

Теодолит прочий вложения, которые недавно предоставили новые объекты, — это параллельных пластинчатый микрометр и автоколлимационный окуляр . Похожий по дизайну и работают с параллельной пластиной, используемой с точными уровнями, теодолит Насадка предназначена для использования в промышленности для точного измерения малых боковые смещения параллельно линии взгляда. Интересная особенность Новая модель Wild заключается в том, что насадку можно ставить в трех предварительно установленных нарезных положения для измерения сдвигов параллельно горизонтальной линии взгляда, или параллельно вертикальной линии визирования или под углом 45 градусов от горизонтальный.Также можно вручную установить наклон с 10 интервалами, ссылка на градуированное кольцо.

Автоколлимация окуляр также предназначен в основном для промышленного использования и его приложений. включают в себя множество типов задач центровки и измерения. Обычный окуляр байонетного типа снимается и заменяется окуляром автоколлимации, который подключен к батарейному отсеку в качестве источника питания для освещения ридикюль. С помощью светоделителя, расположенного между окулярами и ридикюле можно видеть не только сам ридикюль, но и перевернутое зеркальное изображение креста, отраженное от плоского зеркала, помещенного в перед объективом.

Если телескоп сфокусирован на бесконечность, и если плоское зеркало находится под прямым углом к ​​линии Прицел, настоящая сетка и ее перевернутое, зеркальное отображение будут объединяться симметрично в фокусной точке в плоскости прицельной планки. Это простое устройство имеет оказали большое влияние в интересной области промышленных изысканий, где решил множество проблем, связанных с точным позиционированием и юстировкой. это также возможно встроить светоделитель между линзой объектива и объективом. сетка.Затем к одной стороне сетки прикрепляют вторую сетку. телескоп, параллельный своей оси таким образом, чтобы он лежал в фокальной плоскости и его изображение встречается с зеркалом вместе с линией взгляда телескоп. Вторая сетка имеет отрицательный крест, т.е. полупрозрачный крест в непрозрачная установка, и это освещается внешней лампой. Окончательное изображение созданный таким образом, представляет собой отражение освещенного креста на оригинальный крест на сетке. Контрастность позволяет легко просматривать и способствует совпадению двух крестов, что достигается только когда телескоп выставлен точно под прямым углом к ​​зеркалу.Эта второе расположение удобнее, тем более что там полное отсутствие внешнего света, который может мешать, но телескоп должен быть установлен на этапе изготовления с двумя точно подогнанными сетками. В Первая система легко устанавливается, так как это просто вопрос замены окуляры байонетного типа.

Для оптического расстояния измерения есть несколько возможностей, которые действительно сужаются до двух соблюдение принципов к вертикальной рейке или к горизонтальной рейке.Обычная тахеометрическая работа с использованием стадийных волосков теодолита хорошо известен и понятен всем геодезистам и инженерам, и не требует для любого описания. Однако есть несколько интересных вариаций этого тема, и их стоит обсудить, так как эта область имеет большое значение.

Прибор для измерения расстояния клин (или призма с двойным изображением) зажимается на конце объектива теодолитовый телескоп с противовесом на конце окуляра для восстановления остаток средств.Этот клин образует параллактический угол, эквивалентный популярному тахеометрическая постоянная умножения 100. Поскольку только часть цели покрытый стеклянным клином, прямой вид на специальную горизонтальную рейку полученный вместе с отклоненным обзором, вызванным клином. Перехват на рейке эквивалентно 1/100 наклонного расстояния между инструментами и персонал. Система чтения проста и, как лучи, образующие дистанцию угол измерения находятся на одной высоте, они проходят через один и тот же атмосферный слоев, тем самым сводя к минимуму эффект дифференциальной рефракции, которая является одним из большие преимущества любого измерения расстояния перед горизонтальной рейкой.В 100 ярдов с такой насадкой (около треть дюйма). Для траверс в перегруженных местах, где неудобно, он имеет то преимущество, что измерения расстояния и угла могут быть сделано за одну настройку. Возможно получение расстояний, приведенных к горизонтали. путем расширения этой системы, чтобы использовать пару призм, которые путем вращения движение регулируется наклоном телескопа; измените угол отклонения так что точка пересечения уменьшается до значения наклонного расстояния, умноженного на косинус угла наклона.

