Методика выполнения поверок и юстировок теодолита 2Т30

Методика выполнения поверок и юстировок теодолита 2Т30

Выполнение поверок и юстировка теодолита 2T30

№ 29069

Цель работы:

выполнить юстировку прибора.

Инструменты и принадлежности:

теодолит 2Т30.

Содержание и порядок выполнения:

Выполняем поверки теодолита 2Т30:

1-ая поверка.

Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна оси вращения прибора.

Теодолит устанавливают так, чтобы уровень располагался по направлению двух подъемных винтов, и приводят пузырек уровня вращением двух подъемных винтов в нуль-пункт. Затем поворачивают теодолит на 180°, если пузырек остался в нуль-пункте, то условие выполнено.

Если условие не выполняется, то пузырек перемещают исправительными винтами уровня к нуль-пункту на одну половину дуги отклонения подъемными винтами на вторую. После выполнения юстировки удостоверяются, что теодолит сохраняет рабочее положение.

2-ая поверка.

Горизонтальная нить сетки нитей лежит в горизонтальной плоскости, а вертикальная нить – в вертикальной плоскости.

Зрительную трубу наводят на удаленную четкую точку горизонтальной нитью сетки у правого или левого края поля зрения трубы. С помощью наводящего винта алидады смещают изображение точки к противоположному краю поля зрения. Если нить сетки сойдет с изображения точки, то сетка установлена правильно. Исправление (юстировку) выполняют следующим образом:

Снимают колпачок окулярной части зрительной трубы

Ослабляют торцевые винты, скрепляющие окулярную часть с корпусом трубы;

Поворачивают кольцо с сеткой нитей до правильного положения.

Поверка считается выполненной, если при повторном ее выполнении горизонтальная нить сетки не сходит с изображения точки.

3-ая поверка.

Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы.

Выполняем поверку коллимационной ошибки, в которой визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси ее вращения. При нарушении данного условия при вращении визирная ось образует угол, который и называется коллимационной погрешностью (С).

Последовательность действий при поверке коллимационной ошибки следующая:

Трубу теодолита при КЛ (круг влево) наводим на удаленный, находящийся примерно на одном горизонте с прибором предмет и снимаем отсчет КЛ по горизонтальному кругу.

Затем трубу переводим через зенит, наводим на тот же предмет и снимаем отсчет КП.

Вычисляем коллимационную ошибку по формуле:

В результате получены следующие результаты измерений:

КЛ = 182º38´;

КП = 2°37´;

В итоге коллимационная погрешность С = 0º00´30´´

Допуск: полученная коллимационная погрешность не должна превышать двойной точности отсчетного приспособления (2t) теодолита, для 2Т30 — 1´. Если значение С >2t выполняется юстировка. Полученное значение в допуске.

Поверки и юстировки теодолитов производят для выявления и устранения ошибок, вызванных отступлением от геометрических и оптико-механических требований, заложенных в конструкцию прибора.

1. Ход подъемных винтов должен быть плавным, размеренным, без качки и заеданий.

Регулируют ход винта, вращая при помощи шпильки регулировочную гайку в ту или другую сторону до тех пор, пока не будет достигнут равномерный ход винтов.

Круглый уровень

Рис. 3.22. Веха с круглым уровнем по микроскопу, равный месту

2. Азимутальная устойчивость штатива и треножника должна быть обеспечена при вращении алидады горизонтального круга.

Закрепляют теодолит на штативе, приводят вертикальную ось вращения прибора в отвесное положение, наводят сетку нитей зрительной трубы на какой-нибудь резко выделяемый предмет. При приложении слабых вращательных усилий к головке штатива сетка нитей зрительной трубы не должна отклоняться от предмета. В противном случае следует туже затянуть винты шарнира (барашки) ножек штатива.

Добившись устойчивости штатива, аналогично проверяют устойчивость треножника теодолита, при обнаружении отклонения сетки от изображения предмета следует подтянуть гайки, регулирующие ход подъемных винтов треножника.

3. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.

Устанавливают поверяемый уровень параллельно линии, соединяющей два подъемных винта треножника и, вращая их в противоположных направлениях, приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем устанавливают уровень по направлению третьего подъемного винта и вновь приводят пузырек в нуль-пункт, чтобы привести ось вращения теодолита примерно в вертикальное положение. Берут отсчет по горизонтальному кругу и поворачивают алидаду горизонтального круга точно на 180°,точность установки проверяют по отсчетам по горизонтальному кругу. Если пузырек уровня отклонится от нуль-пункта, то его перемещают на половину дуги отклонения исправительным (юстировочным) винтом уровня, а на вторую половину — подъемным винтом треножника, по направлению которого он стоит.

Поверку и исправление следует выполнять до тех пор, пока после поворота алидады на 180° пузырек цилиндрического уровня будет либо оставаться в нуль-пункте, либо отклоняться от него не более чем 0,5 деления.

Поверка оси цилиндрического уровня по алидаде горизонтального может быть выполнена по способу Г. Ф. Лысова. Для этого теодолит устанавливают так, чтобы плоскость лимба была наклонена к горизонту не более чем на 2°, затем вращают алидаду с уровнем до тех пор, пока пузырек не станет в нуль-пункт, и берут отсчет по горизонтальному кругу, например 36°18′. Продолжают вращать алидаду до второго захода пузырька уровня в нуль-пункт и делают второй отсчет, например 218°02.’, После этого устанавливают алидаду на средний отсчет ± 90°. В нашем примере 37°10′.

4. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения теодолита.

Устанавливают при помощи исправленного цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга ось вращения теодолита в отвесное положение. Затем пузырек круглого уровня устанавливают в нуль-пункт при помощи трех винтов, крепящих оправу круглого уровня.

5. Визирная ось зрительной трубы теодолита должна быть перпендикулярна к оси ее вращения.

Приводят ось вращения теодолита в отвесное положение и наводят центральную точку пересечения сетки нитей зрительной трубы на удаленный, хорошо видный предмет. Затем берут отсчет по горизонтальному кругу (например, при круге право П^, переводят зрительную трубу через зенит и вновь наводят пересечение нитей сетки на тот же предмет, делают отсчет по горизонтальному кругу (при круге лево Л^ и вычисляют их разность: Пх—JIX. Полученная разность отсчетов Лх—П, может содержать ошибку, вызванную не только влиянием несоблюдения поверяемого условия, т. е. коллимационной ошибки С, но и эксцентриситетом алидады, величина которого в отдельных экземплярах теодолитов может достигать + Г. С целью исключения влияния эксцентриситета горизонтального круга в теодолитах с односторонним отсчитыванием берут отсчет по горизонтальному кругу, например Л2. Открепляют винт треножника, повертывают теодолит в треножнике на 180°, приводят вертикальную ось вращения теодолита в отвесное положение. Вновь наводят на тот же предмет, берут отсчет П2 и вычисляют разность Л2—П2.

Для исправления следует установить по горизонтальному кругу отсчет Л—С или П + С. Затем отвернуть колпачок, закрывающий винты и винты сетки нитей, и шпилькой при’слегка отпущенных вертикальных исправительных винтах сетки переместить оправу боковыми исправительными винтами до совмещения пересечения центра сетки нитей с изображением наблюдаемого предмета. Устранение коллимационной ошибки достигается в несколько приемов.

6. Вертикальная нить сетки (или биссектор) должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы (лежать в коллимационной плоскости трубы).

Закрепляют теодолит на штативе и тщательно приводят по выверенному цилиндрическому уровню на алидаде горизонтального круга его вертикальную ось в отвесное положение. Выбирают отчетливо видимую точку k (например, на стене), вращая алидаду горизонтального круга наводящим винтом, смотрят, не сходит ли изображение точки k со средней горизонтальной нити сетки. Если изображение точки k будет отходить от горизонтальной нити сетки более чем на три толщины штриха для теодолитов Т5,$2Т5, Т5К, 2Т5К и на треть биссектора для теодолита ;Т 15 (если убудет двигаться в середине между штрихами биссектора), то сетка установлена правильно. В противном случае следует отвернуть колпачок, закрывающий исправительные винты сетки, слегка отпустить инты, скрепляющие окулярную часть с корпусом трубы, и повернуть окулярную часть так, чтобы при вращении алидады горизонтального круга изображение точки k не сходило с горизонтальной нити сетки. После установки сетки нитей закрыть винты и навернуть колпачок.

7. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.

Приводят основную ось вращения теодолита в отвесное положение и, закрепив лимб, наводят центр пересечения сетки нитей на точку k (например, на стене), расположенную в 20—30 м от теодолита под углом 30—50° к горизонту, закрепляют алидаду. После этого опускают зрительную трубу теодолита примерно до горизонтального ее положения и отмечают на стене проекцию центральной точки пересечения сетки нитей ax. Поворачивают алидаду на 180°, переводят трубу через зенит и вновь наводят пересечение центральной точки нитей на ту же точку k, затем опускают трубу до того же положения, как и в первом случае, и отмечают на стене проекцию точки пересечения сетки нитей а2. Если отмеченные на стене точки ах и а., не выходят за пределы биссектора нитей, то такой наклон оси вращения трубы теодолита допустим. Устранение несоблюдения поверяемого условия производится только в мастерской.

8. Место нуля вертикального круга должно быть близким к нулю.

Устанавливают в рабочее положение теодолит. Пересечением центральной точки сетки нитей зрительной трубы теодолита наводят на какую-нибудь хорошо видимую, удаленную на 150—200 м точку k и приводят пузырек уровня на алидаде вертикального круга в нуль-пункт в теодолитах Т15, Т5 и 2Т5. В теодолитах Т15К, Т5 и Т5К нет уровня при вертикальном круге, его роль выполняет самоустанавливающая система оптического компенсатора. Берут отсчет по вертикальному кругу. Переводят трубу через зенит и вновь наводят пересечение сетки нитей на центральную точку ту же точку k и перед отсчетом по вертикальному кругу пузырек уровня при алидаде вертикального круга приводят в нуль-пункт.

Место нуля (МО) вычисляют по формулам:

для теодолитов Т15, Т5 и Т5К

(3.2)

где П — отсчет по вертикальному кругу при круге право; J1 — отсчет по вертикальному кругу при круге лево;

для теодолитов Т15К, 2Т5 и 2Т5К, шкалы микроскопов вертикальных кругов которых имеют двойную оцифровку

(3.3)

Если МО отличается от нуля более чем на двойную точность оптического микрометра, его исправляют следующим образом.

В теодолитах Т15, Т5, 2Т5 устанавливают пузырек уровня при вертикальном круге в нуль-пункт и производят отсчет по вертикальному кругу. Затем наводящим винтом уровня уменьшают отсчет П—МО или МО —Л + 180° на величину места нуля (в случае необходимости прибавляют 360°) и ставят индекс отсчетного устройства на этот отсчет на вертикальном круге, а юстировочными винтами уровня вертикального круга приводят пузырек в нуль-пункт и снова повторяют поверку. Так повторяют поверку до тех пор, пока МО будет равно или близким 0°.

В теодолитах Т5К, 2Т5К приведение МО к 0° или близким к нему производится только в мастерской.

9. Одно деление горизонтального или вертикального круга должно быть равно длине шкалы отсчетного микроскопа.

Совмещают любой штрих горизонтального или вертикального круга с нулевым штрихом шкалы микроскопа. Отсчет снимают по следующему штриху круга. Разность между отсчитанным и номинальным его значением называют р е и о м. Величину рена определяют не менее чем по 12 совмещениям на разных участках каждого круга.

Для исправления рена микроскопа горизонтального круга теодолита необходимо предварительно снять боковую крышку подсветки и слегка ослабить винты нижнего блока. А затем, перемещая эти винты, а вместе с ними и оправу с линзами, вдоль оси, изменить увеличение микроскопа, т. е. добиться совмещения штрихов горизонтального круга со штрихами шкалы микроскопа. Исправление начинают с перемещения верхней линзы, при этом нарушится резкость изображения и появится параллакс. Затем, перемещая нижнюю линзу, устанавливают резкость изображения штрихов без заметного на глаз параллакса. По окончании установки следует закрепить винты и снова проверить рен.

Исправление рена вертикального круга производится аналогично изложенному для горизонтального круга путем перемещения линз объектива, закрепленных винтами верхнего блока.

10. Компенсатор теодолита должен обеспечивать неизменный отсчет по вертикальному кругу при наклоне вертикальной оси прибора в пределах, указанных в его паспорте.

Для поверки этого условия выбирают какую-либо визирную цель и устанавливают теодолит на штативе так, чтобы один из подъемных винтов треножника был расположен в направлении визирной цели. Приводят пузырек уровня при алидаде горизонтального круга в нуль-пункт и производят отсчет по вертикальному кругу при круге право П или круге лево Л. Затем наклоняют теодолит подъемным винтом треножника в направлении визирной цели на угол, ограничивающий диапазон действия компенсатора (определяя величину наклона по числу делений уровня), проверяют правильность установки теодолита по двум другим подъемным винтам, для этого наводят зрительную трубу на ту же цель и производят отсчет по вертикальному кругу. То же самое выполняют при наклоне теодолита на такой же угол в другую сторону, т. е. в сторону наблюдателя.

Отсчеты по вертикальному кругу, полученные при наклонах теодолита в двух противоположных направлениях (при положении пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункте), должны находиться в пределах точности отсчета по этому кругу. Кроме того, следует убедиться, что наклон теодолита в боковых направлениях не влияет на точность измерения вертикальных углов. Для этого наклоняют теодолит на такой же угол вправо и влево от наблюдателя, наводят зрительную трубу на ту же цель и производят отсчеты по вертикальному кругу. Полученные отсчеты также должны находиться в пределах Точности отсчитывания по кругу.

11. Визирная ось оптического центрира, размещенного в али-дадной части теодолита, должна совпадать с его вертикальной осью вращения.

Для выполнения этой поверки наблюдают за положением изображения точки местности относительно центра сетки нитей при вращении алидады вокруг вертикальной оси.

Если изображение точки местности уходит с центра сетки оптического центрира, тогда отвинчивают два винта и отсоединяют крышку оптического центрира от бовокой крышки теодолита.

Освобождая слегка винты, скрепляющие окулярное колено оптического центрира, и перемещая его в плоскости боковой крышки, добиваются совмещения визирной оси оптического центрира с вертикальной осью вращения теодолита.

Снова наблюдают за положением изображения точки местности относительно центра сетки при вращении алидадной части. В этом случае изображение точки местности не должно перемещаться относительно центра сетки оптического центрира.

В теодолитах 2Т2, 2Т5К и 2Т5 оптические центриры юстируют только в мастерской.

2.2.3. Измерение горизонтального угла способом приёмов

Цель

: освоить методику измерения углов и обработки результатов.

Принадлежности

: теодолит, штатив, отвес, журнал измерения горизонтальных углов.

Между двумя направлениями, выходящими из общей вершины, можно измерить два угла (рис. 20). Обычно при съёмке измеряют углы, лежащие по ходу справа. Поэтому, зная направление хода, легко установить, какой из двух углов искомый. Направление хода задают в обозначении угла, указывая вначале заднюю точку, затем станцию (вершину угла) и переднюю точку. На местности направление от задней точки через станцию к передней точке является направлением хода, а угол, лежащий справа от этого направления, – искомым углом β

.

Рис. 20. Схема измерения горизонтального угла способом приёмов

При измерении горизонтальный угол определяется как разность отсчетов по горизонтальному кругу (рис. 20)

,

где З

– отсчёт по горизонтальному кругу при наблюдении задней точки (
В
),
П
– отсчет при наблюдении передней точки (
А
).

Так как деления на горизонтальном круге подписаны с возрастанием по часовой стрелке, то отсчет на заднюю точку должен быть всегда больше отсчета при наблюдении передней точки. В том случае, когда нулевое деление на горизонтальном круге размещается внутри измеряемого угла, отсчёт на заднюю точку будет меньше отсчёта на переднюю точку, тогда для получения величины угла к отсчету на заднюю точку необходимо добавить 360°.

При измерении горизонтальных углов применяются следующие способы: 1) приемов;

2)
повторений
; 3)
круговых приемов
.

В способе приемов

горизонтальный угол измеряется при двух положениях вертикального круга относительно зрительной трубы (см. табл.2), называемых
полуприемами
при «круге лево» (
Л
) и при «круге право» (
П
).

Устройство прибора

Если говорить об устройстве теодолита, то оно может быть прямым и обратным, в нем может быть компенсаторный или цилиндрический уровень, от этого будет зависеть, как правильно пользуются конкретным оборудованием.

В указанном приборе достаточно большое количество деталей, но если не вникать в подробности, то основные части теодолита такие.

1. Наблюдательная труба. В своем составе она имеет окуляр, сетку, линзу и объектив. Одной из основных характеристик указанного элемента является оптическая ось, которая представляет собой линию, проходящую через центр объектива и окуляра. Есть еще визирная ось, которая проходит через объективный центр и нитевую сетку. Схема работы данного элемента теодолита позволяет приближать исследуемый объект, а все, что вы видите в объективе, называется полем зрения прибора.
2. Горизонтальный круг. Чтобы сделать этот элемент, используют особо прочное стекло, на которое потом наносят шкалу, и каждое деление соответствует одному градусу. Линия, которая проходит через центр вращения указанного прибора, называется его вертикальной осью.
3. Вертикальный круг. Он состоит из алидады и лимба.

Благодаря своей компактности, данный прибор получил широкое распространение как при выполнении строительных и геодезических работ, так и в астрономии, других сферах деятельности.

Сейчас чаще всего используют электронные приборы, которые имеют измерительный лазер. Это позволяет работать в условиях слабой освещенности, так как есть дополнительный источник света, что очень удобно при прокладывании туннелей, строительстве мостов, шахт или других аналогичных объектов.

Оптические приборы имеют более простую конструкцию, они также позволяют точно проводить все необходимые измерения, их преимуществом является более низкая стоимость.

Геометрические параметры прибора

Для того чтобы точность измерений была высокой, необходимо выполнение определенных требований, которые предъявляются к геометрическим условиям прибора:

• в цилиндрическом уровне его центральная линия при градштоке должна быть под углом 90 градусов к оси вращения;
• линия вращения градштока должна располагаться вертикально;
• визирная ось должна быть под углом 90 градусов к линии поворота наблюдательной трубы;
• ось вращения градштока должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы;
• нити сетки должны быть расположены в коллимационной плоскости.

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:

– технические

Т30, предназначенные для измерения углов со средними квадратическими ошибками до ±30″;

– точные

Т2 и Т5 – до ±2″ и ±5″;

– высокоточные

Т05 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.

· По конструкции, предусмотренной ГОСТом 10529–96 типы теодолитов делятся на повторительные и неповторительные.

У повторительных

теодолитов лимб имеет закрепительный и наводящий винты и может вращаться независимо от вращения алидады.

Неповторительная

система осей предусмотрена у высокоточных теодолитов.