Поверки и юстировки нивелиров

При внешнем осмотре нивелира проверяют плавность враще­ния зрительной трубы, наводящего и подъемных винтов, фоку­сирования сетки и зрительной трубы, исправность уровня, юстировочных винтов, работу элевационного винта, при вращении которого зрительная труба должна поворачиваться вокруг гори­зонтальной оси 6 (см. рис. 2). В штативе затяжкой соответству­ющих болтов устраняются шатания ножек.

Поверки нивелира с уровнем. Нивелиры Н-3, Н-10 и дру­гие, отвечающие схеме рис. 2.поверяются на следующие гео­метрические условия.

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси враще­ния нивелира, т.е. КК­₁ ^ZZ₁. Действуя подъемными винтами подставки, пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт, за­тем верхнюю часть нивелира поворачивают на 180° вокруг оси ZZ₁. Если пузырек остался в нуль-пункте, то условие выполнено. Если же пузырек отклонился, вращением котировочных винтов его возвращают к центру ампулы на половину дуги отклонения, а окончательно совмещают с нуль-пунктом подъемными винта­ми подставки. После этого поверку повторяют.

2. Горизонтальный штрих сетки должен быть перпендикуля­рен оси вращения нивелира ZZ₁. Зрительной трубой визируют на рейку, установленную в 50-60 м от нивелира. Вращая зритель­ную трубу вокруг вертикальной оси, следят, изменяется ли от­счет при перемещении изображения рейки от одного края поля зрения к другому. Если отсчет изменяется больше чем на 1 мм, диафрагму с сеткой поворачивают в требуемое положение, осла­бив крепящие ее винты. Необходимо отметить, что точная юсти­ровка положения сетки является трудоемкой операцией, ее сле­дует выполнять в мастерской.

Рис.9, Поверка главного условия нивелира

3. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна оси зрительной трубы, т.е. UU. || WO. Это условие, называемое глав­ным, поверяют разными способами двойного нивелирования пары точек. Рассмотрим два из них.

Способ 1. Нивелир устанавливают на равном расстоянии от колышков А и В (рис. 9), вбитых друг от друга на расстоянии 70—100 м. На колышки ставят отвесно рейки, по которым пооче­редно берут отсчеты относительно среднего горизонтального штриха сетки, предварительно совместив концы пузырька уровня соглас­но рис.4. Если визирный луч горизонтален, то со станции 1: получают отсчеты а₁ и b₁ и верное превышение h = а₁ — b₁. Если же главное условие не соблюдается, отсчеты получаются равны­ми а'₁ = a_l + Δа₁ и b'₁ = b₁ + Δb₁ но при одинаковых расстояниях d_l и d₂ от нивелира до реек Δа₁ = Δb₁. Поэтому превышение h = a'₁ — b'₁ = (a₁ + Δa₁) — (b₁ + Δb₁) = a₁ — b_l, следовательно, превышение, измеренное нивелированием из середины, получается правиль­ным.

Затем нивелир устанавливают на станции I₂ в 3—4 м от рейки В и по ней берут отсчет b'₂≈ b₂, затем берут отсчет а'₂ по дальней рейке А. (Перед каждым отсчетом совмещают концы цилиндри­ческого уровня.) Вычисляют превышение h'₂ = а'₂ — b'₂ и вели­чину несовпадения превышений Δh = h'₂ — h. Если Δh < 5 мм в расчете на 100 м расстояния, то главное условие считается вы­полненным. Если же превышение h'₂ отличается от верного h больше чем на 5 мм, то для юстировки нивелира вычисляют для дальней рейки величину отсчета а₂ = b₂ — h, который соответствует горизонтальному положению визирного луча. Зрительную трубу наклоняют элевационным винтом до получения вычисленного отсчета а₂. Затем с помощью юстировочной шпильки ослабляют боковой котировочный винт цилиндрического уровня и, вращая его вертикальные котировочные винты, возвращают пузырек цилиндрического уровня в нуль-пункт, соблюдая умеренную за­тяжку котировочных винтов.

После этого отсчеты по рейкам со станции I₂ повторяют и по превышению h' = а₂ — b₂ проверяют качество юстировки.

Рассмотренный способ применим для всех типов нивелиров и наиболее точен в полевых условиях.

Способ 2. Применяется для технических нивелиров при от­сутствии перископичности зрительной трубы. Нивелир ставят над точкой А, как показано на рис.1, б, от оси окуляра измеряют высоту нивелира i_A над точкой А и берут отсчет b по рейке В. Затем нивелир ставят над точкой В, измеряют его высоту i_B и берут отсчет а по рейке А. При негоризонтальном визирном луче в отсчетах а и b присутствуют равные погрешности Δа = Δb = х. Если из отсчетов вычесть х, то получится правильное превышение h = i_A — (b — х) и h = (а - х) — i_B, откуда х = (а + b) / 2 - ( i_A - i_B) / 2. Если погрешность х ≥ 5 мм на расстоянии 100 м, то нивелир необхо­димо юстировать. Для этого, оставив его над точкой В, вычисля­ют правильный отсчет для рейки А: а_о = а — х. Установив зри­тельную трубу элевационным винтом на вычисленный отсчет, юстировочной шпилькой вращают вертикальные юcтировочные винты цилиндрического уровня и приводят его пузырек в нуль-пункт. Поверку следует повторить.

Поверки нивелиров с компенсатором. Для нивелиров Н-ЗК, Н-10К с компенсатором поверки 1 и 2 и соответствующие юсти­ровки выполняются так же, как и для нивелиров с уровнем. Рас­смотрим особенности поверки главного условия (поверку 3).

Линия визирования должна быть горизонтальна в диапазо­не работы компенсатора. Для нивелиров с перископичностью зрительной трубы двойное нивелирование выполняется по спосо­бу 1 поверки 3 нивелиров с уровнем. Для нивелиров с одинако­вой высотой визирного луча и оси окуляра применяются способы 1 и 2. При выполнении поверки нивелир горизонтируют по круг­лому уровню. На станции I₂ в процессе юстировки визирный луч переводят в горизонтальное положение на вычисленный отсчет а₂ перемещением диафрагмы с сеткой штрихов вертикальными юстировочными винтами.

Проверяя работу компенсатора, пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт и берут отсчет по рейке, удаленной от нивелира на 70—100 м. Затем подъемными винтами подставки наклоняют нивелир вперед, назад, влево и вправо на углы, соот­ветствующие отклонению пузырька от нуль-пункта на одно коль­цевое деление. Каждый раз по рейке берут отсчеты, но они не должны изменяться более чем на 1—2 мм. Нивелир исправляют в заводских условиях.

Исследование перефокусировочных колебаний визирной оси¹. На ровном участке местности на расстоянии R = 50 м от станции забивают колышки 1, 2, ..., 5 (рис.10). С помощью нивелира и рейки эти колышки нивелируют дважды: первый раз со станции I₁ при неизменной фокусировке зрительной тру­бы, второй раз — со станции I₂, расположенной в 3—5 м от ко­лышка 1. Вычисляют превышения всех точек относительно ко­лышка 1 для первого и второго нивелирования. Если расхожде­ние одноименных превышений со­ставляет больше 2—3 мм, то это ука­зывает на недопустимые колебания визирной оси при перемещениях фокусирующей линзы в трубе и не­обходимость ее ремонта в заводских условиях.

Погрешности технического нивелирования. Случайные и сис­тематические погрешности при гео­метрическом нивелировании возни­кают вследствие ограниченной точ­ности нивелира и реек, неполной юстировки нивелира, неста­бильности внешней среды и нарушений методики работы.

Для уменьшения приборных и методических погрешностей превышения, как правило, измеряют способом из середины по двум сторонам реек, а рейки удерживают отвесно на устойчивых предметах, в том числе на переносных вбитых в землю косты­лях, башмаках и т.д. Предельное расстояние от нивелира до рей­ки ограничивают до 120—150 м. Погрешности измерений превы­шений на расстоянии от 3 до 150 м характеризуются величина­ми от 1—2 до 5—6 мм.

Рис. 10. Поверка колебаний визирной оси