Также работает с горизонтальная цель — это метод измерения расстояний с помощью тонкой полосы. Это старый метод, предполагающий точное измерение угла при теодолита двумя точками на полосе натяжения, которые расположены точно на калиброванный интервал. Вместо фиксированного параллактического угла, дающего с постоянным коэффициентом 100 и измеряя отрезок пересечения на этот угол, полоса натяжения работает более или менее в обратном направлении и имеет постоянный перехват (обычно 2 метра) и переменный параллактический угол, который необходимо измерить.Один очень Удобной особенностью этой старой и проверенной системы является то, что результат (полученный путем преобразования угла, образованного полоской, в расстояние от инструмент до бара) уже уменьшен до горизонтали. Хотя старый в В принципе, также произошли большие изменения в облике полосы подтяжки и в современной версии ожидается, что интервал между его тщательно спроектированные и легко наблюдаемые прицельные марки, жестко контролируемые с помощью проволока из инвара удерживается в напряжении винтовой пружиной.Также будет повышен уровень пузырь, прицельное приспособление, чтобы сотрудник мог направить штангу в сторону наблюдатель и коллимационное устройство, позволяющее наблюдателю проверить себя что планка установлена ​​правильно. Установка с принудительным центрированием в трегер также будет полностью взаимозаменяемым с теодолитом и другими вспомогательное оборудование, которое может потребоваться для рассматриваемого исследования, таким образом обеспечение использования всех возможных средств для получения точных результатов.

Сам теодолит имеет был переработан многими производителями, чтобы сделать его более подходящим для оптические измерения расстояний и высот.Основная тенденция заключалась в разработка саморегулирующихся тахеометров с использованием вертикальной рейки, хотя несколько производители создали инструменты, в которых используется принцип горизонтального стержня. Эти саморегулирующиеся тахеометры с двойным изображением стали очень популярными в Европе. континент, особенно для использования при кадастровой съемке. Правила многих сюрвейерские отделы не разрешают использовать такие инструменты для кадастровой опросы, хотя есть много неосновных задач, которые можно выполнить эффективно с тахеометром с двойным изображением.Аналогично измерению расстояния клиновая насадка уже описана, в телескоп встроена призменная система. При создании двойного изображения специальной горизонтальной рейки (одна прямая и одна отклонена в соотношении 100: 1) призмы могут вращаться в противоположных направлениях направления, пропорциональные углу наклона линии визирования. Эта пропорциональное вращение уменьшает перехват рейки таким образом, что полученные показания являются необходимыми, а именно расстояния, приведенные к горизонтальный.Настройки нониуса выпускных изображений персонала, управляемые барабан микрометрический, дают показания в сантиметрах. Точность этих двойных изображение тахеометров порядка 1: 10000 на расстоянии 100 ярдов. Модель Wild RDH имеет дополнительную возможность переключающего устройства, позволяющего аналогичным образом измеряется перепад высот.

Для среднего типа тахеометрическая съемка, однако высокая точность, полученная инструмент редко оправдывает дополнительный вес и дополнительную организацию требуется в поле.Наблюдения за горизонтальной рейкой всегда намного больше. точный, но сотруднику гораздо проще держать посох вертикально, рукой, чем установить планку по горизонтали и направить ее так, чтобы под прямым углом к ​​линии прямой видимости. По этой причине это самовосстанавливающийся тахеометр для использования с вертикальной рейкой, который стал очень популярным в в последние годы и, без сомнения, этот тип инструментов сделал больше для удаления повседневная рутинная работа, связанная с обычной задачей обследования, чем с любым другим оборудованием.

