Характеристики распространенных теодолитов

Оптические теодолиты:

· 3т2кп (Россия, УОМЗ), точность 2”, 30х, с компенсатором.

· 3т2ка (Россия, УОМЗ), точность 2”, 30х, с компенсатором, автоколлимационный.

· 3т5кп (Россия, УОМЗ), точность 5”, 30х, с компенсатором.

· 4т15п (Россия, УОМЗ), точность 15”, 30х, без компенсатора.

· 4т30п (Россия, УОМЗ), точность 30”, 30х, без компенсатора. Диапазон рабочих температур оптических теодолитов колеблется от -40С до +50С, что позволяет использовать их в суровых погодных условиях.

Одним из массовых видов геодезических работ являются угловые измерения, которые обычно выполняют с помощью теодолитов, обеспечивающих измерение вертикальных и горизонтальных углов с точностью порядка 1 "—60 ".

Главной частью теодолита является угломерный круг, который может быть металлическим либо стеклянным. Согласно ГОСТ 10529-96 от 07.01.98, отечественная промышленность выпускает только оптические теодолиты со стеклянными кругами. Аналогичные приборы выпускает и Украина. В зависимости от допускаемой погрешности измерения горизонтального угла одним приемом в лабораторных условиях теодолиты подразделяют на следующие типы и группы:

—Т1 — высокоточные;

—Т2 и Т5 — точные;

—Т15, ТЗО и ТбО — технические.

В зависимости от конструктивных особенностей различают теодолиты следующих исполнений:

- с уровнем при вертикальном круге (традиционные, обозначение не применяется);

- К — с компенсатором углов наклона (компенсатор углов наклона применяется вместо уровня при вертикальном круге);

- А — с автоколлимационным окуляром (автоколлимационные);

- М — маркшейдерские;

- Э — электронные;

- П — теодолит имеет трубу прямого изображения. Допускается сочетание различных вариантов исполнения в одном приборе. Для современных модификаций теодолитов перед обозначением типа теодолита указывается порядковый номер модели, например, 4Т30П. В табл. 2.6 приведены основные параметры выпускаемых теодолитов.

Таблица 2.6

Технические характеристики теодолитов, выпускаемых отечественной промышленностью

Отечественная промышленность выпускает в основном теодолиты Т2, Т5 и ТЗО, которые пользуются наибольшим спросом.

Конструкции теодолитов обеспечивают проведение в полевых условиях поверки и юстировки коллимационной погрешности, места нуля (зенита), сетки нитей, уровней, оптического центрира, визиров для предварительного наведения трубы на цель, а также регулировки подъемных винтов подставки без полной или частичной разборки теодолита. Все высокоточные оптические теодолиты должны работать в диапазоне температур от минус 30 до плюс 50° С, относительной влажности 95 % при температуре +20° С. Точные и технические теодолиты должны работать в диапазоне температур от минус 40 до плюс 50 "С, относительной влажности 98 % при температуре 20 °С. Необходимо отметить, что в настоящее время крупные зарубежные приборостроительные фирмы практически прекратили выпуск оптических теодолитов, предпочитая выпускать только цифровые (электронные) теодолиты. Оптические теодолиты зарекомендовали себя как приборы, обеспечивающие высокую стабильность результатов измерений, надежность в работе, имеющие малую массу и размеры, простоту в обращении. Практически все оптические теодолиты, кроме технических, имеют компенсатор при алидаде вертикального круга, который заменяет уровень при алидаде вертикального круга, что позволяет обеспечить автоматическую стабилизацию места нуля прибора. Благодаря этому отпадает необходимость каждый раз перед производством отсчета по вертикальному кругу устанавливать пузырек уровня в нуль-пункт. Принцип действия компенсатора (рис. 2.33) основан на том, что призма, установленная на маятниковом подвесе, под действием силы тяжести стремится занять отвесное положение, компенсируя этим ошибку установки теодолита.

На рис. 2.33-а показано исходное положение теодолита, при котором ось вращения XX, отвесна, а визирная ось зрительной трубы горизонтальна. При этом штрих «О» вертикального круга с помощью линз Л₁ и Л₂ и двух зеркал П₁ и П₂ проецируется в точку О' шкалы отсчетного микроскопа. Если ось вращения теодолита XX, наклонить на угол у (рис. 2.33, б), то все элементы оптической системы компенсатора, кроме зеркала П₂, также отклонятся на этот угол. Зеркало П₂ останется в том же положении под действием собственной массы и благодаря малой величине упругого момента гибкой подвески в точке закрепления. Штрих «О» вертикального круга вновь проецируется в точку О' шкалы отсчетного микроскопа, если зрительную трубу вновь установить горизонтально.

рис. 2.33

Условие компенсации сохраняется. Схема действия оптического компенсатора теодолита в том случае, если при наклоне теодолита падающий на линзу Л₂ пучок лучей будет оставаться параллельным ее оптической оси. Условие параллельности будет обеспечено, если фокусное расстояние первой линзы равно половине радиуса вертикального круга R, т.е.

f₁^ = R/2. (2.58)

Это равенство сохраняется для малых углов наклона, когда упругий момент подвески пренебрежимо мал по сравнению с моментом компенсатора. Подвижность маятника компенсатора и скорость его успокоения проверяют, слегка постукивая по колонке теодолита или вращая алидаду на небольшой угол в ту или другую сторону и одновременно наблюдая изображение штрихов вертикального лимба. Остановка колебаний изображения штриха из-за «прилипания» маятника к винтам упорам недопустима. Время успокоения колебаний маятника должно не превышать 2 с. Компенсаторы угла наклона имеют характеристики, приведенные в табл. 2.7.

Таблица 2.7

Технические характеристики компенсаторов угла наклона

Компенсатор обеспечивает не только удобство и быстроту действий, но также исключает ошибки, вызванные неточностью установки пузырька уровня, и дает возможность производить теодолитом нивелирование.

Сетки нитей зрительных труб имеют вид, указанный на рис. 2.34. Коэффициент нитяного дальномера в трубах с сетками вида б и г дальномерных штрихов должен быть 100±0,5 %, асимметрия дальномерных штрихов — не более 0,2 %.

Предел разрешения оптической системы зрительной трубы φ в угловых секундах в центре поля зрения составляет:

φ = 144/D_вх, (2.59)

где D_вх,— диаметр объектива зрительной трубы в мм.

В настоящее время выпускается технические теодолиты 4Т30П (четвертая модификация теодолита Т30, Россия). Цифра 30 означает среднюю квадратическую ошибку измерения угла одним приемом, выраженную в секундах и характеризующую инструментальную составляющую ошибок измерений. Буква П означает, что теодолит создает прямое изображение объекта, а не астрономическое (перевернутое).

Рис. 2.34. Сетки нитей зрительных труб теодолитов

а) для высокоточных теодолитов; б) для точных и технических теодолитов; в) для теодолитов с автоколлимационным окуляром; г) для маркшейдерских теодолитов

Теодолит 4Т30П (рис. 2.35) — оптический штриховой теодолит с односторонней системой отсчета по лимбу. Он предназначен для измерения вертикальных и горизонтальных углов с точностью 30 ", измерения расстояний по нитяному дальномеру, определения магнитных азимутов, нивелирования горизонтальным лучом визирования с помощью уровня при трубе. Уровень, входящий в комплект, устанавливают на зрительную трубу теодолита вместо визира. Для удобства наблюдения предметов, расположенных под углами более 45° к горизонту используется окулярная насадка. Она представляет собой призму, заключенную в оправу, свободно вращающуюся в обойме

Рис. 2.35. Внешний вид теодолита 4Т30П

I - кремальера; 2 - закрепительный винт трубы; 3 - окуляр микроскопа; 4,16 - визир; 5 - зеркало подсветки; 6 - колонка; 7 - подставка; 8 - рукоятка перевода лимба; 9 - закрепительный винт алидады; 10 - котировочный винт;

II- диоптрийное кольцо окуляра; 12 - колпачок; 13 - уровень при алидаде;

14 - наводящий винт алидады; 15 - наводящий винт трубы

Рис. 2.36. Оптическая схема теодолита 4Т30П

1 - зеркало; 2 - матовое стекло; 3, 6, 7, 13- линзы объектива отсчетной системы; 4 - призма; 5 - горизонтальный круг; 8, 10 - призмы; 9 - вертикальный круг; 11 -коллектив-сетка; 12 - пентапризма; 14, 15- линзы окуляра оптической системы; 16 - объектив зрительной трубы; 17 - фокусирующая линза зрительной трубы; 18-сетка; 19, 20 - линзы окуляра зрительной трубы

Насадка изменяет направление визирной оси на 80°. Откидной светофильтр насадки используется при наблюдениях на Солнце. Оптическая схема теодолита показана на рис. 2.36. Технические характеристики теодолита 4Т30П приведены ниже:

Корпус зрительной трубы представляет собой единое целое с горизонтальной осью, установленной в лагерах колонки 6. Коллимационные визиры 4, 16 предназначены для грубой наводки на цель. Перестановку участков горизонтального крута между приемами проводят рукояткой 8 после нажатия на нее вдоль оси вращения.

Отсчет снимается с одной стороны лимба с точностью до 30". В верхней части поля зрения отсчетного микроскопа, обозначенной буквой В, видны штрихи вертикального круга (рис. 2.37). В нижней части, обозначенной буквой Г, — штрихи лимба горизонтального крута. Горизонтальный и вертикальные крути разделены на Г. Горизонтальный круг имеет круговую оцифровку от 0 до 359°, а вертикальный -секторную от 0 до 75° и от 0 до —75°.

Индексом для отсчитывания служит штрих лимба, отсчет про-132 изводят по шкалам с округлением до 30 ".

Наибольшая точность измерения углов обеспечивается при выполнении измерений полными приемами (при положениях теодолита «круг слева» и «круг справа»). При измерении углов только полуприемами результаты измерений будут искажены за счет влияния эксцентриситета алидады горизонтального круга, коллимационной ошибки и наклона горизонтальной оси. Эти инструментальные погрешности исключаются при измерении полными приемами. Вертикальные углы вычисляются по одной из формул:

а = 0,5 (Л-П), (2.60)

а = Л-МО, (2.61)

а = МО - П, (2.62)

где Л и П — показания лимба вертикального круга при положениях КЛ и КП, МО — место нуля вертикального круга — которое определяют согласно формуле:

МО = 0,5 (Л + П). (2.63)

Показания лимба горизонтального круга 125°05,5'. Показания лимба вертикального круга 0°26'. Перед отсчетом по вертикальному кругу необходимо следить за тем, чтобы пузырек уровня при алидаде горизонтального круга был на середине.

Если значение МО необходимо уменьшить, на вертикальном круге устанавливают отсчет Л — МО и затем с помощью котировочных винтов сетки нитей смещают ее до тех пор, пока перекрестие не совпадет с точкой, на которую визировали при определении МО.

Для определения расстояния L между теодолитом и рейкой с помощью нитяного дальномера обычно применяют формулу:

S= L соs2a, (2.64)

где L— количество сантиметровых делений рейки между дальномерными штрихами рейки; a — угол наклона измеряемой линии.

Date: 2015-10-18; view: 8334; Нарушение авторских прав