Нивелиры, их устройство, поверки.
Основным требованием, предъявляемым к нивелирам, является горизонтальность оси визирной трубы. Выполнение этого основного требования в современных конструкциях нивелиров достигается либо с помощью высокоточного цилиндрического уровня, либо с помощью компенсаторов различных конструкций.
Рассмотрим конструкции нивелиров с уровнями (рис.8.3).
Рисунок 8.3. Конструктивные элементы нивелира:
1–треножник с подъемными винтами; 2–подъемный винт; 3–втулка для регулировки подъемного винта; 4–зажимная пластина; 5–втулка для станового винта; 6–бакса;
7–зрительная труба; 8–наводящий (микрометренный) винт; 9–хомутик наводящего винта; 10–закрепительный винт; 11–лупа; коробка уровня; 13–зеркало; 14–исправительный винт уровня; 15–объектив; 16–окуляр; 17–винт фокусирующей линзы.
Основными частями всякого подобного нивелира являются:
– зрительная труба;
– цилиндрический уровень;
– подставка трубы с конической или цилиндрической осью вращения инструмента;
– подставка-треножник с втулкой для оси вращения инструмента.
По способу сочленения отдельных частей нивелира между собой конструкции нивелиров подразделяются на несколько видов, однако в настоящее время наиболее распространены так называемые "глухие" нивелиры, у которых зрительная труба с уровнем, подставкой и конической или цилиндрической осью вращения представляет собой одно целое.
|
|
|
Типичным представителем подобной конструкции нивелиров является нивелир Н-3, предназначенный для нивелирования III и IV классов, но его применяют и при техническом нивелировании. Цифра 3 в марке нивелира означает, что он обеспечивает производство измерений со средней квадратической погрешностью не более 3 мм на 1 км двойного хода.
У этого нивелира цилиндрический уровень с ценой деления 15" расположен в коробке вместе с призменным устройством, с помощью которого изображение концов пузырька уровня передаётся в поле зрения трубы. Относительно грубое горизонтирование прибора выполняется по круглому уровню подъёмными винтами (как у теодолита), а точное – с помощью элевационного винта по цилиндрическому уровню.
Грубое вращение зрительной трубы нивелира в горизонтальной плоскости производится от руки при откреплённом зажимном винте, а точная наводка выполняется с помощью микрометренного винта. Резкого изображения сетки нитей добиваются вращением диоптрийного кольца окуляра; резкого изображения рейки – вращением маховичка фокусирующего устройства.
Другим очень распространенным нивелиром этой же группы является нивелир Н-10Л. Здесь цифра 10 также означает величину максимальной среднеквадратической погрешности 10 мм, которая обеспечивается этим нивелиром на один километр двойного хода. Буква Л означает, что нивелир снабжён лимбом для измерения горизонтальных углов.
|
|
|
Основные параметры данного нивелира: увеличение трубы 23х; цена деления цилиндрического уровня 45" (угол наклона при сходе пузырька на одно деление шкалы уровня, равное 2 мм); цена деления круглого уровня – 10'; коэффициент нитяного дальномера – 100 ±1%; цена деления лимба 1°.
Поверки нивелиров.
До проведения измерений необходимо провести поверки нивелира, т.е. проверить выполнение у него ряда геометрических условий, и, если окажется необходимым, то выполнить юстировку, т.е. его наладку с целью установления правильного взаимного положения отдельных его частей и, в частности, его геометрических осей.
Поверка 1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.
Вращением подъёмных винтов приводят пузырёк уровня на середину. Верхнюю часть нивелира поворачивают на 180°. Если пузырёк не сместился, то условие выполнено. В противном случае юстировочными винтами уровня перемещают его к нуль пункту на половину дуги отклонения, затем подъёмными винтами приводят на середину. Поверку и юстировку повторяют.
|
|
|
Поверка 2. Вертикальный штрих сетки нитей должен быть параллелен оси вращения нивелира, а горизонтальный – перпендикулярен к этой оси.
Приводят ось вращения нивелира в отвесное положение путем приведения круглого уровня в нуль пункт. Наводят вертикальную нить сетки нитей на шнур отвеса, расположенного на расстоянии 20-25 м от нивелира. Если вертикальный штрих сетки не совпадает со шнуром отвеса, условие не выполнено. В таком случае снимают окулярную часть трубы. При этом открывается оправа с сеткой, привинченная винтами. Отпуская винты, поворачивают оправу с сеткой в нужную сторону. Собирают нивелир и проверяют положение вертикальной нити.
Поверка 3. Визирная ось зрительной трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня.
Это главное условие нивелира. Поверка может быть выполнена тремя способами.
Способ первый. Поверку выполняют двойным нивелированием методом "вперёд" точек А и В, расположенных на расстоянии 50-75 м одна от другой. Поочерёдно над каждой точкой устанавливают нивелир, измеряют высоту инструмента и берут отсчёты по рейке при горизонтальном положении оси уровня.
|
|
|
Таким образом, получают два значения высоты инструмента v1 и v2 и два отсчёта по рейке а1 и а2. Если визирная ось нивелира не параллельна оси уровня и составляет с ней угол i, то отсчёты по рейке будут содержать некоторую ошибку х и правильные отсчёты будут
, 
. (8.20)
Тогда превышение точки В над точкой А будет:
и
откуда погрешность х
. (8.21)
В зависимости от взаимного положения в пространстве визирной оси зрительной трубы оси уровня погрешность х может иметь положительные или отрицательные значения.
Величина угла i определяется по формуле:
, (8.22)
где s – расстояние между точками А и В, мм; r" = 206 265".
Угол i определяют не менее трёх раз, расхождение между его отдельными значениями не должно превышать 5". За окончательное значение принимают среднее арифметическое из всех измерений.
Если значение i более 10", то непараллельность осей исправляют в следующем порядке.
Горизонтальную нить сетки устанавливают элевационным винтом на отсчёт
для рейки, установленной в точке А, или для рейки, установленной в точке В на отсчёт
.
Затем, действуя юстировочными винтами уровня, совмещают изображение концов пузырька уровня.
Способ второй. Сопоставляют результаты измерения превышений между двумя какими-либо точками при нивелировании "из середины" и при нивелировании "вперёд", устанавливая нивелир поочерёдно над каждой из точек. Учитывая, что при равенстве плеч при любом значении угла i превышение является верным, вычисляют разницу между превышениями, определяемыми разными способами. В случае необходимости вычисляют правильный отсчёт и юстируют нивелир.
Способ третий. Аналогичен второму способу, но вместо установки нивелира над точками А и В, второе нивелирование выполняют при резком неравенстве плеч, устанавливая нивелир так близко к одной из точек, как это позволяет фокусное расстояние зрительной трубы.
Обратимся теперь к конструкциям нивелиров с компенсаторами (авторедукционным).
Основное преимущество нивелиров с компенсаторами заключается в автоматической установке линии визирования в горизонтальное положение в пределах от ± 6 до ± 40' для различных марок нивелиров. Это достигается с помощью компенсаторов различной конструкции, в частности, линзовых, призменных, жидкостных и др.
Например, нивелир Н-3К снабжён оптическим (призменным) компенсатором, диапазон работы которого ± 15', точность автоматической установки линии визирования в горизонтальное положение ± 0,4". Для грубого наведения оси вращения прибора в вертикальное положение нивелир снабжён круглым уровнем, цена деления которого 10'.
Нивелирные рейки.
В соответствии с госстандартом при техническом нивелировании применяются рейки типа РН-10 – двусторонние шашечные. Рейки выпускаются комплектами, включающими две штуки.
Нивелирные рейки представляют собой бруски из выдержанной древесины толщиной 2 см, шириной 8 см и длиной 1,5 или 3 м. В поперечном сечении рейкам придают двутавровую форму, чем обеспечивают необходимую прочность. Концы реек оковываются металлическими пластинками, что сохраняет рейку от преждевременного изнашивания.
Рейки бывают цельные и складные. Цельные рейки изготовляют длиной 3 м. Складные рейки составляют из двух брусков по 1,5 или 2 м и соединяют между собой шарниром и скрепляют винтом. Цельные рейки более надёжны, чем складные; обеспечивают большую точность работ.
Наибольшее распространение в практике нивелирных работ получили двусторонние рейки. Лицевые стороны рейки окрашивают белой краской и наносят сантиметровые шашечные деления, с одной стороны чёрные, с другой – красные. Оцифровка делений на чёрных и красных сторонах сдвинута относительно друг друга, что позволяет контролировать правильность взятия отсчётов при нивелировании.
Для упрощения взятия отсчётов по рейкам начало каждого дециметра обозначают чертой. С этой же целью первые пять делений каждого дециметра отображают в виде буквы Е. На рейках подписывают лишь дециметровые деления.
При техническом нивелировании отсчёты по рейкам берут по среднему штриху сетки нитей в миллиметрах, оценивая последнюю цифру (миллиметры) на глаз.
При нивелировании рейки устанавливают на головки башмаков, костылей или верхнюю точку кольев отвесно, для этого их снабжают круглыми уровнями. При техническом нивелировании применяют рейки без уровней, но в этих случаях во время визирования на рейку её медленно покачивают в направлении визирования. Наименьший отсчёт соответствует отвесному положению рейки.
Рейки, применяемые при техническом нивелировании исследуют с целью:
– определения случайных погрешностей дециметровых делений;
– определения средней длины метра;
– определения разности высот нулей реек.
Величины случайных погрешностей необходимо знать для оценки степени пригодности реек в предстоящих работах. Погрешности нанесения дециметровых делений не должны превышать ± 1 мм. Эти исследования выполняются с помощью контрольной линейки или выверенной стальной рулетки с миллиметровыми делениями.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 1351; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!