Нет необходимости садиться по довольно пространному описанию классической тахеометрии стадионов ( выражение старомодно является допустимым), но легко понять, как Намного легче эта работа была сделана разработкой современного саморегулирующийся тахеометр . В таком инструменте, как Wild RDS, стадионы линии были заменены плоскими кривыми, которые вытравлены на пластине, установленной в диаграмма корпуса справа стандартного тахеометра, который фактически модифицированная версия теодолита Т16.Эти кривые предназначены для учитывать тахеометрические формулы — i. е. Персональный перехват умноженное на 100 cos 2 B и 100 cos B, sin B для уменьшенного горизонтальное расстояние и вертикальный интервал соответственно. При прицеливании вертикальная рейка в поле зрения телескопа показывает изображение рейки, которая проецируется на пластину кривой диаграммы, с которой совмещенное изображение проецируется через систему призм и линз на пластину сетки, которая сам по себе имеет только вертикальное перекрестие.Угол, под которым телескоп наклонный, B, определяет просматриваемую часть кривой диаграммы, а интервал таков, что всегда вносятся соответствующие исправления, чтобы точки перехвата дают требуемые уменьшенные значения.

Наблюдатель действительно видит три кривые. Самый нижний из них — почти прямой и называется базой . или нулевая кривая . Верхний изгиб также очень пологий и известен как расстояние . Кривая чтения . Независимо от угла наклона пересечение этих две кривые представляют собой одну сотую уменьшенного горизонтального расстояния.Между На этих кривых видна кривая считывания высоты , а против нее — простой фактор. На самом деле существует несколько таких кривых высоты, каждая со своим собственный факт, или, по мере того как телескоп будет наклоняться все круче, он будет видно, что одна кривая ускользнет и ее место займет другая. В Функция этих кривых аналогична функции кривой расстояния. Если пересечение сечения базовой кривой, а кривая высоты умножается на 100 и опять же по простому коэффициенту, который появляется на кривой, результат дает вертикальный интервал между осью инструмента и точкой на рейке, считываемый нулевая кривая.Поскольку коэффициенты равны 0,1, 0,2 и 1 соответственно, он будет Следует понимать, что это практически не требует вычислений и что Такая система уже значительно сокращает количество полевых и офисных работ.

Это не конец история, однако. Поскольку тот же результат получается независимо от телескопов угла наклона логично, что дальнейшую экономию можно сделать, установив базовая кривая для удобного чтения с помощью ножной рейки, 5 футов будут вероятно будет подходящим значением.Таким образом, два вычитания с перехватом упрощено, а высота целевой части окончательного расчета также стало проще. В отличие от альтернативных методов, описанных для стадийных волос тахеометрия, необходимо только одно наведение на рейку, а после установка базовой кривой на подходящее значение, все, что требуется в поле, это читать кривые расстояния и высоты и записывать значения вместе с коэффициент кривой высоты. Последующая офисная работа практически равна нулю. Это уменьшено еще больше, за счет окончательной доработки, которая делает тахеометрию почти надежной.От установка базовой кривой. до значения, например 5 футов, вычитание упрощается но, чтобы полностью исключить все вычитания, установка на ноль будет требуется. Обычно это невозможно и, по сути, нежелательно. это редко можно увидеть основание вертикальной рейки и влияние быстро изменяющиеся преломляющие слои вблизи земли могут вызвать серьезные неточности в результатах. Однако специальный персонал решает эту проблему, имеющая нулевую отметку на три фута выше низа посоха и, кроме того, он имеет выдвижную ножку, которая позволяет поднимать основную рейку до тех пор, пока нулевая отметка — это та же высота над уровнем земли, что и инструмент над уровнем земли. земля.На каждой приборной станции наблюдатель называет высоту инструмент штатному сотруднику (или штатному персоналу, если требуется дополнительная скорость), который просто поднимает рейку до тех пор, пока не будет достигнута правильная высота. Это сделано за считанные секунды. Удлинитель скользит по направляющей с выемками. и фиксируется в нужном положении.

