Устройство основных частей теодолита.
Зрительные трубы. В геодезических и маркшейдерских инструментах для визирования на наблюдаемые предметы используются зрительные трубы, при помощи которых наблюдаемые объекты видны под большим углом зрения, чем невооружённым глазом.
Зрительная труба состоит из объектива, окуляра и сетки нитей. В современных теодолитах применяются визирные трубы с внутренней фокусировкой (в отличие от прежних конструкций, где трубы были с внешней фокусировкой), у них не изменяется длина во время фокусирования и поэтому они более герметичны. В зрительной трубе с внутренней фокусировкой (рис.6.3,а) между объективом и окуляром расположена фокусирующая линза 3.
Рисунок 6.3. Схемы зрительной трубы с внутренним фокусированием:
а–устройство; б–сетка нитей; в–ход лучей; 1–объектив;
2–головка фокусирующего устройства; 3–фокусирующая линза;
4–исправительные винты сетки; 5–стеклянная пластинка сетки; 6–окуляр.
Для точного визирования используется сетка нитей – тонкая плоскопараллельная пластинка, на которую нанесены тонкие штрихи (рис.6.3,б). Точка пересечения основных штрихов сетки нитей и осей биссектора называется перекрестием сетки нитей. Дополнительные короткие горизонтальные штрихи называются дальномерными и используются в нитяных дальномерах для измерения расстояний.
Мнимая линия, проходящая через оптический центр О объектива и центр k сетки нитей, называется визирной осью зрительной трубы. Прямая проходящая через оптические центры О объектива и О1 окуляра, называется оптической осью зрительной трубы.
|
|
|
При производстве наблюдений обычно визируют на предмет АВ (рис.6.3,в), удаленный от объектива L на расстояние, большее фокусного. Поэтому изображение а b через систему "объектив – фокусирующая линза" будет действительным, обратным, уменьшенным. Для увеличения изображения окуляр L1 располагают от действительного изображения ab на расстоянии, меньшем фокусного, и получают изображение а' b' через окуляр – прямое, увеличенное, мнимое. Оно располагается в фокальной плоскости окуляра.
Установка зрительной трубы для наблюдений осуществляется в два этапа. Установка трубы "по глазу" выполняется вращением окулярной трубки при визировании на светлый фон до получения отчетливого изображения сетки нитей. Установка трубы "по предмету" выполняется перемещением фокусирующей линзы в трубе при помощи кремальеры до получения отчетливого изображения предмета. При этом изображение предмета должно совпадать с плоскостью сетки нитей. Явление несовмещения изображения предмета с плоскостью сетки нитей называется параллаксом. Устраняется параллакс более точной установкой трубы ″по глазу″ и ″по предмету″.
|
|
|
Уровни. В геодезических приборах уровни служат для установки всего прибора или отдельных его частей в определённое положение относительно горизонтальной плоскости. Также уровни могут использоваться для определения небольших углов наклона.
Применяются уровни круглые (менее точные) и цилиндрические.
Берется стеклянная ампула цилиндрической или круглой формы, заполняется серным эфиром или спиртом, нагретым до 60°, и запаивается. При охлаждении в ампуле образуется небольшое пространство, заполненное парами заполняющей жидкости, называемое пузырьком уровня.
Стеклянные ампулы помещаются в металлическую оправу, служащую для предохранения ампулы от повреждений и для крепления уровня к прибору. Верхняя часть внутренней поверхности ампулы круглого уровня имеет сферическую форму, а у цилиндрических уровней – форму тела вращения с образующей в виде дуги окружности большого радиуса. Для регулирования уровень снабжен исправительным винтом.
Применение уровня основано на свойстве пузырька – занимать в ампуле наивысшее положение. В момент, когда концы пузырька симметричны относительно нуль-пункта О, ось уровня занимает горизонтальное положение.
|
|
|
Цилиндрические уровни изготовляются шкаловыми (рис.6.6,а) и контактными (рис.6.6,б). У шкаловых уровней на внешней стороне ампулы нанесены штрихи. Середина шкалы считается нуль пунктом. Контактные уровни делений не имеют, у них изображение концов пузырька системой линз сводится в смотровое окно и нуль пунктом считается положение пузырька при совмещенных изображениях его половин. Контактные уровни повышают точность установки приборов в 4-5 раз по сравнению со шкаловыми.
Основное свойство уровней – касательная, проведенная к внутренней поверхности ампулы в нуль-пункте, называемая осью цилиндрического уровня, занимает горизонтальное положение при расположении пузырька уровня в нуль пункте.
Главной характеристикой уровней является цена деления уровня – угол m, на который наклоняется ампула при перемещении пузырька на одно деление. При одной и той же цене деления уровня контактные уровни почти в два раза точнее шкаловых.
| а) | 
| 
|
| б) | 
|
Рисунок 6.6. Уровни: а–шкаловые уровни; б–контактный уровень.
Отсчётные устройства. При визировании на точки местности снимают отсчеты по лимбам горизонтального и вертикального угломерных кругов теодолита. Для оценки долей делений лимбов служат отсчетные устройства: в теодолитах с металлическими лимбами – верньеры, со стеклянными лимбами – отсчетные микроскопы.
|
|
|
Отсчетный микроскоп – достаточно сложная оптическая система, которая выводит через окуляр изображения делений горизонтального и вертикального лимбов. В поле зрения штрихового микроскопа теодолита Т 30 (рис. 67,а) видны штрихи горизонтального (Г) и вертикального (В) кругов, цена деления l = 10'.
Снять отсчет – означает оценить местоположение штриха отсчетного индекса на шкале делений лимба. При этом десятые доли деления оцениваются на глаз с точностью до 0,5' (30"): МГ = 18º25' ; МВ = 355º26' .
В поле зрения окуляра шкалового микроскопа видны не только деления горизонтального (Г) и вертикального (В) кругов, но и шкала штрихов, длина которой соответствует изображению деления l основной шкалы. На рисунке 67,б изображено поле зрения шкалового микроскопа теодолита 2Т30П. Цена деления шкалы lш = 5. Десятые доли деления оцениваются на глаз, так что погрешность отсчета примерно равна 5'/10 = 0,5' = 30".
Индексом для отсчитывания служит штрих лимба, попавший в пределы шкалы. Шкала для вертикального круга имеет двойную оцифровку. По нижнему ряду цифр со знаком "минус" берут отсчет в случае, когда штрих лимба в пределах шкалы имеет отрицательный знак. Отсчеты на рисунке 67,б: МГ = 124º42 ; МВ = -3°42 .
Рисунок 6.7. Отсчетные устройства: а–штриховой микроскоп; б–шкаловый микроскоп.
В оптических теодолитах отсчётные индексы в виде штриха (штриховые микроскопы) или шкалы (шкаловые микроскопы) наносятся на специальных стеклянных пластинках отсчётных микроскопов, укреплённых на алидадной части теодолитов.
Высокая точность нанесения штрихов лимбов и совпадения осей измерительного круга и алидады позволяет в технических оптических теодолитах производить отсчёты только по одной стороне лимба.
Угломерный круг. Оба угломерных круга теодолита – это металлические или стеклянные круги диаметром от 5 до 22 см. На их скошенных краях наносят равномерную угловую шкалу от 0 до 360°, выполненную в виде радиальных одинарных или двойных штрихов, называемую лимбом. Деления пронумерованы через определенное число градусов по ходу часовой стрелки. Угловой интервал между соседними штрихами лимба обычно равен 5, 10, 20, 30' или 1° и называется ценой деления лимба l. Горизонтальный и вертикальный угломерные круги закрыты металлическими кожухами. В процессе измерения углов лимб должен быть неподвижен и горизонтален.
Вертикальный круг. В теодолите для измерения углов наклона – вертикальных углов между направлением визирной оси зрительной трубы и горизонтальной плоскостью – используется угломерный круг, укреплённый на оси вращения зрительной трубы так, что его ось и ось вращения трубы совпадают, а плоскость угломерного круга перпендикулярна к оси вращения трубы. На внешней части угломерного круга нанесены деления лимба, оцифровка которых, вообще говоря, может быть различной. Роль горизонтальной плоскости в теодолитах выполняет неподвижная алидада, имеющая отсчётные приспособления и уровень для фиксирования начального (отсчётного) горизонтального положения.
Отсчёт по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси зрительной трубы, когда пузырёк уровня выведен на середину, называется местом нуля, обозначается МО.
В ряде современных теодолитов вместо уровня при алидаде вертикального круга имеется самоустанавливающийся оптический компенсатор места нуля. Наличие компенсатора ускоряет процесс измерения вертикальных углов, так как отпадает необходимость приведения пузырька уровня на середину перед взятием каждого отсчёта.
Компенсаторы у современных теодолитов работают в пределах наклона вертикальной оси до ±3', обеспечивая компенсацию места нуля с погрешностью, не превышающую ±2".
Классификация теодолитов.
Теодолиты классифицируются по конструкции осей горизонтального круга, точности и ряду других параметров.
По конструкции различают теодолиты простые и повторительные. У первых лимб наглухо скреплён с подставкой, у вторых – может свободно вращаться вокруг своей оси. Это позволяет после перестановки лимба повторить измерение угла на другой части лимба. Все теодолиты малой и средней точности – повторительные.
По точности, согласно утвержденному ГОСТу, оптические теодолиты делятся на: высокоточные (Т 1), точные (Т 2, Т 5) и технические (Т 15, Т 30, Т 60). В шифре теодолита цифрами указана средняя квадратическая погрешность измерения горизонтального угла одним приемом.
В шифры некоторых теодолитов введена буква К (Т 5К,Т 15К и др.). Это означает, что в отсчетную систему вертикального круга введен маятниковый компенсатор, автоматически устраняющий погрешности измерения углов наклона за счет малого наклона оси прибора.
Шифры усовершенствованных теодолитов начинаются цифрой 2 (теодолиты второго поколения) – 2Т 30, 2Т 5К и т.д. В шифр теодолита со зрительной трубой прямого изображения введена буква П, например 2Т 30П.
Теодолиты, выпускаемые в маркшейдерском исполнении для работы в подземных выработках, содержат в своих шифрах букву М (Т 15М, Т 30М). Маркшейдерские теодолиты приспособлены к работе в подземных условиях, в связи с этим у них предусмотрено:
– электрическая подсветка отсчётного микроскопа, выполненная во взрывобезопасном исполнении;
– повышенная влаго- и пылезащищённость;
– на зрительной трубе наносится точка, в которую проектируется вертикальная ось вращения трубы для центрирования под маркшейдерскими пунктами, заложенными в кровле выработок;
– конструкция теодолита предусматривает его установку на консоли для работы в перевёрнутом положении.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 574; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!