Электронные теодолиты

Основным недостатком выпускаемых в настоящее время отечественной промышленностью теодолитов является сложность автоматизации процесса снятия отсчетов по угломерным кругам, а значит устранения погрешностей субъекта в этом процессе. Это связано с установившейся традицией деления лимба на 360 частей (градус), или 400 частей (гон). С точки зрения автоматизации снятия отсчета по измерительному кругу наиболее приемлемым является деление круга на 1000 частей. В этом случае появляется возможность путем оптико-электронного сканирования круга автоматизировать процесс угловых измерений и повысить приборную точность за счет исключения или ослабления погрешности субъекта при снятии отсчета по измерительному устройству.

В настоящее время за рубежом освоен выпуск электронных теодолитов нового поколения, как с лазерным лучом визирования, так и с обычным. Особенно значительные успехи в конструировании таких приборов имеются в Японии.

На рис.7 представлены серийно выпускаемые электронные теодолиты японской фирмы SOKKIA. Так на рис.7а представлен электронный теодолит марки LDT50, который является незаменимым при работе в тоннелях, подземных выработках, в условиях слабой освещенности. Прибор сочетает в себе функции теодолита и лазерного визира. Встроенный лазерный излучатель может работать в двух режимах: фокусированный луч (для высокоточного наведения) и параллельный пучок (для контроля наведения). При использовании специальной насадки лазерный луч рассеивается на две взаимно перпендикулярные линии.

а) б) в)

Рисунок.7-Электронные теодолиты

Двухосевой компенсатор с функцией предупреждения о недопустимом наклоне оси вращения теодолита позволяет получить максимальную точность угловых измерений. Дисплей теодолита имеет два экрана с каждой стороны и 4 строки по 20 символов.

Теодолиты DT500 и DT600 представляют новую серию электронных теодолитов фирмы SOKKIA. Они исключают погрешности наблюдателя при снятии отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Значения отсчетов и углов выводятся на дисплей.

К особенностям этого класса теодолитов, по мнению фирмы изготовителя, можно отнести:

· Современный дизайн;

· Большой удобный дисплей;

· Управление 4-мя кнопками;

· Оптический центрир;

· Надежный двухосевой компенсатор;

· Высокая степень защиты от внешних воздействий позволяет работать при самых неблагоприятных условиях (сильная запыленность, влажность).

Кроме перечисленных выше электронных теодолитов японской фирмы, значительные успехи в развитии этого направления имеются у фирмы «Вильд Хербругг» (Швейцария). Теодолит Т2000S уже завоевал широкую популярность в нашей стране.

Занятие 1. Устройство теодолитов

Цель: Изучить устройство теодолита технической точности, понять взаимодействие основных частей, научиться приводить теодолит в рабочее положение, наводить зрительную трубу на визирную цель и производить отсчеты по шкалам горизонтального и вертикального круга.

Порядок выполнения работы. Теодолит установить на штатив и прикрепить его становым винтом к штативу. Вывести подъемные винты в среднее положение. Привести теодолит в рабочее положение.

Центрирование. Под центрированием теодолита понимают совмещение центра лимба с вершиной измеряемого горизонтального угла. Для этого штатив необходимо расположить над вершиной измеряемого угла таким образом, чтобы его головка была горизонтальной (на глаз) и центр ее находился на одной отвесной линии с вершиной (на глаз). При этом ножки штатива должны быть хорошо утоплены в землю.

Перемещением теодолита по головке штатива и изменением положения ножек штатива (если в этом возникает необходимость) добиться совмещения острия отвеса и закрепленной вершины измеряемого угла при горизонтальном положении головки штатива.

При использовании оптического центрира, после центрирования на глаз, вращением подъемных винтов приводят вершину измеряемого угла в центр сетки нитей центрира, устанавливают уровень параллельно одной из ножек штатива и, изменяя ее положение по высоте, приводят пузырек в нуль пункт. Аналогичные действия повторяют с другими ножками штатива. В результате пузырек уровня должен располагаться в нуль- пункте, а центр вершины измеряемого угла в центре сетки нитей. При необходимости процедуру центрирования повторяют.

Нивелирование. Под нивелированием понимают приведение в горизонтальное положение плоскости лимба. Для этогонеобходимо установить уровень по направлению двух подъемных винтов (рис 8а) и вращением их в противоположные стороны вывести пузырек в нуль-пункт.

Рисунок8-Схема нивелирования теодолита

Открепить алидаду и повернуть теодолит на 90º (рис. 8б). Вращая третий винт, привести пузырек в нуль-пункт. Проверить, остается ли пузырек в нуль-пункте при другом расположении подъемных винтов и цилиндрического уровня. Если нет, то повторить нивелирование.

Примечание. При центрировании теодолита оптическим отвесом операция нивелирования выполняется одновременно с центрированием.

Установка сетки нитей по глазу. Вращением диоптрийного кольца окуляра зрительной трубы добиться резкого изображения сетки нитей. Перемещением глаза у окуляра убедиться в отсутствии параллакса сетки нитей.

Наведение на цель сетки нитей. Открепить закрепительные винты зрительной трубы и алидады горизонтального круга и через коллиматорный визир 16 (рис.2) навести на цель так, чтобы она была в поле зрения трубы. Вращением кремальеры добиться резкого изображения визирной цели. Закрепить винты зрительной трубы и алидады горизонтального круга. Наводящими винтами алидады горизонтального круга и зрительной трубы ввести визирную цель в биссектор сетки нитей.

Снятие отсчета. Вращениемзеркала добиться хорошей освещенности поля зрения отсчетного микроскопа и снять отсчет по горизонтальному кругу. Наводящим винтом зрительной трубы навести среднюю нить сетки нитей на верхний обрез визирной цели, убедиться, что пузырек уровня находится в нуль - пункте и снять отсчет по вертикальному кругу. Если пузырек уровня не в нуль - пункте, то подъемным винтом, расположенным в створе линии визирования, привести его в нуль - пункт. Наводящим винтом зрительной трубы установить среднюю нить на верхний обрез визирной цели и только после этого снимать отсчет.

Открепить закрепительные винты зрительной трубы и алидады, перевести зрительную трубу через зенит и повторить наведение зрительной трубы на ту же визирную цель при втором положении вертикального круга. Зарисовать поле зрения отсчетного микроскопа при обоих положениях круга (при круге право (КП) и при круге лево (КЛ)). Дать анализ погрешностей выполняемых действий.

Таблица 2-Журнал отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам

Теодолит 2Т 30П №12345

В отчете по лабораторной работе необходимо представить рисунки поля зрения отсчетного микроскопа при круге лево и при круге право с иллюстрацией отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Одновременно с этим представить рисунок изучаемого теодолита и привести основные части его устройства. Результаты измерений привести в журнале измерений табл.2. Перечислить погрешности, влияющие на точность наведения на визирную цель и снятия отсчетов.

Вопросы для самоконтроля

1. Для чего предназначен теодолит?

2. Перечислите основные части теодолита?

3. Что такое лимб и алидада? Чем они отличаются?

4. Объясните устройство зрительной трубы?

5. Что такое визирная ось зрительной трубы?

6. Объясните устройство и назначение цилиндрического уровня?

7. Что такое ось цилиндрического уровня?

8. Что означают термины «круг право», «круг лево»?

9. Как привести теодолит в рабочее положение?

10.Что такое центрирование теодолита?

11.Как установить зрительную трубу по глазу?

12.Что такое биссектор?

13.Покажите на чертеже как снять отсчет по горизонтальному кругу?

14.В каких случаях отсчет по вертикальному кругу имеет знак +,в каких -?

15.Как привести лимб в горизонтальное положение?

16.Что такое параллакс сетки нитей?