Все сейчас упрощены до крайности, а наблюдения производятся в наилучшем возможном условия для вертикальной работы рейки, так как нижний измерительный луч направлен в точку на посох, который находится на высоте около 5 футов над землей.Последовательность после выравнивания инструмент и отрегулировав высоту рейки, нужно установить базовую кривую на нулевую отметку рейки и считывание кривых расстояния и высоты, а также высоты фактор. После этого вообще никаких вычитаний! Поскольку базовая кривая находится на 0. 0 другие показания прямо эквивалентны перехватам. Вертикаль интервал (полученный как показание кривой высоты x 100 x фактор) уже является требуемая разница высот между приборной и целевой станциями, как высота орудия уже приравняли к высоте цели.Не только: это полевые работы сведены к минимуму, но последующая офисная работа также исчезает почти полностью.

Этот принцип был включены в последнюю версию того, что многие люди ошибочно считают быть устаревшим инструментом, который должен быть низведен до статуса музейный экспонат а именно планшет alidade . Воспоминания почти вернулись выходные дни, проведенные, наклоняясь над плоским столом, вырезая контрольные точки и детали могут быть довольно болезненными для геодезиста всего несколько лет назад но большая часть, если не все, неприятности, связанные с планшетом, связаны с сейчас ликвидировано.

Со схемой, аналогичной RDS, самовосстанавливающаяся алидада RK1 позволяет наблюдателю Измерьте уменьшенное горизонтальное расстояние и вертикальный интервал как минимум время и практически без расчетов. Если такой же персонал с используется выдвижная ножка, высота планки посоха может быть сделана равной высота инструмента, что дает прямую разницу в высоте между станцией и целевые уровни земли. Наблюдение производится через мощный телескоп с дополнительное преимущество вращающегося окуляра, наклоненного под углом 45 ° к линии визирования важная особенность в облегчении физического дискомфорта при проведении такого типа обследования.В умственное напряжение снижается за счет простоты чтения и отсутствия вычисления. После наведения на цель посоха, это также облегчается с помощью медленной поворотно-нажимной ручки для точного наведения, показания выполняются так же, как с самоуменьшающимся тахеометром и параллельным штанга смещена в сторону, чтобы проходить через обозначенное положение приборной станции. Эта рука держит шкалу черчения, которая затем скользит в его проточка до тех пор, пока значение измеренного расстояния не окажется напротив станции точка.Затем тонкая игла на нулевой отметке опускается, давая четко определенное, уникальное положение для точки детализации, до которой наблюдение было сделано. Это освобождает от прежнего требования рисования линию к рассматриваемой точке, а затем закрепить ее, разрезав ее с помощью еще один или два луча от других частей доски или путем удаления расстояние, если оно было известно, с использованием шкалы самшита и пары разделителей (которые в конечном итоге уменьшил поверхность бумаги до серии больших и часто нерегулярных фигурные отверстия).Чтобы иметь возможность отметить каждую точку одним мелким отверстием, используя один сменных чертёжных шкал, улучшает скорость и точность работа. После фиксации положения рядом с ним можно записать отметку прицеливание, измерения и построение графика выполняются более или менее на В то же время план будет составляться по мере продвижения полевых работ. Когда целевая точка недоступна или находится за пределами диапазона обычного наблюдения персонала алидаду можно использовать для классического планшетного стола, с большим преимуществом иметь сильно увеличенное изображение плюс вертикальный круг, который можно прочитать в поле зрения телескопов.В положении Face Right нет самовосстанавливающиеся кривые, а вместо этого обычные круги стадий с фиксированным интервалом, с постоянная умножения 200, позволяющая считывать значения до. быть сделанным вертикальным рейком далеко за пределы нормы.

При наличии такие самоуменьшающиеся алидады, таблинг на самолетах получил новую жизнь и находит все большую популярность в крупномасштабных работах, например, в дорожных рекогносцировочные изыскания и доработка или доработка планов. Карты, созданные методы аэросъемки с использованием фотограмметрических плоттеров всегда нуждаются в Обзор заполнения полей, чтобы заполнить пробелы, которые.нельзя увидеть в стерео модели. Взяв бумажный отпечаток с графика машины, прикрепив его или приклеивая его к доске плоского стола и устанавливая над одной из многих точек уже нанесены на график, используя другие нанесенные на график детали для ориентации, зазоры можно заполняется на месте, с отличными возможностями для проверки других Особенности. В качестве учебного средства идеально подходит плоский стол, так как студент может выполняет свою работу более или менее любым из обычных методов обследования и может видеть результаты его усилий графически отображаются на доске.Используя современный Алидаде у него еще больше возможностей делать хорошую работу, тем самым делая ее ему легче понять принципы методики опроса.

Значительное время и место была посвящена обсуждению старых и новых методов, используемых для оптического измерение расстояний и, конечно же, есть другие устройства, у которых есть уже появились на рынке для использования на относительно коротких тахеометрических расстояния. К ним относятся теодолитный код типа инструмента, разработанного для автоматического считывания.которые наблюдатель не должен записывать в поле.

Идея заключается в том, чтобы сфотографируйте круги и их положение при наведении на цели особый тип полосы натяжения, пока эти инструменты трудно оправдать поскольку их стоимость плюс очень дорогое вспомогательное оборудование слишком высока и организационная процедура слишком сложна, чтобы ее мог рассматривать обычный человек или даже большой отдел. Поскольку круги не пронумерованы в условных обозначениях образом, но символизируются (для обозначения кода) фотографий, после проявка и печать, должны быть загружены в специальный ридер для декодирования и результаты в виде перфоленты или карты должны затем обрабатываться через электронный компьютер для пеленга и расстояния (и, возможно, высоты разница) для расчета.Общий расход оборудования и рабочей силы естественно, очень высока и, как уже говорилось, выходит за пределы средний инспектор или организация. Дополнительная критика этого типа оборудование заключается в том, что инспектор не может ответить на свой гениальный код теодолит и не может откладывать угол или расстояние с ним, так как нет способ дать ответные инструкции. Цифровой теодолит Breithaupt использует датчик, но он используется только для показаний горизонтального круга, так как для измерения вертикальных показаний потребуется второй довольно громоздкий цилиндр.

Различные описания и предоставленные комментарии охватывают большинство аспектов того, как Традиционные инструменты обследования изменили облик в последние годы. Это было бы Однако совершенно неверно заключать, не упоминая других недавних событий. которые, безусловно, по-новому взглянули на приборы и методы обследования, но которые являются самостоятельными элементами. Все геодезисты знакомы с электронные дальномеры: теллурометр и геодиметр разновидности первого микроволнового прибора и последнего электрооптического один.Хотя эти два типа систем различаются до такой степени, что в одном радиоволны передаются, а в другом — световая волна, есть сходство в принципах измерения в том, что оба используют отражатели (либо активный или пассивный), чтобы вернуть модулированную волну от пульта дистанционного управления к мастер-станции и что расстояние определяется по скорость распространения волны и фактическое время, прошедшее между передача и возврат сигнала. Этот временной интервал измеряется в разными способами, от оборудования разных производителей, но неизменно измерение фазового сдвига.В случае Distomat , встроенный компьютер преобразует интервал в полностью оцифрованное расстояние, которое отображается в окне считывания, без каких-либо частичных результатов для записи и комбинированный. Сейчас проводятся эксперименты с использованием лазеров как средства обеспечения точные измерения расстояний, но пока что искусство не освоено достаточно для рассмотрения в качестве практического метода исследования. Теллурометр и геодиметрические типы оборудования уже давно считаются инструменты и множество различных производителей на рынке уже внесли свой вклад отличный сервис для инженера и сюрвейера.Без сомнения, эти инструменты будут продолжать совершенствоваться, но они уже достигли стоящего предела их практическая точность, поскольку невозможно измерить атмосферные условия с такой же точностью, что и базовое расстояние, с В результате делается неадекватная коррекция рефракции.

Еще одно новое устройство — гироскоп . навесное устройство , которое устанавливается на специальный удерживающий мост, который, в свою очередь, фиксируется по стандартам обычного теодолита.Этот легкий Вложение имеет расширение. небольшой гироскоп, подвешенный на тонкой проволочной ленте и который работает со скоростью 22000 об / мин. Совместное действие силы тяжести и горизонтальная составляющая вращения Земли вытаскивает гироскоп из исходного положения. плоскость случайного вращения в пространстве и создает реакцию, которая приводит к Ось вращения гироскопа принимает колеблющееся положение в меридиональной плоскости. От средствами хитроумно разработанных методов наблюдения можно найти середину эти колебательные движения и тем самым установить направление Истинного К северу.Поскольку на гироскоп не действуют магнитные аномалии, можно использовать приставка более-менее где угодно (кроме близких к полякам) и в любое время дня или ночи. За 20 минут рабочего времени получается ориентация на Истинный Север, с т. н. э. в пределах 30 угловых секунд. Это развитие большие возможности, особенно для использования под землей в горнодобывающей промышленности.

В заключение кратко упоминание о будущих тенденциях было бы не лишним. Удивительные улучшения уже производится в других областях, где новейшие электронные и лазерные устройства делают чтение и работу более легкими и точными.Именно так как эти идеи и разработки будут применены в нашем традиционном исследовании оборудования или разработки совершенно новых инструментов прогнозировать сложно. Несомненно, придет время, когда все съемки будут полностью автоматизированы. кнопка, цифровая форма считывания, и оператор станет больше электронный техник, чем что-либо еще. На данный момент возможно задуматься о том, что современный дизайн уже добился больших успехов в меняет облик инструментов обследования, и что все эти изменения огромная польза для геодезистов и инженеров.В то же время это приятно знать, что какие бы дальнейшие успехи ни делались, мы можем стать автоматическими, трудно представить себе колышек или другой позиционирование маркера любым другим способом, кроме самого полевого человека, который продолжаю (надеемся) самостоятельно настраивать оборудование.

Давайте следовательно, принять все, что приготовили для нас дизайнеры, и довольствоваться удовлетворительное знание того, что, как всегда в прошлом, цель не в том, чтобы заменить инструмент человека, но просто помочь ему.

Принцип метода стадий — теория конструкций

Рисунок 6.9 Измерение оптического расстояния (ODM)

с каждой стороны от него. Эти линии стадиона определяют фиксированный параллактический угол. Если теодолитовый телескоп наведен на нивелирную рейку и отмечены показания внешних линий, разница в показаниях, точка пересечения рейки будет прямо пропорциональна горизонтальному расстоянию между инструментом и рейкой.Как правило, расстояние между линиями стадиона рассчитывается таким образом, чтобы горизонтальное расстояние Z> H между инструментом и рейкой составляло:

, где Z) s = наклонное расстояние, а 0 = вертикальный угол, измеренный теодолитом. Следовательно:

, где zWAB = разница в высоте между A и B, h, = высота инструмента (от оси цапфы до земли), m = показание среднего волоса и V = разница в высоте между показанием среднего волоса и осью цапфы = 50 с sin 20 ( 6.11)

Также было разработано несколько самовосстанавливающихся тахеометров.Основным преимуществом этих инструментов является их способность компенсировать эффект наклона теодолитового телескопа и, следовательно, позволять прямое определение горизонтального расстояния без дополнительных вычислений.

Двумя примечательными примерами этого типа инструментов являются саморегулирующийся тахеометр с вертикальной рейкой Wild RDS и саморегулирующийся тахеометр Kern DK-RT с двойным изображением. Подробности конструкции и использования этих инструментов можно найти у Ходжеса и Гринвуда, 5 и Смита.6 В последние годы производство этих прецизионных оптических устройств прекратилось, их место заняли недорогие электронные измерительные устройства.

Полоса насыщенности. Второй подход (фиксированное основание, переменный угол) широко известен как метод полутонового или горизонтального натяжения. Этот метод обычно ограничивается измерением расстояния в целях контроля. Используя этот подход, расстояния могут быть определены с пропорциональной ошибкой до 1/10000.

Требуемая аппаратура состоит из удлиненного стержня, обычно длиной 2 м, и односекундного теодолита, такого как Wild T2.На каждом конце полосы из инвара установлены мишени. Полоса защищена окружающей алюминиевой полосой, чтобы гарантировать, что для всех практических целей длина планки остается постоянной и составляет 2 м. Планка установлена ​​и ориентирована под прямым углом к ​​линии обзора теодолита, как показано на рисунке 6.13.

Для наклонных прицелов геометрия показана на рис. 6.12. Следовательно:

Рисунок 6.12 Тахеометрия стадий: наклонные прицелы

Рисунок 6.13 Стержень натяжения

Горизонтальный параллактический угол a измеряется с помощью теодолита. Независимо от вертикального угла к штанге горизонтальное расстояние определяется по формуле:

Dh = \ b детская кроватка (a / 2) с b = 2m D „= детская кроватка (a / 2)

Рисунок 6.12 Тахеометрия стадий: наклонные прицелы

Для расстояний более 100 м рекомендуется разделить измеряемое расстояние или, в качестве альтернативы, использовать метод вспомогательной базы (Hodges and Greenwood, and Smith.6).

Методы Subtense также имеют тенденцию заменяться недорогими электронными методами.Тем не менее, многие организации по-прежнему обладают этим типом оборудования, и для многих проектов это очень подходящий метод.

6.2.2.3 Электронное измерение расстояния (EDM)

Разработка. Первое поколение EDM-инструментов было разработано в начале 1950-х годов. Типичными для первых измерителей были шведский геодиметр (GEOdetic Distance METER) и южноафриканский теллурометр. Первый, электрооптический прибор, использовал измерение видимого света, а второй использовал высокочастотные микроволны.Оба инструмента были в первую очередь разработаны для целей военной геодезической съемки и могли измерять большие расстояния, до 80 км в случае теллурометра, с точностью до нескольких сантиметров. Однако они также были громоздкими, тяжелыми и дорогими по сравнению с их современными аналогами.

В конце 1960-х годов развитие микроэлектроники и маломощных светодиодов привело к появлению второго поколения EDM-инструментов. Эти электрооптические инструменты использовали инфракрасное излучение в качестве измерительного сигнала и были разработаны для рынка малых расстояний (<5 км).Кроме того, они были значительно меньше, легче и дешевле своих предшественников. Вероятно, самым известным примером является Wild DI-10 Distomat.

Появление микропроцессоров в мире геодезической съемки в начале 1970-х годов привело к появлению третьей серии EDM-инструментов. С помощью этой группы стало возможным не только определять наклонное расстояние, но и выполнять простые вычислительные задачи в полевых условиях. Например, стало доступно средство для автоматического вычисления скорректированного горизонтального расстояния и разницы в высоте между двумя точками путем ручного ввода вертикального угла, считываемого с теодолита.Электронные приборы для измерения расстояния этого типа также были уменьшены в размерах до такой степени, что EDM можно было устанавливать на теодолит. Wild DI-3 — типичный пример этого типа инструментов.

Самые последние инструменты EDM ближнего действия похожи на инструменты предыдущей группы, но имеют несколько дополнительных функций, заслуживающих упоминания. Во-первых, теперь существует технология, позволяющая автоматически определять наклон EDM-устройства и, следовательно, иметь возможность автоматически вычислять горизонтальное расстояние между двумя точками.Геодиметр 220 (рис. 6.14) имеет такую ​​возможность. Этот инструмент также имеет возможность измерять движущуюся цель или отслеживать, что является полезной функцией для целей установки. Используя дополнительный блок, можно также иметь одностороннюю речевую связь между инструментом и целевыми позициями, что также полезно при разметке. Этот инструмент также можно подключить к ручному сборщику данных Geodat 126 (рис. 6.14), который может автоматически сохранять информацию о расстоянии от блока EDM.Другая важная информация (числовая или буквенно-цифровая) может быть введена вручную с клавиатуры. Геодиметр 220 имеет дальность действия 1,6 км с одной призмой и 2,4 км с тремя призмами, определяемыми со стандартной погрешностью ± 5 мм ± 5 частей на миллион (p.pm) расстояния.

