Принципы измерения углов. Схема и устройство теодолита 4Т30П. Особенности устройства точных и электронных теодолитов (4T15, 3Т5КП и ЕТh50).

Измерение горизонтальных и вертикальных углов на местности выполняют специальными приборами - теодолитами.

Горизонтальный угол - это ортогональная проекция пространственного угла на горизонтальную плоскость.

Вертикальный угол, или угол наклона,- это угол, заключенный между наклонной и горизонтальной линиями.

Принцип измерения горизонтального угла (рис. 8.1, а) заключается в следующем. В вершине А измеряемого угла ВАСустанавливают теодолит, основной частью которого является круг с делениями. Круг располагают горизонтально, т. е. параллельно уровенной поверхности, а его центр совмещают с точкой А. Проекции направлении АВ и АС, угол между которыми измеряют, пересекут шкалу круга по отсчетам (делениям) b и с. Разность этих отсчетов дает искомый угол .

Рис. 8.1. Горизонтальный (а), вертикальный (б) углы и принципиальная схема устройства теодолита (в):

1 - винт, 2, 5 - подставка, 3, 7 - лимбы, 4, 6 - алидады, 8 - зрительная труба, 9 - уровень, 10, 11 - оса

Вертикальный угол измеряют по вертикальному кругу (рис. 8.1, б) аналогичным образом, но одним из направлений служит фиксированная горизонтальная линия. Из рисунка видно, что если наблюдаемая точка расположена выше горизонта, вертикальный угол (ν) положителен, если ниже - отрицателен (- ν).

На этом принципе основано устройство теодолитов (рис. 8.1, в). Прибор состоит из подставки, которую устанавливают на три подъемных винта 1. В отверстие подставки 2 входит ось вращения лимба 3, в которую, в свою очередь, входит ось алидады4. Лимб - рабочая мера теодолита - представляет круг с делениями. Алидада - часть прибора, расположенная соосно с лимбом, на которой имеются элементы отсчетного устройства и две колонки, несущие ось вращения НН зрительной трубы 8вертикального круга. На защитном корпусе алидады укреплен цилиндрический уровень 9. Зрительная труба теодолита представляет собой визирное устройство, содержащее объектив, окуляр и сетку нитей. Уровень служит для приведения в определенное положение прибора в целом и отдельных узлов относительно отвесной линии. К основным частям теодолитов относятся наводящее и закрепительное устройства, служащие для наведения зрительной трубы на визирную цепь и закрепления подвижной части прибора в заданном направлении.

Устройство оптического теодолита 4Т30П

I — кремальера; 2 — закрепительный винт трубы; 3 — окуляр микроскопа; 4 — зрительная труба; 5 - зеркало подсветки; 6 - колонка; 7 - подставка; 8 - рукоятка перестановки лимба; 9 - закрепительный винт алидады; 10 — юстировочный винт;

II — кольцо окуляра диоптрийное; 12 — колпачок; 13 — уровень при алидаде; 14 — наводящий винт алидады; 15 — наводящий винт трубы; 16 — визир

По точности теодолиты различают трех типов: высокоточные - ТО5,Т1; точные -Т2, Т5 и технические - Т15, Т30. В перечисленных типах теодолитов цифры соответствуют точности (средней квадратической погрешности) измерения горизонтального угла одним приемом в секундах.

Штативы, визирные цели.

Для установки теодолитов на местности используют штативы (рис. 8.7, а, б). Верхняя часть штатива представляет собой горизонтально расположенную металлическую площадку 1, называемую головкой. В середине головки размещается отверстие, через которое пропускают становой винт 2, крепящий теодолит со штативом. С головкой соединены нераздвижные (постоянной длины) и раздвижные (переменной длины) ножки 3. В нижней заостренной части 4 ножек есть упоры 6, с помощью которых ножки вдавливают

Рис. 8.7. Штативы ШН (а) и ШР (б):

1 - головка (площадка); 2 - становой винт, 3 - ножка, 4 - наконечник, 5 - ремень для перенести, 6 - упор, 7 - ограничитель, 8 - зажимной блок

в грунт для придания устойчивости штативу. Раздвижные ножки позволяют регулировать высоту штатива. Штативы с нераздвижными ножками позволяют изменять высоту головки над поверхностью грунта в более ограниченных пределах, однако они более устойчивы.

Так как непосредственное визирование на точку, закрепленную в грунте знаком, бывает затруднено из-за неровностей местности и растительности, над знаком устанавливают визирные цели, марки, вехи, шпильки.

Если требуется измерить угол с большой точностью, используют комплект визирных целей КВЦ (рис. 8.8, а), который состоит из визирных марок 1, подставок 2 и штативов 3. Стандартный набор КВЦ включает также аккумуляторы, шнуры с вилками, лампы электрической подсветки для работы в ночное время или в шахтах. Для центрирования визирной марки над точкой применяют оптический двусторонний отвес ОДО (рис. 8.8, б).

Рис. 8.8. Комплект визирных целей (а) и оптический отвес (б):

1 - марка, 2 - подставка, 3 - штатив, 4 - вертикальная ось, 5 - уровень, 6, 9 - объективы, 7 - переключатель направлений, 8 - окуляр

Марку центрируют следующим образом. Штатив устанавливают над точкой, следя за тем, чтобы его головка была примерно горизонтальна, а центр находился над точкой. Подставку с ОДО помещают на головке штатива. Глядя в окуляр 8, смещают по головке штатива подставку с ОДО до совпадения креста сетки нитей с точкой и в этом положении закрепляют ее. Выдвигая - вдвигая ножки штатива, приводят пузырьки двух взаимно перпендикулярных уровней 5 в нуль-пункт. При этом наведение креста сетки нитей на точку может немного нарушиться. Чтобы исправить положение, слегка открепляют винт и перемещением подставки вновь наводят ОДО на точку. В этом случае может незначительно нарушиться вертикальность оси ОДО. Восстанавливают ее подъемными винтами подставки. Центрирование и приведение оси ОДО в отвесное положение повторяют несколько раз, добиваясь совпадения креста сетки нитей визирной трубы отвеса с точкой при положении уровней в нуль-пункте. По окончании центрирования подставки над точкой ОДО вынимают и на его место в подставку устанавливают визирную марку.