для чего нужен элевационный винт в нивелире

Элевационный винт нивелира предназначен для

Согласно ГОСТ 10528 — 76 в нашей стране выпускаются нивелиры трех типов: высокоточные с ошибкой измерения превышения не более 0.5 мм на 1 км хода, точные с ошибкой измерения превышения 3 мм на 1 км хода и технические с ошибкой измерения превышений 10 мм на 1 км хода.

Нивелиры всех типов могут выпускаться либо с уровнем при трубе, либо с компенсатором наклона визирной линии трубы. При наличии компенсатора в шифре нивелира добавляется буква К, например, Н-3К. У нивелиров Н-3 и Н-10 допускается наличие горизонтального лимба; в этом случае в шифре нивелира добавляется буква Л, например, Н-10Л.

Нивелир с уровнем при трубе изображен на рис.4.33.

Зрительная труба и уровень при ней являются важнейшими частями нивелира.

Элевационный винт служит для приведения визирной линии трубы в горизонтальное положение. С его помощью поднимают или опускают окулярный конец трубы; при этом пузырек уровня перемещается и когда он будет точно в нуль-пункте, визирная линия должна устанавливаться горизонтально.

Цилиндрический уровень обычно контактный; изображение контактов пузырька передается системой призм в поле зрения трубы, что очень удобно, так как наблюдатель видит сразу и рейку, и уровень.

Для нивелира с уровнем при трубе выполняются три поверки.

1. Ось цилиндрического уровня и визирная линия трубы должны быть параллельны и лежать в параллельных вертикальных плоскостях — это условие называется главным условием нивелира с уровнем при трубе. Первая часть главного условия проверяется двойным нивелированием вперед. На местности забивают два колышка на расстоянии около 50 м один от другого. Нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы находился на одной вертикальной линии с точкой (рис.4.34-а). От колышка до центра окуляра измеряют высоту инструмента i1. Затем рейку ставят в точку В, наводят на нее трубу нивелира, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b1. Затем нивелир и рейку меняют местами, измеряют высоту инструмента i2, приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по рейке b2 (рис.4.34б).

Пусть главное условие нивелира не выполняется, и при положении пузырька уровня в нульпункте визирная линия не горизонтальна, а составляет с осью уровня некоторый угол i. Тогда вместо правильного отсчета b0 1 получается ошибочный — b1. Ошибку отсчета обозначим x, и превышение точки В относительно точки А будет равно:

При положении нивелира в точке В превышение точки А относительно точки В:

i1 — (b1 + x) = — [i2 — (b2 + x)].

x = 0.5*(i1 + i2) — 0.5*(b1 + b2). (4.59)

Если x получается больше 4 мм, необходимо выполнить юстировку уровня, т.е. устранить угол i. Для этого элевационным винтом наклоняют трубу нивелира до тех пор, пока отсчет по рейке не будет равен правильному отсчету:

при этом пузырек уровня уйдет из нуль-пункта. Исправительными винтами уровня приводят пузырек в нуль-пункт и повторяют поверку заново. Полная программа поверки главного условия включает еще проверку параллельности вертикальных плоскостей, проведенных через визирную линию трубы и ось уровня.

При нивелировании строго из середины ошибка отсчета по рейке из-за невыполнения главного условия нивелира не влияет на величину измеряемого превышения (рис.4.35)

2. Ось круглого установочного уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт, затем поворачивают нивелир по азимуту на 180o. Если пузырек отклонился от нуль-пункта, то на половину отклонения его перемещают с помощью подъемных винтов и на половину — исправительными винтами круглого уровня.

Существует и другой, более надежный способ поверки круглого уровня: сначала тщательно устанавливают ось вращения нивелира в отвесное положение с помощью элевационного винта и цилиндрического уровня при трубе, затем исправительными винтами круглого уровня приводят его пузырек в нуль-пункт.

3. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира, т.е. быть горизонтальной. Рейку ставят в 30 — 40 м от нивелира и закрепляют ее, чтобы она не качалась. Затем берут отсчеты по рейке при трех положениях ее изображения: в центре поля зрения, слева от центра и справа. Если отсчеты отличаются один от другого более, чем на 1 мм, то сетку нитей нужно развернуть.

Предполагая, что сетки нитей строго перпендикулярны, можно проверить вертикальность вертикальной нити. Для этого в 20 м от нивелира подвешивают отвес, наводят на него трубу и проверяют совпадение вертикальной нити сетки с нитью отвеса.

Важнейшими характеристиками нивелира, определяющими точность измерения превышений, являются увеличение зрительной трубы и цена деления цилиндрического уровня при трубе. По этим характеристикам определяет пригодность нивелира для выполнения работ заданной точности. Чтобы получить численные значения увеличения трубы и цены деления уровня, выполняют соответствующие исследования нивелира.

Нивелиры и их устройство

Оптический нивелир – это прибор, предназначенный для определения превышения одной точки над другой. Оптические нивелиры – самые распространенные геодезические приборы, они применяются при строительстве различных объектов, сооружений и монтаже оборудования. Нивелиры подразделяются на уровневые (рис. 8.4.1.) с цилиндрическим уровнем при трубе (без компенсатора) и с компенсатором (рис. 8.4.3.), с помощью которого визирная ось зрительной трубы приводится в горизонтальное положение автоматически при небольших наклонах самого нивелира. Если нивелир оснащен компенсатором, то в обозначении отечественного нивелира после второй цифры добавляется буква К.

По способу успокоения колебаний компенсатора они подразделяются на нивелиры с воздушным демпфером или с магнитным.

Если после буквы К стоит буква Л это указывает на наличие горизонтального лимба у данного нивелира.

По точности нивелиры разделяются на следующие три типа:

· Н-05 – высокоточные, для нивелирования I и II классов;

· Н-3 – точные, для нивелирования III и IV классов;

· Н-10 – технические, предназначенные для инженерно-технических работ.

Цифра в названии отечественных нивелиров указывает на допустимую среднюю квадратичную погрешность измерения превышения на 1 км двойного нивелирного хода. В названиях нивелиров зарубежного производства, как правило, цифры указывают на кратность увеличения. Буквенные обозначения у зарубежных нивелиров не содержит технических значений. Все подробности о технических характеристиках этих приборов необходимо искать в паспорте на прибор.

Пример: нивелир 3Н-3КЛ – третья модификация нивелира – три миллиметра точность, компенсаторный, с лимбом.

В настоящее время для технического нивелирования применяются точные нивелиры Н-3 (рис. 8.4.2.) и Н-3К, Н-3Л, Н-3КЛ, технические Н-10, Н-10К; Н-10Л, Н-10КЛ, а также лазерные нивелиры.

Рис. 8.4.1. Принципиальная схема уровневого глухого нивелира с элевационным винтом: 1 – зрительная труба; 2 – объектив; 3 – сетка нитей; 4 – окуляр; 5 – визирный луч; 6 – ось уровня; 7 – уровень; 8 – горизонтальная ось; 9 – элевационный винт; 10 – контрпружина элевационного винта; 11 – вертикальная ось; 12 – трегер с подъёмными винтами.

Рис. 8.4.2. Внешний вид нивелира Н – 3

1 – зрительная труба; 2 – цилиндрический уровень при трубе;
3 – элевационный винт; 4 – установочный круглый уровень (на рисунке не показан); 5, 6 – закрепительный и микрометренный винты азимутального вращения; 7 – ось; 8 – подставка с тремя подъемными винтами.

Части нивелира имеют следующее назначение. Круглый уровень служит для приближенной установки оси нивелира в отвесное положение. Элевационный винт служит для точной установки визирной оси нивелира в горизонтальное положение. В коробке цилиндрического уровня, сверху над уровнем, расположена система оптических призм, с помощью которых изображение концов пузырька уровня передается в поле зрения трубы. Установка пузырька уровня на нуль-пункт достигается путем совмещения изображений концов его половинок вращением элевационного винта.

Дата добавления: 2013-12-12 ; Просмотров: 5823 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Нивелир с уровнем при трубе

Нивелиром с уровнем при трубе является, например, нивелир Н-3. Его устройство показано на рис. 9.3.

Для выполнения измерений нивелир устанавливают на штативе и подъемными винтами 7 приводят в нульпункт пузырек круглого уровня 5. Пользуясь закрепительным 3 и наводящим 4 винтами, наводят зрительную трубу на рейку. Вращением диоптрийного кольца окуляра 10 фокусируют трубу “по глазу” и вращением головки фокусирующего винта 2 — “по предмету”. В поле зрения трубы будут видны штрихи сетки нитей, изображение нивелирной рейки и в отдельном окошке — изображения двух половинок цилиндрического уровня (рис. 9.4).

Рис. 9.3. Устройство нивелира Н-3:

1 — зрительная труба; 2 — фокусирующий винт зрительной трубы; 3, 4 – закрепительный и наводящий винты; 5 – круглый уровень; 6 – исправительные винты круглого уровня; 7 – подъемные винты; 8 — подставка; 9 – элевационный винт; 10 – окуляр с диоптрийным кольцом для фокусировки трубы по глазу; 11 – исправительные винты цилиндрического уровня; 12 – цилиндрический уровень.

Вращая элевационный винт 9 (рис. 9.3), изменяющий наклон трубы 1 и цилиндрического уровня 12, приводят ось уровня в горизонтальное положение. Ось уровня горизонтальна, если его пузырек находится в нульпункте, на что указывает совмещение концов изображений половинок уровня в поле зрения трубы (рис. 9.4). Отсчет берут по среднему штриху сетки нитей.

Рис. 9.4. Поле зрения зрительной трубы нивелира: отсчет по рейке равен 1449 мм

Поверки нивелира

Необходимая точность нивелирования может быть достигнута только в том случае, если обеспечено верное взаиморасположение основных осей нивелира. Для контроля предъявляемых к прибору требований в начале и периодически в ходе работ выполняют поверки нивелира. Основными поверками являются следующие.

Поверка круглого уровня. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения прибора.

Подъемными винтами нивелира приводят пузырек круглого уровня в нульпункт. Поворачивают нивелир на 180° вокруг оси его вращения ii (рис. 9.5). Если после поворота пузырек остался в нульпункте, проверяемое условие выполнено – ось круглого уровня ee параллельна оси вращения прибора ii.

Если пузырек ушел из нульпункта, исправительными винтами 2 изменяют наклон уровня так, чтобы пузырек сместился в сторону нульпункта на половину отклонения. Для поворота исправительных винтов пользуются шпилькой.

Рис. 9.5. Оси и исправительные винты нивелира: ss – визирная ось зрительной трубы; ii – ось вращения прибора; uu – ось цилиндрического уровня; ee – ось круглого уровня; 1 – исправительные винты цилиндрического уровня; 2– исправительные винты круглого уровня

Поверка цилиндрического уровня. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы.

У высокоточных и точных нивелиров проекция на отвесную плоскость угла между осью цилиндрического уровня и визирной осью не должна превышать 10″. Это означает, что при расстоянии до рейки d = 100 м допустима ошибка в отсчете по рейке из-за непараллельности оси уровня и визирной оси, не превышающая = 5 мм, где ρ = 206 265″ — число секунд в одном радиане.

Поверка выполняется путем измерения одного и того же превышения дважды — из середины и с неравными расстояниями до реек.

На расстоянии 75 – 100 м друг от друга закрепляют две точки, на которые устанавливают рейки (рис. 9.6). В середине, на равных расстояниях от реек устанавливают нивелир и, приводя пузырек цилиндрического уровня в нульпункт, берут отсчеты a и b по рейкам и вычисляют превышение .

Если визирная ось трубы не параллельна оси уровня и потому наклонена на угол i, то вместо верных отсчетов a и b будут прочтены отсчеты a₁ и b₁. Вследствие равенства расстояний до реек ошибки в обоих отсчетах будут одинаковыми, Da = Db. Вычисленное при этом превышение будет равно

Следовательно, несмотря на ошибки отсчетов, вызванные непараллельностью оси уровня и визирной оси трубы, превышение, вычисленное по измерениям из середины — верное.

Рис. 9.6. Поверка цилиндрического уровня. Измерения из середины

Нивелир переносят и устанавливают на расстоянии 2-3 м от одной из реек (рис. 9.7). Берут отсчет b₂ по ближней рейке. Ввиду малости расстояния до рейки погрешность в отсчете b₂, вызванная наклоном луча визирования, мала. Поэтому отсчет b₂ считают безошибочным.

Рис. 9.7. Поверка цилиндрического уровня. Измерения с неравными расстояниями до реек

Вычисляют отсчет, который должен быть на дальней рейке, если луч визирования горизонтален: a = b₂ + h.

Наводят нивелир на дальнюю рейку и берут фактический отсчет a₂. Сравнивают вычисленный и фактический отсчеты.

Если вычисленный a и фактический a₂ отсчеты различаются меньше, чем на 5 мм, то считают, что ось цилиндрического уровня uu (рис. 9.5)параллельна визирной оси ss.

Если вычисленный и фактический отсчеты различаются больше, чем на 5 мм, то положение цилиндрического уровня необходимо исправить.

Для этого элевационным винтом наводят средний штрих сетки нитей на отсчет a по дальней рейке. При этом пузырек цилиндрического уровня уйдет из нульпункта. Вертикальными исправительными винтами приводят пузырек цилиндрического уровня в нульпункт, совмещая изображения концов половинок пузырька в поле зрения трубы.

У нивелиров с компенсатором углов наклона цилиндрического уровня нет, и при выполнении поверки добиваются выполнения следующего условия.

Визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальна в пределах работы компенсатора.

Поверка выполняется в том же порядке, как и поверка цилиндрического уровня. Но при этом различие вычисленного a и фактического a₂ отсчетов указывает на негоризонтальность визирной оси трубы.

Нивелирные рейки

Для высокоточного нивелирования служат цельные трехметровые инварные рейки. На рейке крепится круглый уровень, используемый для установки рейки в вертикальное положение.

Для точного и технического нивелирования служат трехметровые цельные или складные деревянные рейки. На двух сторонах рейки нанесены шкалы с сантиметровыми делениями в виде шашек, на одной стороне – черных, на другой – красных. Установка таких реек в вертикальное положение выполняется по круглому уровню или на глаз.

При измерениях цифровыми нивелирами пользуются специальными рейками со шкалой в виде штрих-кода.

Поверки реек состоят в определении с помощью контрольной линейки длины метровых и дециметровых интервалов, определении разности нулей пары реек, поверке установки круглого уровня на рейке.

Дата добавления: 2016-01-03 ; просмотров: 1131 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Элевационные винты

Винты геодезических приборов

Подставки

Подставки служат для соединения прибора со штативом и приведения вертикальной оси прибора в отвесное положение. Конструктивно они могут быть выполнены с тремя подъемными винтами, с двумя механическими клиньями и с шаровой головкой.

На рис. 30, а показана подставка с тремя подъемными винтами в разрезе. В корпусе с помощью гайки 16 закреплена втулка 17. Внутри втулки расположена разрезная гайка 15, охватывающая резьбовую часть подъемного винта 2. Регулировка хода винта осуществляется вращением гайки 14, при этом «плавающая» втулка 18 смещается вдоль оси и сжимает сферическую часть разрезной гайки. Разрезная гайка имеет выступ, который входит в паз втулки 17 и предохраняет разрезную гайку от проворачивания. Подъемный винт в нижней части заканчивается венчиком, имеющим сверху сферическую поверхность, сопряженную с пазом пружины 12 трегера. Пружина трегера связывает гибкой связью корпус подставки через подъемные винты с трегером 9.

Для лучшего хода подъемных винтов и повышения их износоустойчивости применены опорные стальные шарики 11, а в трегер введены подпятники 10 из сплава титана. Пружина 12 соединяется с трегером с помощью трех винтов 8 с гайками 7, позволяющими регулировать давление пружины на венчики подъемных винтов. В центре трегера расположена втулка 6 с резьбой М16×1,5, с помощью которой подставка соединяется со штативом. На концах трегера имеются три выступа, обеспечивающих подставке устойчивое положение на головке штатива.

Прибор (теодолит) закрепляют в подставке винтом 5, ввинчиваемым в резьбовую втулку 4, которая, двигаясь поступательно, прижимает хвостовик теодолита к выборке в гнезде корпуса.

В настоящее время, подавляющее большинство геодезических приборов имеют подставки как неотделимый конструктивный элемент, жестко скрепленный с основной конструкцией прибора. Подставки с двумя механическими клиньями (рис.30, б) используются редко и только в совокупности с круглым уровнем (например, ранние модификации нивелиров Ni 050). Их принципиальной особенностью является то, что поворотом металлических клиньев 1 и 2 с помощью ручек 3 вокруг вертикальной оси можно наклонять прибор 4 в различных направлениях и тем самым приводить его в рабочее положение.

Подставки с шаровой головкой также используются редко. Их особенности рассмотрены выше на основе рис.27, в, г.

Точную установку визирной оси нивелиров с жидкостным уровнем производят с помощью элевационного устройства, позволяющего согласовать чувствительность пальцев наблюдателя с необходимой точностью установки пузырька в нуль-пункт.

На рис.44, а представлен разрез элевационного винта нивелира типа Н-3. Перемещение конуса 3 наклоняет зрительную трубы вокруг горизонтальной оси вращения. При вывинчивании головки винта 5 соединительный штифт 4 толкает конус 3 в направляющих корпуса 6, при этом пружина 7 сжимается, а подъемный штифт 2 двигается вверх, поднимая окулярную часть 1 зрительной трубы. При вывинчивании головки 5 возвратная пружина 7 перемещает конус 3 в сторону винта 5, при этом штифт 2 опускается — опускается и окулярная часть зрительной трубы.

Существуют и другие конструкции элевационных устройств (рис.44, б). В этом варианте элевационный винт 1 ввинчивается в подставку 2 и упирается в окулярную часть 3 зрительной трубы. Возвратная пружина 4 и винт 5 обеспечивают плотный прижим части 3 к винту 1. Ввинчивая или вывинчивая винт 1, поднимают или опускают окулярную часть 3, приводя пузырек цилиндрического уровня на средину.

Рис. 44. Элевационные винты

Рис. 45. Наводящие устройства теодолитов

НИВЕЛИРЫ И ИХ УСТРОЙСТВО

Нивелиром называют геодезический прибор, предназначенный для измерения превышений методом геометрического нивелирования. По своей точности нивелиры подразделяются на высокоточные, точные и технические. Высокоточные нивелиры предназначены для выполнения наиболее точных работ — нивелирования I и 11 классов, точные — для нивелирования 111 и IV классов, технические — для инженерно-технических работ, в том числе для технического нивелирования. Примером технического нивелира является нивелир Н-3 (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Нивелир Н-3:

Нивелир Н-3 имеет подставку, расположенную на трех подъемных винтах. Для визирования используется зрительная труба с внутренней фокусировкой, имеющая сетку нитей. Для установки трубы по глазу — получения четкого изображения сетки нитей — используется диоптрийное кольцо окуляра. Для установки трубы по предмету — получения четкого изображения наблюдаемого предмета (рейки) — предназначена кремальера, при вращении которой внутри трубы перемещается фокусирующая линза.

Для быстрого приведения прибора в рабочее положение служит круглый уровень, его цена деления равна 5′. Для точного приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение предназначен цилиндрический уровень. Цилиндрический уровень нивелира имеет такую же конструкцию, как и цилиндрический уровень теодолита. Отличие заключается только в его более высокой чувствительности, цена деления цилиндрического уровня нивелира составляет 15″. Цилиндрический уровень нивелира жестко скреплен со зрительной трубой, поэтому при наклонах цилиндрического уровня наклоняется и визирная ось зрительной трубы. И наоборот: при наклонах зрительной трубы наклоняется цилиндрический уровень, вследствие чего происходит перемещение его пузырька. Для приведения пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункт слу-

жит элевсщионный винт. Одновременно с перемещением пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункт визирная ось зрительной трубы занимает горизонтальное положение.

Рис. 7.3. Поле зрения нивелира

Цилиндрический уровень является контактным. Это означает, что нивелир имеет специальную оптическую систему для передачи изображения концов цилиндрического уровня в поле зрения зрительной трубы (рис. 7.3). Если пузырек цилиндрического уровня находится в нуль-пункте, то изображения концов его пузырька в поле зрения трубы совпадают, что представлено на рис. 7.3, б. Если пузырек цилиндрического уровня не находится в нуль-пункте, то в поле зрения трубы изображения концов цилиндрического уровня расходятся так, как в увеличенном масштабе показано на рис. 7.3, а. Отсюда следует, что для приведения визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение необходимо с помощью элевационного винта совместить изображения концов пузырька цилиндрического уровня в поле зрения зрительной трубы.

Существуют нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования. Для этой цели служат компенсаторы — специальные призмы, подвешенные на тонких металлических нитях. С помощью круглого уровня прибор приводится в рабочее положение. Если при этом отклонение оси вращения прибора от отвесной линии не превышает 5′, то с помощью компенсатора визирная ось нивелира автоматически приводится в горизонтальное положение.

Источник

Тема: Измерение превышений при геометрическом нивелировании трассы

1. Сущность геометрического нивелирования

_______ Существуют различные методы нивелирования. В инженерной практике наибольшее распространение получили методы геометрического и тригонометрического нивелирования. Наиболее точным является метод геометрического нивелирования.

2. Геодезические приборы: нивелиры, их устройство

_______ Выпускаемые нашей промышленностью нивелиры делятся на:

• высокоточные: Н – 05; m = 0.5 мм;

• точные: Н – 3 (НВ – 1), m = 3 мм;

• технические: Н – 10, m = 10 мм.

_______ Цифры показывают среднеквадратическую ошибку, определяемого превышения в миллиметрах, на один километр хода.

Устройство нивелира с компенсатором

_______ Компенсатор – приспособление в самоустанавливающихся нивелирах для автоматического удержания линии визирования в горизонтальном положении. При наклоне зрительной трубы нивелира на некоторый малый угол (от единиц до десятков минут). Компенсатор возвращает линию визирования в горизонтальное положение. Если угол наклона превосходит допустимую величину угла компенсации, то компенсатор работать не может. Аналогичные приспособления, но с целью автоматического удержания линии визирования в отвесном положении, имеют самоустанавливающиеся отвесы оптические.

_______ Существуют различные устройства компенсаторы, но всякий компенсатор представляет собой механический или гидромеханический маятник, расположенный в зрительной трубе между объективом и окуляром или перед объективом. Кроме маятника в компенсаторе имеется еще демпфер (гаситель колебаний) – приспособление для успокоения колебаний маятника.

_______ Первый в мире автоматический нивелир (нивелир с компенсатором) был изобретен в СССР в 1946 году. Именно с этого момента появилась потребность быстрого гашения колебаний маятниковой подвесной системы компенсатора, которая представляет собой свободно подвешенную призму или зеркало между призмами в оптической схеме нивелира, единственной целью которой, является поддержание горизонтального положения визирной оси прибора при любом наклоне прибора в пределах заданного диапазона. Если будет обеспечено строго горизонтальное положение такой призмы или зеркала, значит, будет обеспечено и качество строительных и геодезических работ. Например, из-за неверно определенной высоты не придется заливать лишние кубометры бетонной смеси или переделывать трассу ливневой канализации.

_______ Перед внедрением компенсаторов угла наклона использовались цилиндрические уровни, которые и до сих пор применяются в геодезических приборах для установки частей прибора в горизонтальное или вертикальное положение или для измерения малых углов отклонения элементов прибора от горизонтального или вертикального положения. И у компенсаторов угла наклона и у цилиндрических уровней имеются и достоинства и недостатки, однако, компенсаторы имеют большие преимущества перед цилиндрическими уровнями. При использовании автоматических компенсаторов угла наклона исчезает необходимость постоянного контроля, как для цилиндрического уровня, за пузырьком уровня отклонения прибора от горизонтального или вертикального положения, что делает работу за прибором медленной и менее стабильной. Поэтому использование компенсаторов угла наклона значительно увеличивает точность, скорость и стабильность геодезических работ. Но, как и любой прибор, компенсатор может давать сбой в своих рабочих функциях, и устранить поломку на месте будет невозможно.

_______ Уровни в геодезических приборах служат для установки частей прибора в горизонтальное или вертикальное положение или для измерения малых углов отклонения элементов прибора от горизонтального или вертикального положения. Уровни могут быть съемными (например, накладные или подвесные уровни на горизонтальной оси теодолита) или жестко связанными с прибором. В зависимости от принципа действия уровни подразделяют на жидкостные, электромеханические, маятниковые, «упругие» и т. п.

_______ Цилиндрические уровни:

_______ Основными элементами жидкостного уровня являются его чувствительный элемент (ампула с жидкостью) и оправа для крепления. Жидкостные уровни бывают круглые и цилиндрические. В круглом уровне (рис. 1, а) в качестве ампулы используется стеклянный сосуд 1, верхняя часть которого отшлифована по сферической поверхности. Сосуд заполнен легкоподвижной жидкостью и содержит свободное пространство (пузырек уровня). В цилиндрическом уровне (рис.1, б) ампула представляет собой стеклянную трубку 1, внутренняя поверхность которой отшлифована в виде бочкообразного тела вращения и заполнена жидкостью.

_______ Нежелательные для нивелира колебания могут быть вызваны сильными порывами ветра, вибрациями грунта на строительных и промышленных площадках, вблизи автомобильных и железнодорожных магистралей, линий метрополитенов и другими причинами. Не стоит забывать и о возможном остаточном наклоне при горизонтировании прибора или изменении наклона прибора в связи с проседанием ножек штатива в мягком грунте или расплавленном солнцем асфальте. Именно в такие моменты включается в работу компенсатор, важным элементом которого является де́мпфер.

_______ Термин демпфер произошел от немецкого слова «Dämpfer», которое переводится на русский язык как «гаситель колебаний», «успокоитель» или «амортизатор» и подразумевает устройство, предназначенное для гашения (демпфирования) или предотвращения колебаний различного типа, в том числе и механических.

_______ На сегодняшний день наибольшее распространение получили маятниковые системы компенсатора, как с воздушным, так и с магнитным демпферами. Давайте рассмотрим принцип работы обоих систем.

_______ Для начала необходимо понять, как же устроена оптическая схема нивелира. Все просто: луч, пройдя через объектив, попадает на приемную призму, которая преломляет его на подвешенное горизонтально зеркало. Далее, отражаясь от зеркала, луч попадает на передающую призму, а от неё на окуляр и сетчатку глаза человека.

_______ Оптическая схема нивелира

_______ Нивелир с магнитным компенсатором

_______ Нивелир с воздушным компенсатором

_______ Однозначно ответить на данный вопрос нельзя. Обе конструкции хорошо зарекомендовали себя, и в их надежности сомневаться не приходится. Правильнее всего, доверить выбор нивелира непосредственно исполнителю, который точно знает вид выполняемых работ, требуемую точность, место проведения работ и другие факторы. Например, при проведении нивелирных работ вблизи мощных источников электромагнитного поля, таких как трансформаторные подстанции и высоковольтные ЛЭП, предпочтение стоит отдать оптическому нивелиру, компенсатор которого имеет воздушным демпфер, не подверженный влиянию внешнего электромагнитного поля.

_______ У нивелиров с цилиндрическим уровнем визирная ось VV приводится в горизонтальное положение в два этапа. Вначале нивелир приводят в рабочее положение. Затем пузырек цилиндрического уровня приводят в нуль пункт вращением элевационного винта. Этот второй этап выполняют перед каждым отсчетом по рейке.

_______ У нивелиров с компенсатором углов наклона достаточно выполнить только первый этап, то есть привести ОО в приблизительно отвесное положение с помощью круглого уровня 7 и подъемных винтов 10. При этом визирная ось VV установится в горизонтальное положение автоматически, что значительно повышает производительность труда. В общем случае всякий компенсатор представляет собой механический или гидромеханический маятник.

_______ На этой схеме представлен нивелир с оптико-механическим компенсатором маятникового типа. Здесь роль компенсатора играет оптическая деталь 4 (в качестве которой может быть зеркало, призма, линза), укрепленная на подвесном маятниковом устройстве 3 и 5 (проволока, ленточки, струны, пружины, магнитная подвеска).

_______ Нивелир с оптико-механическим компенсатором маятникового типа

_______ У нивелира с компенсатором выполняются те же поверки, что и у нивелира Н-3. Дополнительно проверяется правильность работы компенсатора путем сравнения отсчетов по рейке при различных положениях пузырька круглого уровня внутри круга на его ампуле.

_______ Входящее через линзу объектива изображение преломляется поверхностью входной стеклянной призмы, отражается в зеркале и через преломляющие грани выходной призмы фиксируется на плоскости окуляра и в дальнейшем на сетчатке глаза оператора. Эта оптическая система называется автоматическим компенсатором, который может быть воздушным и магнитным. Схема работы нивелира с компенсатором достаточно проста и в то же время надежна.

_______ Если бы оптическая ось нивелира при отклонении не совпадала с горизонтом, то при измерении превышения высот между точками на земной поверхности были бы допущены существенные ошибки. Для исправления этой ситуации и предназначена система компенсатора: свободно расположенные ленточки-торсионы постоянно выравнивают зеркало в горизонтальную плоскость независимо от угла наклона визирной трубы и сохраняют ось визирования параллельной горизонту.

Преимущества и недостатки

_______ Автоматические компенсаторы угла наклона имеют существенные преимущества перед используемыми издавна цилиндрическими уровнями:

_______ Из недостатков можно назвать:

_______ В настоящее время нивелиры с компенсаторами гораздо более востребованы и распространены, нежели приборы с цилиндрическими уровнями.

_______ Использование компенсаторов угла наклона существенно повлияло на ход геодезических работ. C применением компенсаторов точность, скорость и стабильность геодезических работ возросла. Компенсатор надежен и именно поэтому это изобретение на сегодняшний день находит применение в практически всех новых геодезических оборудованиях в отличие от цилиндрического уровня.

_______ Компенсаторы существуют в различном многообразии, и виды и конструкции этого изобретения так же применяются в зависимости от рода выполняемых геодезических работ.

_______ Причиной возникновения компенсаторов угла наклона является точность и скорость измерений, и поскольку геодезические приборы стоят не на незыблемой поверхности, а на строительных площадках, вблизи дорог или других поверхностях, что создает вибрации транспорта и различные движения поверхности земли вблизи геодезического прибора, необходимость точных геодезических работ возрастает, и как то компенсировать не идеальность среды удается компенсатору.

_______ Нивелиры с компенсаторами продолжают совершенствоваться с каждым годом, с каждой новой выпущенной моделью: они становятся все более надежными, точными и удобными в эксплуатации.

3. Геодезические приборы: нивелирные рейки

_______ На черной стороне нуль рейки совмещен с пяткой. На красной стороне (контрольной) какое-то целое число.

_______ Например, 4687 или 4787.

_______ Цифры на рейке перевернутые, а в трубе они будут видны прямыми. Отсчет делают по средней нити.

_______ В случае, если нивелир прямого изображения, то рейка оцифровывается как на рис. 6.

4. Способы геометрического нивелирования вперед и из середины.

_______ Техническое нивелирование производится в основном при изысканиях и строительстве инженерных сооружений

_______ Существует два способа геометрического нивелирования.

_______ Формула вычисления превышения при движении «вперед»:

.

_______ Формула вычисления превышения при движении «из середины»:

.

5. Последовательное нивелирование.

6. Основные части нивелира

_______ Осью круглого уровня называется прямая, проходящая через нуль-пункт уровня перпендикулярно плоскости, касательной к внутренней поверхности уровня в его нуль-пункте.

_______ Установка трубы для наблюдений выполняется диоптрийным кольцом (по глазу) и кремальерой (по предмету).

_______ В настоящее время применяются нивелиры с самоустанавливающейся линией визирования. В этих нивелирах используются компенсатор.

_______ При помощи оптических линз, расположенных над уровнем, изображение концов пузырька уровня передается в поле зрение окуляра. Совмещение изображений концов пузырька уровня производится с помощью элевационного винта, который выполняет медленные перемещения визирной оси в вертикальной плоскости.

7. Поверки нивелира Н₃

7.1. 1 проверка.Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира

_______ Подъемными винтами приводят пузырек в центр кружка на ампуле круглого уровня.

_______ При отклонении пузырька от центра ампулы перемещают его к центру на половину значения отклонения с помощью исправительных винтов круглого уровня.

7.2. 2 проверка.Горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира

_______ С помощью круглого уровня приводят ось вращения нивелира в отвесное положение. Среднюю нить наводят на хорошо видимую точку и наводящим винтом плавно вращают трубу в горизонтальном направлении. Нить сетки не должна сходить с выбранной точки. Эту же поверку можно делать, наводя среднюю нить на нить отвеса. Средняя нить и нить отвеса должны совпадать.

_______ При несоблюдении условия необходимо снять защитный колпачок и развернуть сетку нитей, предварительно ослабив четыре винта в торце окулярной части трубы отверткой. Выполнение этого условия гарантируется заводом. Поверку делают путем вращения трубы по азимуту. Исправление делают поворотом сетки.

7.3. 3 поверка. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы (главное геометрическое условие нивелира)

_______ Поверка выполняется в полевых условиях двойным нивелированием одной и той же линии.

_______ Нивелир закрепляют таким образом, чтобы окуляр находился над одним из колышков.

_______ Определяют высоту прибора I₁

_______ X вычисляют по формуле:

_______ В нашем случае X будет превышать допустимое значение:

_______ Техническое нивелирование производится в основном при изысканиях и строительстве инженерных сооружений.

8. Подготовка трассы для технического нивелирования

_______ Выполняется при изыскании и проектировании сооружений, вытянутых в длину (дорог, подземных коммуникаций и т.д.). По результатам нивелирования строится профиль, и по нему ведется проектирование.

_______ Пикетажный журнал изготовляется из миллиметровой бумаги, все расстояния наносятся в масштабе. Углы поворота трассы показываются стрелками, подписывается их величина.

_______ Нивелирование пикетных точек выполняется методом «из середины».

9. Связующие, промежуточные, иксовые точки

_______ В некоторых случаях (при нивелировании крутых склонов ) с одной стоянки нивелира нельзя взять отсчеты на два смежных пикета.

10. Порядок работы и контроль измерений на станции при техническом нивелировании

11. Приведение нивелира в рабочее положение

_______ Работа на станции складывается из следующих действий:
• отсчет на заднюю рейку по черной стороне ( a_ч ),
• отсчет на переднюю рейку по передней стороне ( b_ч ),
• отсчет на переднюю рейку по красной стороне ( b_к ),
• отсчет на заднюю рейку по красной стороне ( a_к ),
• отсчеты по чёрной стороне на промежуточных точках.

Контроль:

_______ После того как работа на станции закончена, передняя рейка переходит на следующий пикет. В таком же порядке берутся отсчеты при привязке трассы к реперу.

Источник