Устройство принцип действия и применение теодолитов астрономия

Содержание:

При выполнении инженерно-монтажных и строительных работ очень важна точность. И делать сложные построения, что называется, «на глаз» в таких случаях недопустимо. Существует большое количество геодезических приборов, которые позволяют грамотно выполнить измерения и расчеты. Например, нивелиры, мерные ленты, тахометры и прочие приборы.

Среди них следует выделить теодолит. Это основной высокочастотный прибор, который обеспечивает корректную работу геодезистов. Теодолиты бывают оптическими и электронными. Они выполняют угловую съемку, измеряя при этом как горизонтальные, так и вертикальные углы.

Области применения

Этот геодезический прибор используют в следующих областях:

  • когда нужно построить топографические карты и планы или целую сеть геодезических пунктов на сформированном треугольниками участке местности;
  • когда нужно определить месторасположение точек на участке по отношению друг к другу;
  • для выполнения строительных работ, например, когда нужно зафиксировать горизонтальность или вертикальность строительных сооружений (сваи, колонны и т. п.);

Работать с теодолитом не трудно. Чтобы выполнять сложные расчеты и измерения, необходимо приобрести определенные навыки.

Классификация устройств

Теодолиты имеют несколько разновидностей. Это:

  1. Оптические теодолиты. Устройства этого типа являются наиболее распространенными. Они точны и надежны для использования в полевых условиях. Теодолиты этого вида пользуются популярностью среди геодезистов. Они имеют ряд преимуществ перед электронными собратьями: не нуждаются в элементах питания для работы и их легко применять. Оптические теодолиты могут выполнять работу в достаточно широком температурном диапазоне, даже при отрицательной температуре. Теодолиты этого вида имеют минимальные возможности. Отчеты выполняются по угломерной шкале. Если инструмент не содержит внутреннюю память, то необходимо будет обзавестись полевым журналом, в который будут заноситься все данные.
  2. Лазерные теодолиты тоже не отличаются сложностью эксплуатации. В таком приборе используется лазерный луч, который служит точным указателем. В устройстве объединены функции двух устройств – визира и высокочастотного электронного инструмента для измерений. Прибор оборудован мощным процессором, который выполняет все расчеты и результаты выводит на дисплей устройства. Легкость использования и удобство такого теодолита очевидны.
  3. В цифровых теодолитах не применяют вертикальные и горизонтальные круги, содержащие поградусную разметку. Вместо них используются штрих-кодовые диски. Прибор выполняет замеры автоматизированным способом. Конструкция такого прибора содержит запоминающее устройство. Теодолит хранит данные во внутренней памяти. С цифровыми теодолитами не следует работать в условиях сложного климата и при низких температурах, поскольку эти устройства содержат источники питания и ЖК-дисплей.
  4. Фототеодолиты и кинотеодолиты относятся к категории инструментов, имеющих специфическое назначение. Конструкция первых объединяет в себе теодолит и фотокамеру, которая определяет топографические координаты. Основное назначение кинотеодолитов – фиксация траектории перемещения объектов как на земле, так и в воздухе.

Конструкция прибора

По своей конструкции теодолиты подразделяются на следующие типы:

  • Простые. В схемах теодолитов алидада и лимб вращаются независимо.
  • Повторительные. Вращение лимба и алидады может происходить как по отдельности, так и совместно.

Теодолиты по своей точности подразделяются на:

  • Технические, имеющие погрешность 15 – 60 угловых секунд.
  • Точные с погрешностью менее 10 секунд.
  • Высокоточные. Позволяют выполнить измерения с погрешностью до 1 угловой секунды.

Общее устройство

Теодолит содержит следующие элементы:

  • Визирная труба. Она имеет некоторую кратность увеличения. Эта деталь зафиксирована на двух колонках, которые установлены на трегере.
  • Отсчетные механизмы. К ним относят вертикальный и горизонтальный круг (лимб). Первый находится в колонке, а второй в основании прибора.
  • Штриховой или шкаловой микроскоп. Это отсчетное устройство теодолита применяется в механических инструментах. В первом отсчет выполняется по штриху индексу, а во втором – по шкале. Микроскоп предназначен для считывания показаний с лимбов.
  • Алидада. Представляет собой поворотную линейку, которая имеет жесткое соединение с корпусом лимба. Содержит отсчетный механизм – нониусы.
  • Закрепительные и наводящие винты. В ходе настойки и юстировки эти винты сообщают механизмам прибора мягкое движение.
  • Центрир. С помощью этого встроенного оптического отвеса выполняется точное центрирование над точкой.
  • Штатив-тренога. Этот элемент применяется при выполнении работ на конкретной местности. На него устанавливают теодолит.

По какому принципу работает устройство

Механический теодолит работает по следующему принципу. Пользователь наблюдает изображения различных точек конструкции через окуляр подзорной трубы. Когда визир будет наведен на наблюдаемую точку, в окуляре микроскопа, который имеет штриховую либо шкальную разметку, фиксируется как вертикальный, так и горизонтальный угол. Первый является углом наклона, а второй – углом направления.

Специалист последовательно наводит трубу на контрольные точки конструкции, измеряет углы, а затем записывает в журнал данные показатели. Все это выполняется, когда применяется оптический теодолит. Замеры углов, выполненные геодезистом, играют важную роль. Они позволяют выяснить, насколько правильно выполняется проект.

При применении электронных устройств в работе отпадает необходимость зрительной фиксации углов. Ведь электронные датчики горизонтального и вертикального кругов в автоматически передают все данные на ЖК-дисплей прибора в привычном для человека цифровом виде. Также все данные сохраняются в памяти устройства. Применение теодолитов электронных обеспечивает повышение производительности труда специалиста и исключение ошибок, связанных с неправильным визуальным отсчетом имеющихся показаний в случае измерения углов на оптической модели.

Как работать с теодолитом?

Как определить, правильно ли была зафиксирована необходимая точка измерительного угла? Все теодолиты оснащены уровнями. В процессе установки их необходимо точно выставить. Регулируя винты, можно получить требуемый уровень. Точность центра лимба устанавливается отвесом или оптическим центриром. Когда узнали, из каких элементов состоит прибор, можно начинать работу с теодолитом.

Установка и настройка прибора

Каким же образом использовать этот инструмент? Сначала нужно установить прибор на треножник. Затем необходимо определиться с двумя опорными точками, на которые будет наводиться зрительная труба инструмента. Сначала ее наводят на первую точку. Далее выполняют фиксацию прибора и измеряют посредством вертикальной нити. Затем выполняют отсчет по горизонтальному кругу. Все данные нужно занести в журнал, затем снять фиксацию. Далее нужно отследить вторую точку. Для этого следует повернуть теодолит по часовой стрелке. На следующем этапе поворачивают трубу через зенит.

Читайте также:  Кпв 604 технические характеристики

Далее нужно сменить позицию круга и навести трубу на точку. Если в измерениях есть незначительные расхождения, то правильным будет среднее значение. В процессе измерения лимб должен иметь нулевое или близкое к нему значение. Вращение алидады нужно прекратить в тот момент, когда совпадут штрихи с нулевыми значениями на лимбе и микроскопе. Все вышеописанные измерения выполняются по кругу.

Выбор прибора

Перед выбором прибора следует определиться с видом работ, которые будут выполняться на теодолите. В большинстве случаев подойдет самый простой прибор, который имеет средние характеристики. Обычно такие приборы недорогие. При выборе устройства теодолита не следует уделять большое внимание таким параметрам, как передача данных и внутренняя память, поскольку у них нет функционального использования.

Инструкция по эксплуатации теодолитов

В стандартную комплектацию каждого теодолита обязательно входит инструкция по применению. В руководстве пользователя описывается последовательность выполнения работ на устройстве. Используя эту небольшую книжку, можно разобраться с теодолитом без посторонней помощи. Руководство пользователя – это также гарантийный талон и техпаспорт прибора. Средняя цена теодолита электронного составляет 50-70 тысяч рублей.

Каким образом устроен теодолит?

В инструкции к теодолиту содержится минимум сведений об устройстве. Она включает в себя следующие данные:

  • важнейшие технические характеристики;
  • сфера применения;
  • назначение кнопок;
  • как правильно установить инструмент и подготовить к измерению;
  • как использовать прибор;
  • наведение на цель;
  • как выполнить поверку и настройку инструмента;
  • уход за устройством.

Инструкция по эксплуатации в бумажном виде компактна и универсальна, что является большим преимуществом. Она не занимает много места и ее можно брать с собой. У такой инструкции не замерзнет ЖК-дисплей и не сядет зарядка. Из нее в любой момент можно узнать необходимую информацию, даже если вы находитесь в поле, на стройплощадке или карьере.

В инструкции для устройства теодолита есть все сведения об инструменте, которые помогут выполнить настройку и поверку.

Отечественный теодолит

Теодолит 4Т30П – это наиболее популярный геодезический прибор отечественного производства. Его изготавливает Уральский оптико-механический завод. Этот теодолит относится к категории инструментов технической точности. Теодолит 4т30п имеет следующие преимущества:

  • отсчеты снимаются с помощью шкалового микроскопа;
  • можно применять трехштативный метод. В этом случае используют съемную подставку с встроенным оптическим центриром;
  • содержится зрительная труба прямого изображения;
  • перестановка лимба выполняется при вращении особого винта прибора;
  • присутствует съемный трегер;
  • прибор можно использовать в разных климатических регионах;
  • малый вес;
  • небольшие габариты устройства.

Теодолит с успехом применяется в следующих сферах:

  • сельское хозяйство;
  • геодезия;
  • ландшафтный дизайн;
  • геология;
  • лесное хозяйство.

Этот прибор теодолит часто используется в тяжелых полевых условиях. Цена теодолита составляет примерно 50-60 тысяч рублей.

Таким образом, выбор теодолита остается за вами, что непосредственно зависит от сферы проведения работ.

Теодоли́т — измерительный прибор для определения горизонтальных и вертикальных углов при топографических съёмках, геодезических и маркшейдерских работах, в строительстве и т. п. Основной рабочей мерой в теодолите являются лимбы с градусными и минутными делениями (горизонтальный и вертикальный). Теодолит может быть использован для измерения расстояний нитяным дальномером [1] и для определения магнитных азимутов с помощью буссоли.

Альтернативным развитием конструкции теодолита является гиротеодолит, кинотеодолит и тахеометр.

Содержание

Устройство теодолита [ править | править код ]

Конструктивно теодолит состоит из следующих основных узлов:

  • Корпус с горизонтальным и вертикальным отсчётными кругами, и др. технологическими узлами;
  • Подставка (иногда употребляют термин «трегер») с тремя подъёмными винтами и круглым уровнем (для горизонтирования теодолита);
  • Зрительная труба;
  • Наводящие и закрепительные винты для наведения и фиксации зрительной трубы на объекте наблюдения;
  • Цилиндрический уровень;
  • Оптический центрир (отвес) для точного центрирования над точкой;
  • Отсчётный микроскоп для снятия отсчётов.

Горизонтальный круг теодолита [ править | править код ]

Горизонтальный круг теодолита предназначен для измерения горизонтальных углов и состоит из лимба и алидады.

Лимб представляет собой стеклянный круг, на скошенном крае которого нанесены равные деления с помощью автоматической делительной машины. Цена деления лимба (величина дуги между двумя соседними штрихами) определяется по оцифровке градусных (реже градовых) штрихов. Оцифровка лимбов производится по часовой стрелке от 0 до 360 градусов (0 — 400 гон). [2]

Роль алидады выполняют специальные оптические системы — отсчётные устройства. Алидада вращается вокруг своей оси относительно неподвижного лимба вместе с верхней частью прибора; при этом отсчёт по горизонтальному кругу изменяется. Если закрепить зажимной винт и открепить лимб, то алидада будет вращаться вместе с лимбом и отсчёт изменяться не будет.

Лимб закрывается металлическим кожухом, предохраняющим его от повреждений, влаги и пыли.

Геометрические условия теодолита, их поверка [ править | править код ]

Геометрические условия [ править | править код ]

  • Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
  • Ось вращения алидады должна быть установлена отвесно (вертикально).
  • Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы.
  • Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.
  • Вертикальная нить сетки нитей должна лежать в коллимационной плоскости.

Поверка теодолитов [ править | править код ]

Поверками теодолита называют действия, имеющие целью выявить, выполнены ли геометрические условия, предъявляемые к инструменту. Для выполнения нарушенных условий производят исправление, называемое юстировкой инструмента.

Ось цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады [ править | править код ]

Это условие необходимо для приведения оси вращения инструмента (алидады) в рабочее положение, то есть чтобы при измерениях углов она была вертикальна. Для проверки выполнения условия поворотом алидады устанавливают ось проверяемого уровня по направлению каких-либо двух подъёмных винтов и одновременным вращением их в разные стороны приводят пузырек уровня в нуль пункт (на середину ампулы), тогда ось уровня займет горизонтальное положение. Повернем алидаду, а вместе с ней и уровень точно на 180 градусов.

Если после приведения пузырька уровня в нуль пункт и поворота алидады на 180° пузырек уровня останется на месте, то условие выполнено.

Для выполнения других поверок необходимо привести прибор в рабочее положение.

Одна из нитей сетки должна находиться в вертикальной плоскости [ править | править код ]

Поверку и юстировку этого условия можно выполнить при помощи отвеса, установленного в 5—10 м от инструмента. Если поверяемая нить сетки не совпадет с изображением отвеса в поле зрения трубы, то снимают колпачок, слегка ослабляют (примерно на пол-оборота) четыре винта, крепящих окулярную часть с корпусом трубы, и поворачивают окулярную часть с сеткой до требуемого положения. Закрепляют винты и надевают колпачок.

После юстировки вторая нить сетки должна быть горизонтальна. Убедиться в этом можно, наведя эту нить на какую-либо точку и вращая алидаду наводящим винтом по азимуту; нить при этом должна оставаться на данной точке. В противном случае юстировку надо повторить. Установив правильно сетку, в дальнейшем при повторении поверок эту можно не повторять.

Визирная ось должна быть перпендикулярна оси вращения зрительной трубы [ править | править код ]

Это условие необходимо для того, чтобы при вращении трубы вокруг её оси визирная ось описывала плоскость, а не конические поверхности. Визирную плоскость называют также коллимационной. Вертикальный круг вращается вокруг оси вместе с трубой. Для перевода трубы из положения КП в положение КЛ или наоборот надо перевести её через зенит при неподвижном лимбе и повернуть алидаду на глаз на 180°, чтобы можно было наводить трубу на один и тот же предмет при различных её положениях. При этом на том месте относительно лимба, где находится верньер 1, теперь будет расположен диаметрально противоположный верньер 2, а отсчёты числа градусов, взятые по верньеру I до поворота алидады и по верньеру II после поворота алидады на 180°, должны быть одинаковы. Если визирная ось перпендикулярна оси вращения зрительной трубы, то при наведении её при КП и КЛ на удалённую точку, расположенную приблизительно на уровне оси вращения зрительной трубы, по закреплённому горизонтальному лимбу получим верные отсчёты дуги с помощью I (при КП) и II (при КЛ) верньеров. Если же визирная ось не перпендикулярна оси вращения трубы и занимает при КП и при КЛ неверное положение, то в отсчёты по горизонтальному лимбу войдет ошибка, соответствующая повороту визирной оси на угол, называемый коллимационной ошибкой. Проекция этого угла на горизонтальную плоскость лимба меняется в зависимости от угла наклона визирной оси. Поэтому при выполнении этой поверки линия визирования должна быть по возможности горизонтальна.

Читайте также:  Шотландская вислоухая кошка характер отзывы достоинства

Юстировка: ослабив слегка один вертикальный, например верхний, исправительный винт при сетке нитей, передвигают сетку, действуя боковыми исправительными винтами при ней до совмещения точки пересечения нитей с изображением наблюдаемой точки.

После юстировки надо повторить поверку и убедиться, что условие выполнено.

Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна оси вращения инструмента (алидады) [ править | править код ]

Это условие необходимо для того, чтобы после приведения инструмента в рабочее положение коллимационная (визирная) плоскость была вертикальна. Для поверки выполнения данного условия приводят инструмент в рабочее положение и направляют точку пересечения сетки нитей на высокую и близкую (на расстоянии 10—20 м от инструмента) точку, выбранную на какой-нибудь светлой стене. Не поворачивая алидады, наклоняют трубу объективом вниз до примерно горизонтального положения её оси и отмечают на той же стене точку, в которую проецируется точка пересечения нитей. Переведя трубу через зенит, при другом положении круга снова направляют визирную ось на ту же точку и подобно предыдущему, наклонив трубу до приблизительно горизонтального положения, отмечают точку.

Если обе точки совместятся в одной точке, то условие выполнено.

Выполнение рассматриваемого условия обеспечивается заводом или производится в мастерской, так как современные теодолиты не имеют соответствующих исправительных винтов.

Место нуля вертикального круга теодолита должно быть постоянным [3] [ править | править код ]

Для поверки горизонтируют теодолит и 2-3 раза определяют место нуля. Определение места нуля включает визирование на одну и ту же точку при КЛ и КП. При каждом наведении на выбранную точку производят отсчет по вертикальному кругу теодолита. Если нет компенсатора, то предварительно пузырёк уровня при алидаде вертикального круга обязательно устанавливают в нуль-пункт. Если колебания места нуля не превышают двойной точности отсчета по кругу, то можно считать, что поверка выполняется, в исключительных случаях производится дополнительный замер через баланс осей.

Стандартный ряд теодолитов России в соответствии с ГОСТ 10529-96 [4] [ править | править код ]

Типы теодолитов:
ОТ-02, ОТБ, ОТС, ТБ-1, Theo-010, TE-B1, Т1, Т2 — высокоточные
Т5, ОТШ, Theo-020, TE-C1, ТТ-4, ОМТ-30, ТТ-5, ТТП, ТН, ТГ-5 ,Т15 — точные
Т30, Theo-120, TE-E4, ТТ-50, ТОМ, Te-5 — технические
Т60, ТМ-1 — технические (в настоящее время не выпускается) (применялись для учебного пособия и рекогносцировки местности в экспедиции).

Литера Т — обозначает «теодолит», а последующие числа — величину средней квадратической погрешности в секундах, при измерении одним приёмом в лабораторных условиях. Обозначение теодолита, изготовленного в последние годы может выглядеть так: 2Т30МКП. В данном случае первая цифра показывает номер модификации («поколения»).

М — маркшейдерское исполнение (для работ в шахтах или тоннелях; может крепиться к потолку и использоваться без штатива, помимо этого, в маркшейдерском теодолите в поле зрения визирной трубы есть шкала для наблюдения за качаниями отвеса при передаче координат с поверхности в шахту).

К — наличие компенсатора, заменяющего уровни.

П — зрительная труба прямого видения, то есть зрительная труба теодолита имеет оборачивающую систему для получения прямого (не перевернутого) изображения.

А — с автоколлимационным окуляром (автоколлимационные);

Повторительный теодолит [ править | править код ]

Повторительные теодолиты имеют специальную повторительную систему осей лимба и алидады, позволяющую лимбу вместе с алидадой вращаться вокруг собственной оси раздельно и/или совместно. Такой теодолит позволяет последовательным вращением алидады несколько раз откладывать (повторять) на лимбе величину измеряемого горизонтального угла, что увеличивает точность измерений.

Неповторительные теодолиты [ править | править код ]

В неповторительных теодолитах лимбы наглухо закреплены с подставкой, а поворот и закрепления его в разных положениях осуществляется при помощи закрепительных винтов либо приспособления для поворота.

Фототеодолит [ править | править код ]

Фототеодолит или кинотеодолит — разновидность теодолита, объединённого с фото- и/или кинокамерой и другими оптическими системами. Служит для точной фотосъёмки с угловой привязкой геологических объектов и искусственных сооружений, а также для измерения угловых координат летательных аппаратов. Конструктивно может представлять собой кинокамеру, независимую от оптического канала теодолита и жёстко скреплённую с ней или однообъективную зеркальную камеру, видоискатель которой служит оптическим каналом теодолита. Выпускавшиеся ранее кинотеодолиты осуществляли съёмку на крупноформатные фотопластинки высокой разрешающей способности. В настоящее время выпускаются плёночные, пластиночные и цифровые фототеодолиты. Если объект фотографируется двумя и более фототеодолитами, то при использовании геодезической засечки можно получить приблизительные данные относительно размера объекта, высоты и скорости полёта. [ источник не указан 3249 дней ]

Модели теодолитов [ править | править код ]

  • В России первую кинофототеодолитную станцию для фотографирования летающих объектов и измерения параметров траектории полёта выпустил Красногорский завод им. С. А. Зверева
  • Звенигородская обсерватория оборудована кинотеодолитом КСТ-50 (D 450 мм, F 3000мм)
  • Высокоточные кинотеодолиты «ВИСМУТИН» производства БелОМОнаходятся на космодроме «Байконур».

Гиротеодолиты [ править | править код ]

Гиротеодолит [ править | править код ]

Гиротеодолит — гироскопическое визирное устройство, предназначенное для ориентирования туннелей, шахт, топографической привязки и др. Гиротеодолит служит для определения азимута (пеленга) ориентируемого направления и широко используется при проведении маркшейдерских, геодезических, топографических и др. работ. По принципу действия гиротеодолит является и принадлежит к типу гирокомпасов. Ряд схем гиротеодолитов выполнен на принципе гирокомпаса Фуко. Помимо гироскопического чувствительного элемента, гиротеодолит включает угломерное устройство для снятия отсчётов положения чувствительного элемента и определения азимута (пеленга) ориентируемого направления. Угломерное устройство состоит из лимба с градусными и минутными делениями, жёстко связанного с его алидадой. Наблюдение ведётся по штриху, проектируемому на зеркале, которое укреплено на чувствительном элементе. При этом визирная линия зрительной трубы будет располагаться параллельно оси гироскопа. Определение азимута (пеленга), ориентируемого с помощью гиротеодолита направления, производится по шкале, связанной с теодолитом. При наблюдениях гиротеодолитом все измерения относят к отвесной линии в точке наблюдений и к плоскости горизонта. Следовательно, азимут, определённый гироскопически, тождественен астрономическому азимуту. Обычно по конструктивным соображениям отсчётное устройство по горизонтальному кругу располагают под некоторым углом по отношению к оси вращения ротора гироскопа. [5]

Гиростанция [ править | править код ]

В сущности, тот же гиротеодолит с гирокомпасом Фуко на основе электронного тахеометра.

Электронный [ править | править код ]

Электронный теодолит — вид теодолита, оснащённого электронным отсчетным устройством.

Тахеометр [ править | править код ]

Разновидность электронного теодолита, оснащенная электронным устройством для вычисления и запоминания координат точек на местности и лазерным дальномером. В отличие от оптического неповторительного, полностью исключает ошибки снятия и записи отсчёта благодаря микропроцессору, выполняющему автоматические расчёты. Электронный теодолит позволяет работать в тёмное время суток.

Тотал станция (Total station) [ править | править код ]

Электронный тахеометр или оптический теодолит, оснащённый дополнительными устройствами (дальномер, GPS-приемник, контроллер (процессор и/или клавиатура), отдельно вынесенными за основной корпус инструмента.

Теодолит – это распространенное измерительное устройство для определения горизонтальных и вертикальных углов. Оно применяется при проведении общестроительных работ, геодезических исследований и топографических съемок. С его помощью можно определить вертикальные и горизонтальные углы в градусах с минутами.

Отдельные модификации устройства оснащаются дальномером, который увеличивает возможность прибора и позволяет с его помощью определять расстояние до объектов. На базе данной конструкции были разработаны другие приборы, адаптированные под определенные условия съемки, где использование базовой комплектации будет менее удачным.

Читайте также:  Hansgrohe 13901000 вентиль угловой

Разновидности теодолитов

В зависимости от точности теодолиты делятся на три категории:
  1. Высокоточные.
  2. Точные.
  3. Технические.

Высокоточное устройство дает погрешность при измерении равно или меньше 1°. Это дорогостоящее оборудование, которое применяется на ответственных объектах. Оно редко используется, поскольку большинство задач, которые выполняют теодолитом, не требуют столь высокой точности.

Точные имеют погрешность не более 10°. Такие устройства являются самыми востребованными. Подавляющее большинство предлагаемых на рынке приборов соответствуют именно такой погрешности.

Технические могут иметь ошибку в измерении угла до 60°. На первый взгляд это довольно много, но существуют цели, где большая точность не столь важна. В первую очередь это общестроительные задачи, когда осуществляется возведение неответственных объектов. Подобные устройства могут применяться только в малоэтажном строительстве.

Теодолит является давним устройством, поэтому неудивительно, что существует несколько его модификаций, которые имеют схожий принцип действия, но конструктивно отличаются между собой.

Теодолит бывает следующих видов:
  • Оптические.
  • Электронные.
  • Лазерные.

Оптические были изобретены первыми. Их принцип действия заключается в использовании визирной трубы с нанесенной на линзы шкалой. По шкале осуществляется ориентирование параметров угла между несколькими вертикальными или горизонтальными точками объекта исследования.

Электронные оснащаются жидкокристаллическим дисплеем и системой датчиков. После того как прибор устанавливается и выставляется по точкам, между которыми необходимо измерить угол, он самостоятельно определяет наклон и выводит его в цифровом значении на свой дисплей. Это позволяет минимизировать работу оператора, поскольку в отличие от применения оптических устройств, ему не нужно внимательно присматриваться к шкале.

Лазерные оснащаются лазерным лучом, который высвечивает визуально заметную линию на объекте измерения. Оператор настраивает ее таким образом, чтобы она проходила через две требуемые точки. Прибор сам автоматически определяет угол наклона, по которому осуществляете свечение лазерного луча. Подобные устройства имеют ограниченную дальность, поскольку лазерный луч не может распространяться очень далеко. Такие приборы применяют в общестроительных работах. Особенно они удобны для установки колонн и возведения мостов.

Как устроен простейший теодолит
Простейшей и самой безотказной конструкцией теодолита являются оптические приборы. Их главными составными частями являются:
  • Подставка.
  • Корпус.
  • Зрительная труба.
  • Регулировочные винты для наведения.
  • Цилиндрический уровень.
  • Отвес.
  • Отсчетный микроскоп.

Корпус устройства закреплен на подставке. В нем удерживается зрительная труба, которая спарена с отчетным микроскопом. Она является подвижной, что позволяет выставлять нацеливание на объект измерения. Также устройство оснащается двумя типами уровней – цилиндрическим и отвесом. Первый применяется для выставления горизонтали, а второй вертикали.

Зрительная труба используется для наблюдения за объектом, находящимся на удалении от устройства. Кратность увеличения, которую дает труба, обычно составляет от 15 до 50 раз. Чем оно выше, тем точнее прибор и на большем расстоянии может находиться от объекта. В окуляр зрительной трубы устанавливается линза, на которой нанесена сетка. Она надежно прорисована на стекле, поэтому не стирается. У дорогостоящего оборудования она не нарисована, а нанесена путем гравировки.

Сетка используется для ориентирования теодолита при настройке. Именно по ней выставляются интересующие точки на предмете исследования по горизонтали и вертикали. Конечно, перед этим прибор выставляется по уровню, поскольку наличие при его установке перекосов не позволяет получать данные даже приблизительной точности.

Уровни предназначены для установки устройства перед началом измерения. С их помощью определяется, насколько постановка его корпуса соответствует горизонтали и вертикали. Обычно приборы оснащаются цилиндрическими уровнями, которые отличаются высокой точностью. У более бюджетного оборудования, или легкого, используется круглый уровень.

При круглом уровне для выставления устройства необходимо постараться, чтобы пузырек воздуха стал по центру блюдца. Выставлять прибор по уровню позволяет регулируемая подставка, сделанная в виде треноги. Желательно всегда пользоваться именно ею, а не подкладывать камушки или другие ненадежные предметы под ножки треноги.

Также важным элементом теодолита является оптическое устройство или микроскоп. Он обладает большой степенью увеличения и оснащается делительной сеткой с размеченной шкалой. Она указывает на градусы и минуты. Более точные устройства показывают также и секунды. В оптическом устройстве применяется шкала, которая называется лимб. Она позволяет определить точный наклон между двумя точками, которые были зафиксированы сеткой на визирной трубе.

Отличие теодолита от нивелира

Часто теодолит путают с нивелиром, поскольку внешне они действительно похожи. На самом деле существует довольно много отличий, позволяющих разделить эти устройства на два лагеря. В первую очередь они различаются по назначению. Теодолиты применяются для измерения углов, а нивелиры для определения вертикальных превышений.

Оба устройства оснащаются подобной системой измерения с сеткой, по которой оператор ориентируется, выбирая нужные точки. У теодолита зрительная труба вращается в горизонтальной и вертикальной плоскости, а у нивелира она двигается только по горизонтали.

Теодолит не требует помощь ассистента. Чтобы с ним работать, необходима только достаточная видимость, чтобы оператор мог ориентироваться по точкам на объекте, по которым можно измерить угол наклона. Для нивелира нужен помощник, который будет удерживать нивелирную рейку в вертикальном положении, находясь непосредственно на траектории видимости зрительной трубы.

Узкоспециализированные теодолиты

По сути, теодолит является универсальным устройством, которое может измерять углы практически в любых условиях. Тем не менее, были разработаны усовершенствованные узкоспециализированные конструкции, дающие большие удобства для определенных целей. Такие устройства теряют свою универсальность, но приобретают ряд преимуществ.

Фототеодолит

Также называют кинотеодолит. Данный прибор соединяет в себе функции теодолита и фотокамеры. С его помощью осуществляется фотосъемка углов интересующих объектов. Также фототеодолиты используются для фиксации угловых координат для летающей техники при ее испытаниях. Несмотря на развитие современных технологий в сфере оборудования для фотосъемок, фототеодолиты выпускаются не только в виде цифровых камер, но и пленочных.

Гиротеодолит

Является гироскопическим устройством, с помощью которого осуществляется ориентирование при строительстве тоннелей и разработки шахт. Также с его помощью можно осуществлять топографические привязки. Им определяется азимут направления. По принципу действия данные устройства похоже на гирокомпас.

Критерии выбора устройства
При выборе теодолита важными критериями, на которые необходимо обратить внимание, являются:
  • Уровень погрешности.
  • Степень влагозащиты.
  • Тип измерения.
  • Вес.
  • Степень ударопрочности.

Что касается уровня погрешности, то он определяется исключительно по предназначению устройства. Для ответственных съемок требуется высокоточное оборудование. Если прибор применяется для общестроительных задач при возведении малоэтажных объектов, то вполне можно обойтись оборудованием низкого ценового сегмента.

Степень влагозащиты также немаловажный аргумент выбора того или иного прибора. Особенно это важно, если подбирается электронный или лазерный теодолит. Уровень влагозащиты IP65 позволит осуществлять съемку в условиях повышенной сырости и даже дождя. Такие приборы не бояться окунуться в воду на небольшую глубину.

Что касается типа измерения, то в основном стоит сложность выбора между оптическим и электронным теодолитом. Оптическое устройство более сложное в применении, поскольку от оператора требуется большая сосредоточенность при просматривании шкалы для определения угла. При этом такой прибор не требует подзарядки. Он имеет большую температурную устойчивость. С ним можно работать даже если на улице температура ниже -30 градусов.

Вес устройства имеет большое значение если требуется осуществлять измерение с переходами. Легкие теодолиты будут незаменимы при топографических исследованиях, когда с оборудованием нужно двигаться по пересеченной местности проходя много километров пешком.

Теодолиты являются дорогостоящим оборудованием, поэтому не лишним будет наличие ударопрочного корпуса. При отсутствии устойчивости к механическим повреждениям, малейшее падение и прибор потребует ремонта или замены.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector