Отчетные микроскопы.

В теодолитах со стеклянными угломерными кругами приме­няются отсчетные микроскопы, а в приборах с металлическими кругами — верньеры, оснащенные лупой.

Отсчетный микроскоп через систему призм и линз (см. рис. 2) выводит в окуляр изображения градусных делений горизонталь­ного и вертикального кругов. В окуляре видны также постоян­ные штрихи или шкалы, относительно которых снимают отсчет градусных делений.

Рис. 8. Поле зрения штрихового (а) и шкаловых (б, в) микроскопов

В поле зрения штрихового микроскопа теодолита ТЗО (рис. 8, а) видны штрихи делений угломерных кругов: вертикального В и горизонтального Г, а также штрих отсчетного индекса. Цена одного деления угломерных кругов равна 10', а десятые доли деления оцениваются относительно индекса на глаз с по­грешностью около 0,5' (30"). На рис. 8 отсчет В = 357° 25', отсчет Г = 26° 34'.

В поле зрения шкалового микроскопа теодолита Т5 (рис. 8, б) цена одного деления угломерного круга равна 1° = 60', шкала состоит из 60 штрихов с ценой деления 1', десятые доли деления шкалы оцениваются на глаз с погрешностью около 0,05—0,1' (3—6").

Рис. 9. Верньеры

На рис. 8, б отсчет В = 3° 06,5'. В теодолитах 2ТЗО, 2ТЗОП цена деления лимба равна 1°, шкала разделена через 5' (рис. 8, в), отсчеты на рисунке В = 3° 18', Г - 164° 43'.

Верньер - это отсчетное устройство в виде шкалы, позволяю­щее достаточно точно оценивать доли деления лимба. Дуга АВ на лимбе (рис. 9, а) разбита на и - 1 делений, а на алидаде дуга такой же длины - на п делений, т.е. на 1 деление больше.

Штрихи деления образуют шкалу верньера. Цена одного де­ления лимба равна ц, поэтому дуга АВ = µ (п - 1), цена одного деления верньера составляет λ, следовательно, АВ = λп. Если λп = µ (п - 1) = µn - µ, то

Разность µ - λ = t, т.е. разность между ценой деления лимба и ценой деления верньера, называется точностью верньера t. Согласно формуле (4.4) точность верньера равна цене одного де­ления лимба, деленной на число делений верньера (t = (i/д). На рис. 9, а цена деления лимба µ = 1° = 60', число делений вернь­ера п = 6 и его точность t = 60/6 = 10'.

В данном случае с делениями лимба совпадают лишь началь­ный и конечный штрихи верньера, поэтому отсчет А = 20° 00' берется по начальному штриху верньера. На рис. 9, б виден совпадающий штрих 3 верньера, причем начальный штрих сме­щен относительно деления лимба 20° на дугу 3t = 3 ∙ 10' = 30', значит, отсчет а = А + 3t = 20° 30'. Отсюда формула отсчетов по верньеру имеет вид

где it — произведение номера совмещенного штриха верньера и его точности.

На рис. 9, в показан верньер, у которого µ = 60'; п = 12; t = 60/12 = 5'; i = 10, поэтому отсчет а = 54° 50'.

Эксцентриситет алидады. В угломерных геодезических при­борах на алидаде могут размещаться два или одно диаметрально противоположных отсчетных устройства I и II (рис. 10). В пер­вом случае отсчетная система называется двусторонней, во вто­ром - односторонней.

Ось вращения алидады О₂ должна совпадать с центром кольца делений лимба О₁ При этом условии с помощью двусторонней отсчетной системы получают отсчеты М и N, различающиеся на 180° (в нашем примере М = 7°, N = 187°), т.е. М = N - 180°.

Несовпадение оси О₂ вращения алидады с центром О₁ деле­ний лимба называется эксцентриситетом алидады. При эксцен­триситете получают отсчеты М' и N', которые отличаются от от­счетов М и N на величину х, при этом М — М' — х, N = N' + х. Последнее из этих равенств запишем в виде N — 180° = N + х — 180°. Сложим первое и третье равенства и полученную сумму разде­лим пополам: (М + N - 180°) / 2 = (М' + N' - 180°)/2, следова­тельно, среднее из отсчетов по двум диаметрально противопо­ложным отсчетным устройствам с учетом их различия на 180° свободно от погрешности за счет эксцентриситета алидады. На рис. 10 М' = 9°, N' = 185°, средний отсчет М = 7° свободен от этой погрешности.

В теодолитах с односторонней отсчетной системой рассмотренный эксцентриситет должен быть малой величиной, что обеспечивает завод изготовитель. Остаточная погреш­ность измерения углов за счет экс­центриситета устраняется принятой методикой двойного измерения уг­лов.

Установочные приспособле­ния. К установочным устройствам геодезического прибора относятся подставка, операционные винты, диоптры, уровни. Подставка (см. рис. 2) является нижней час­тью геодезического прибора и крепится к головке штатива за­крепительным винтом.

Рис. 10. Эксцентриситет алидады

Рис. 11. Теодолит ТЗО в положении КЛ:

1 - наводящий вид горизонтального кру­га; 2 — окуляр отсчетного микроскопа; 3 — боковая крышка; 4 — гнездо крепле­ния ориентир-буссоли; 5 - диоптр; 6 — закрепительный винт; 7 — фокусировочный винт; 8 — наводящий винт зритель­ной трубы; 9 — наводящий винт алидадной части; 10 — подставка; 11 - подъем­ный винт; 12 — трегер 13 - плоская пру­жина трегера

Она снабжена тремя регулировочными (подъемными) винтами, предназначенными для горизонтирования прибора по уровням. С целью ограничения и регулирования силы, с которой подставка на­дежно прижимается к голов­ке штатива и достигается до­статочно свободное вращение ее подъемных винтов, служит трегер и плоская пружина трегера (рис. 11), в которую ввинчивается становой винт шта­тива для присоединения к нему прибора.

Операционные винты могут быть закрепительными и наводя­щими и служат для управления прибором в процессе измерений (см. рис. 11). Диоптры присоединены к зрительной трубе для ее быстрого предварительного наведения на предмет. Простей­ший диоптр выполняется в виде выступа-прицела на корпусе трубы, более точный — состоит из узкой щели (глазной диоптр) и нити, натянутой в щели предметного диоптра. Самый удобный оптический диоптр имеет вид трубки с линзой и крестообразной щелью, которая воспринимается глазом как светлые пересекаю­щиеся прямые линии прицела. Помимо рассмотренных выше уров­ней применяются также съемные (накладные) цилиндрические уровни для повышения точности горизонтирования приборов.

Штативы. Геодезические приборы при измерениях, как пра­вило, закрепляют на штативе. Геодезический штатив — это тре­нога с металлической головкой и металлическими наконечника­ми на нижней части ножек. Штатив может быть деревянным или полностью металлическим. По конструкции штативы под­разделяют на раздвижные (ШР) и нераздвижные. Обозначение ШР-120 показывает, что у штатива можно регулировать длину ножек, а длина стороны треугольной головки равна 120 мм.