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.
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.
Правила эксплуатации теодолита
Для выполнения высокоточных измерений важно знать все тонкости при обращении с геодезическим прибором. От навыков геодезиста во многом зависит, в какой степени полученные при измерении цифры будут соответствовать реальному положению вещей, окажется ли достаточно прочной и долговечной возводимая конструкция.
Данный геодезический прибор имеет ряд преимуществ:
С его помощью можно проводить точнейшие угловые измерения, невзирая на экстремальные климатические условия и специфику местности. Без помех работает в интервале температур от -25 до 50 градусов.- На точность полученных данных не оказывают влияние нестандартные условия работы, поэтому теодолит можно брать даже в экспедиции.
- Компактный размер облегчает транспортировку прибора.
- Элементарная и быстрая калибровка и юстировка.
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 — 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.
Инструкция по приведению теодолита в рабочее положение
Подготовка теодолита к работе включает в себя три основных этапа: центрирование, горизонтирование и фокусировку.
Центрирование
Подразумевает установку прибора со штативом над центральной зоной измерительного пункта. Во время геодезических операций для центрирования используют нитяной отвес или оптический центрир. Точность выполняемой работы и точность центрирована взаимосвязаны. На глаз определяют центральную точку геодезического пункта. Над этим центральным сектором размещают прибор.
Нижняя область станового винта оснащена крючком, на который следует подвесить нитяной отвес. Наблюдая за остриём груза отвеса и передвигая ножки штатива, фиксируют прибор с точностью 3–5 см. Так, чтобы расстояние между остриём грузика и центром не превышало 3–5 см. Далее следует вдавить треногу в землю, осуществляя контроль по грузику за нахождением прибора относительно центра.
Последним шагом должно быть ослабевание станового винта штатива. При перемещении трегера пальцами правой руки острие грузика отвеса должно очутиться прямо над центром. Выполнив это, можно затянуть становой винт.
Горизонтирование
Конечная цель этого этапа — добиться, чтобы горизонтальный круг теодолита оказался в горизонтальной плоскости. Ось вращения же должна принять отвесное положение. Теодолит должен быть развернут так, чтобы цилиндрический уровень поворотной линейки расположился вдоль двух подъемных винтов.
Ослабевая или затягивая подъёмные винты, приводят уровневый пузырёк в нулевой пункт. Пузырёк может быть как с левой стороны от середины, так и с правой. От этого зависит, в каком направлении нужно вращать подъёмные винты.
Дальше теодолит разворачивают на 90 градусов. Подключают третий подъёмный винтик. Пузырь приводят к нулевому пункту.
Контроль горизонтирования проводят посредством разворачивания прибора в несколько различных положений. Горизонтирование считается выполненным успешно, если в любом произвольном положении пузырёк уровня отклоняется от середины не больше чем на одну риску.
Рассматриваемая схема применима, если алидада горизонтального круга оснащена цилиндрическим уровнем. Некоторые теодолиты при поворотной линейке имеют круглый уровень. При таком раскладе прибор фиксируют в произвольном положении. Начинают поочерёдно вращать три подъёмных винтика, приводя мембранную капсулу к нулевой отметке. Осуществляют контроль качества проделанного горизонтирования.
Выполнив последовательно центрирование и горизонтирование теодолита, можно обнаружить, что ось вращения прибора приняла отвесное положение и проходит через центр геодезического пункта.
Фокусировка
Фокусируют сетку нитей этого геодезического девайса перед самым началом измерительных работ. Вращают диоптрическое кольцо окуляра наблюдательной трубы прибора до того, пока не появится чёткая картина сетки нитей.
Фокусируют шкалу отсчетного механизма путём вращения диоптрического кольца микроскопа, пока не будет наблюдаться чёткая градация шкалы. Проводя фокусировку и последующие измерения, стараются добиться достаточного освещения шкалы, используя зеркало подсветки.
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
Устройство теодолита
Основные элементы из которых состоит теодолит:
- Лимбы с градусными и минутными делениями (горизонтальный и вертикальный).
- Алидада – подвижная часть теодолита, к которой крепится система отсчитывания по лимбу и визирному устройству.
- Зрительная труба (визирное устройство) с закрепительным и наводящим винтами.
- Отвес для центрирования над точкой. Может быть, как оптическим, так и лазерным.
- Трегер (подставка) с подъемными винтами и круглым уровнем для горизонтирования теодолита.
- Микроскоп для снятия отсчетов.
Комплектация теодолита зависит от области, в которой он будет применяться. Он может быть дополнен ориентиром-буссолем, дальномерными насадками, визирными маркерами и пр. В некоторых работах используются узкоспециализированные теодолиты: маркшейдерские, астрономические, гироскопические.
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).
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.
Разновидности теодолитов
Прежде, чем взять в руки угломерный прибор и начать с ним работу, нужно изучить модели теодолитов, которые представлены на современном рынке.
Подобный геодезические приборы классифицируют по следующим параметрам:
- Точность. Основной параметр, который влияет на стоимость прибора – средняя квадратическая ошибка определения углов. Бывают высокоточные, точные и технические теодолиты.
- Область применения (геодезический, астрономический, маркшейдерский).
- Конструкция отсчетного устройства (простая, повторительная). Приборы с простой конструкцией оснащены алидадой, жёстко скреплённой с вертикальной цилиндрической осью. В приборе повторительного типа возможно как одновременное вращение алидады и лимба, так и автономное. При такой конструкции возможно неоднократное измерение одного и того же угла.
- Физическая природа носителя информации (оптический, электронный). Главным преимуществом первого варианта является абсолютная независимость от элементов питания. Кроме этого, отсутствие электронного оснащения позволяет работать с оптическим теодолитом при самых неблагоприятных погодных условиях. Действие электронных приборов основано на двоичной системе исчисления, которая позволяет уменьшить объем данных и осуществлять записи измерений прямо на карту памяти устройства. Благодаря электронной памяти можно забыть про многостраничные полевые журналы. При этом существенно повышается скорость съёмки и уменьшается количество неточностей при снятии отсчёта.
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.
- . Поэтому очень важно знать, как правильно им пользоваться.