Последней разработкой в ​​области электроэрозионного оборудования стал электронный тахеометр или «тахеометр». Первый термин более уместен, поскольку производители приборов по-разному толкуют термин «тахеометр».По сути, электронный тахеометр — это прибор, сочетающий в себе блок EDM с электронным теодолитом. Следовательно, такие инструменты могут автоматически измерять горизонтальные и вертикальные углы, а также наклон и / или горизонтальное расстояние. У большинства также есть возможность получать другие величины, такие как высота или координаты, и сохранять эти данные в сборщике данных. За последние 5 лет разработано два дизайна инструмента.

(а)

Рисунок 6.14 (а) Геодиметр 220; (b) Сборщик данных Geodat 126 (Geotronics)

Первая, интегрированная конструкция, состоит из одного блока, в котором, как правило, находится электронный механизм считывания круга и блок EDM. Wild TCI Tachymat и Geodimeter 140 (рис. 6.15) являются типичными представителями этого диапазона инструментов. Второй подход к проектированию — модульная концепция. В этом случае EDM-инструмент и электронный теодолит представляют собой отдельные блоки, которые могут работать независимо. Такой подход имеет тенденцию быть более гибким и позволяет обменивать единицы и обновлять их по мере развития событий; это также может быть более экономичным решением для многих организаций.Системы Kern E-2 и Wild T-2000 (рис. 6.16) являются типичным представителем этой конструкции электронного тахеометра.

Наконец, следует упомянуть высокоточные электроэрозионные инструменты. Эти инструменты были разработаны для таких проектов, как мониторинг деформации плотины или фундамента, где требуется чрезвычайно высокая точность. Инструменты

Рис. 6.14 (а) Геодиметр 220; (b) Сборщик данных Geodat 126 (Geotronics)

Рисунок 6.17 Высокоточный EDM: Comrad Geomensor 204DME

Рисунок 6.16 Электронный тахеометр, модульная конструкция: Wild T-2000, с DI4

Рисунок 6.17 Высокоточный EDM: Comrad Geomensor 204DME

10 км со стандартной погрешностью ± 0,1 мм ± 0,5 мкм. Дополнительную актуальную техническую информацию о многих современных инструментах EDM можно найти в Burnside.1 ‘

Принцип измерения. Несмотря на то, что на рынке представлено множество инструментов EDM, все они измеряют расстояние, используя один и тот же базовый принцип. Наиболее наглядно это можно проиллюстрировать на блок-схеме (рисунок 6.18), который относится конкретно к электрооптическим приборам.

Генерируется электромагнитный (ЭМ) сигнал с длиной волны 560 нм (видимый свет), 680 нм (гелий-неоновый лазер) или 910 нм (инфракрасный). Этот сигнал затем модулируется по амплитуде перед передачей через оптическую систему прибора на светоотражатель, установленный на конце измеряемой линии. Затем сигнал отражается назад или перенаправляется на 180 ° точно отшлифованным стеклянным угловым кубом.Можно также использовать более дешевые акриловые угловые кубы »213. Следовательно, этот отраженный сигнал направляется в принимающую оптическую систему. При входе в оптическую систему прибора сигнал преобразуется с помощью фотоумножителя в электрический сигнал.

Следующий этап включает измерение разности фаз между переданным и принятым сигналами и преобразование этой информации в расстояние. На рисунке 6.19 показан путь, по которому проходит электромагнитный сигнал, излучаемый EDM-инструментом, вместе с мгновенной фазой сигнала.Очевидно, что расстояние X-Y-X, пройденное электромагнитным сигналом, эквивалентно удвоенному измеряемому расстоянию. Также видно, что это расстояние связано с длиной волны модуляции (A) и долей длины волны (AX) следующим соотношением:

Рисунок 6.15 Электронный тахеометр, интегрированная конструкция: Геодиметр 140

Рисунок 6.16 Электронный тахеометр, модульная конструкция: Wild T-2000, с DI4

Представители

этой конструкции включают теллурометр MA-100 Jaakola 7, мекометр Kern ME-3000 (см. Froome, 8 Meir-Hirmer и Murname’0) и Comrad Geomensor 204 DME (рисунок 6.17). Последний инструмент имеет диапазон до

.

Читать здесь: Информация

Была ли эта статья полезной?

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *