double arrow

Высокоточные теодолиты


Классификация угломерных приборов

УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Теодолиты классифицируют по разным признакам: области применения, физической природе носителя информации, конструкции отсчетного устройства, точности.

По области применения можно выделить следующие группы теодолитов: геодезические (применяемые исключительно для измерения углов в геодезической практике); астрономические (для определения астрономических координат – широты, долготы и азимута); маркшейдерские (для измерений в подземных горных выработках); гироскопические (для определения азимута гироскопическим методом); буссольные (для определения магнитных азимутов направлений при помощи теодолита, рабочей мерой которого служит буссоль); автоколлимационные (для наблюдений методом автоколлимации).

По физической природе носителей информации различают теодолиты механические, оптические, электронные. В механических теодолитах рабочей мерой является металлический лимб, отсчитывание по которому производят при помощи простейших отсчетных устройств (винтового микрометра, верньера, лупы с индексом). У оптических теодолитов лимб изготовлен из оптического стекла, отсчеты по лимбу берут при помощи оптической отсчетной системы со шкаловым микроскопом, микроскопом с индексом или оптическим микрометром. У электронных теодолитов рабочая мера может задаваться электротехническими элементами (индуктивностью, емкостью, резисторами и т.п.) либо датчиками типа «угол – код – цифра». Считывание информации может выполняться визуально с цифрового табло или в автоматическом режиме – с регистрацией на носитель информации.

По конструкции отсчетного устройства теодолиты делят на простые, повторительные, с уровнем при вертикальном круге, с компенсатором и др.

По конструкции оптической системы зрительной трубы различают теодолиты с прямым (земным) изображением и обратным (астрономическим) изображением.

По точности теодолиты делятся на высокоточные, точные и технические. Высокоточные теодолиты позволяют в лабораторных условиях измерять угол одним приемом со с.к.о. 1”, точные – от 1 до 10”, технические – более 10”. Иногда в группе точных теодолитов выделяют две подгруппы: повышенной точности – с погрешностями от 1,5 до 3” и средней точности – от 3 до 10”. Согласно ГОСТу 10529-96 теодолиты обозначают буквой «Т» и числом, соответствующим с.к.о. измерения угла одним приемом в лабораторных условиях: Т05, Т1, Т2 (Т2А), Т5 (Т5К), Т15К, Т30, Т60, 2Т2, 2Т5, 2Т5К, 3Т2КП, 3Т2КА, 3Т5КП. Буква А обозначает теодолит с автоколлимационным окуляром, М – маркшейдерские, Э – электронные, К – с компенсатором, П – труба имеет прямое изображение. Цифрами 2 и 3 перед «Т» обозначают унифицированные теодолиты группы 2Т и 3Т.




Теодолиты Т05, Т1, Т2 имеют двустороннее (по диаметрально противоположным штрихам) отсчитывание по лимбу, а теодолиты Т5, Т15, Т30, Т60 – одностороннее. Все теодолиты, кроме Т60, имеют электроосвещение. В Т1, Т2, Т5 и Т15 оптические центриры встроены в алидаду, в Т30 и Т60 возможно оптическое центрирование через полую вертикальную ось при помощи зрительной трубы.

Разработка теодолитов серии 3Т выполнена с учетом оптимизации оптических и кинематических схем при условии максимальной унификации конструкции узлов и деталей. В серии 3Т использован модульный принцип, при котором конструкция распадается на несколько отдельных модулей (зрительная труба, вертикальная ось с горизонтальным кругом, отсчетная система вертикального круга, микрометр, колонна с горизонтальной осью), которые можно собирать, юстировать, заменять раздельно.

На рисунке изображены основные плоскости и оси теодолита. ГГ, ВВ – следы плоскостей горизонтального и вертикального кругов, LL, ll, l’l’ – ось цилиндрического накладного уровня, цилиндрического уровня при алидаде горизонтального и вертикального кругов; vv, hh, pp – вертикальная ось теодолита, ось вращения зрительной трубы и оси вращения подъемных винтов соответственно; zz – визирная ось, проходит через перекрестие сетки нитей и оптический центр объектива.



Плоскость горизонтального круга и ось вращения трубы должны быть перпендикулярны вертикальной оси теодолита. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна оси вращения трубы. Ось вращения алидады и ось вращения горизонтального круга должны проходить через центр кольца делений лимба. При угловых измерениях вертикальная ось теодолита должна совпадать с отвесной линией в точке его стояния. Нарушения геометрической схемы теодолита приводят к ошибкам в отсчетах и в итоге – к ошибкам в конечных результатах угловых измерений.

В теодолите должны быть согласованы точность изготовления осевой системы, точность нанесения делений, точность визирования, точность изготовления и компоновки узлов отсчетного устройства, точность изготовления цилиндрических уровней, компенсаторов и т.п.

Высокоточные теодолиты используют при построении государственных геодезических сетей 1, 2, 3 классов, выполнении инженерно-геодезических работ особо высокой точности, при решении научных задач и т.п.

Современными высокоточными теодолитами являются Т05 и Т1 (Россия), Theo-003 (Германия), Т3, Т4 «Вильд» (Швейцария), КМ-3 «Керн» (Швейцария) и др.

Теодолит Т05 выпускается с 1969 г., состоит из двух частей. Верхняя часть содержит зрительную трубу, горизонтальную ось и вертикальный круг; нижняя – подставку с подъемными винтами, горизонтальный круг, вертикальную осевую систему, алидаду с колонками, имеющими лагеры, оптическую систему горизонтального круга. При перевозке или длительном хранении обе части можно разъединить и поместить в разные упаковочные ящики. Зрительная труба – центральная прямая астрономическая с увеличением 62, 50, 37Х, имеет окулярный микрометр с ценой деления 1”. Окулярные микрометры, состоящие из подвижного биссектора сетки нитей, связанного с отсчетной шкалой микрометра, применяют для уменьшения влияния случайных ошибок визирования. При наблюдении биссектор не менее трех раз наводят на визирную цель и в результате определяют среднее значение ε смещения визирной цели относительно нульпункта биссектора. Выразив ε в угловой мере, определяют поправку в отсчет по лимбу. Применение окулярного микрометра в 1,5-2 раза уменьшает влияние случайных ошибок визирования. С.к.о. измерений одним приемом – 0,5-0,7”. Горизонтальный круг может перемещаться для установки нужного отсчета. Отсчетная система основана на совмещении противоположных штрихов лимба с помощью микрометра с оптическими клиньями. Наименьшее деление кругов – 10’. Теодолит имеет три уровня: накладной с ценой деления τ = 4”, цилиндрический при алидаде горизонтального круга с τ = 6-7”, цилиндрический контактный при алидаде вертикального круга с τ = 10-12”. По заказу потребителя Т05 оснащают поверительной трубой с окулярным микрометром для учета кручения сигнала. Она крепится в подставке теодолита. Перед началом угловых измерений поверительную трубу наводят на расположенную в 1-2 км от пункта визирную цель и закрепительным устройством жестко скрепляют с подставкой теодолита. По разностям отсчетов по поверительной трубе вычисляют поправки в измеренные направления и углы за кручение сигнала. Если кручение не более 1” за 4-5 минут, то поверительную трубу не применяют.

Теодолит Т1изготавливают серийно с 1976 г., он снабжен окулярным микрометром с ценой деления 1” для точного визирования на цель, изображение шкалы микрометра передается в поле зрения трубы. С.к.о. измерений одним приемом – 1,0-1,3” Теодолит имеет три уровня: накладной с ценой деления τ = 5”, цилиндрический при алидаде горизонтального круга с τ = 7”, и при алидаде вертикального круга с τ = 12”. Зрительная труба прямая центральная астрономическая с увеличением 30 и 40Х, переводится через зенит окулярной частью. На базе Т1 выпускают модификации прибора Т1А с автоколлимационной зрительной трубой.

Угломерный комплект УВКпредназначен для измерения горизонтальных углов и зенитных расстояний в триангуляции и полигонометрии 2 класса, а также в прикладной геодезии. Комплект выпускается в двух вариантах: УВК.Т – для угловых измерений в геодезических сетях, УВК.И – для прикладной геодезии. Угломерная часть комплекта построена на основе хорошо известного теодолита ОТ-02М. Основные конструктивные особенности и принципы работы ОТ-02М сохранены в УВК. Цена деления шкалы оптического микрометра – 0,5”. С.к.о. измерений одним приемом – 1,0-1,5” Цилиндрический уровень при алидаде горизонтального круга с τ = 6-8”, и при алидаде вертикального круга с τ = 10-12”. Увеличение зрительной трубы – 30 и 40Х.

В новых высокоточных теодолитах используется система отсчета с оптико-электронным сканированием, позволяющая автоматизировать процесс угловых измерений и повысить приборную точность. К таким приборам относится теодолит Т2000S фирмы «Вильд» (Швейцария). Зрительная труба в этом теодолите имеет прямое изображение и увеличение 26, 35, 43, 59Х. Имеются два режима работы: простой – для высокоточных угловых измерений, и следящий – для наблюдений за подвижной целью. Точность отсчета по кругам 1 или 0,1” – по усмотрению наблюдателя. Теодолит имеет дисплейную панель управления и регистратор.

Заказать ✍️ написание учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Сейчас читают про: