Урок №13. Угловые измерения. Устройство теодолита.

Схема измерения горизонтального угла

Принцип измерения горизонтального угла заключается в следующем: Пусть на местности имеются три точки А, В и С (рисунок 7.1), расположенные на разных высотах. Необходимо измерить горизонтальный угол при вершине В между направлениями ВА и ВС. Этот угол определяется проекцией угла АВС на горизонтальную плоскость Р.

Расположим над вершиной измеряемого угла параллельно горизонтальной плоскости градуированный круг, центр которого совместим с отвесной линией ВВ′. Тогда по направлению ВС на круге можно зафиксировать отсчет С′, а по направлению ВА - отсчет а′. Если деления на круге подписаны по ходу часовой стрелки, то угол горизонтальный β=а′ - с′.

 

 

Рисунок 7.1 – Измерение горизонтальных углов

Устройство теодолита

Рассмотренная геометрическая схема измерения горизонтального угла осуществляется угломерным инструментом, называемым теодолитом

Теодолит имеет металлический или стеклянный круг, называемый лимбом (7), по скошенному краю которого нанесены деления от 0º до 360º.

Счет делений идет по часовой стрелке. Центр лимба устанавливается на отвесной линии, проходящей через вершину В (рисунок 7.1) измеряемого угла. На плоскость лимба проектируются стороны ВА и ВС измеряемого угла. При измерении угла лимб неподвижен и горизонтален.

Над лимбом помещена вращающаяся вокруг отвесной линии верхняя часть теодолита, содержащая алидаду (6) и зрительную трубу (4). Оси лимба и алидады совпадают и называются основной или вертикальной осью инструмента zz₁.

 

1-подъемный винт; 2-подставка; 3-вертикальный круг; 4-зрительная труба; 5-циллиндрический уровень; 6-алидада; 7-лимб; 8-становой винт

 

Рисунок 7.2 – Схема устройства теодолита

 

Плоскость лимба устанавливается в горизонтальное положение по цилиндрическому уровню (5) с помощью трех подъемных винтов (1). Зрительная труба может быть повернута 180º вокруг горизонтальной оси, то есть переведена через зенит. На одном из концов оси вращения трубы укреплен вертикальный круг (3), который наглухо соединен с осью и вращается вместе с ней.. вертикальный круг может располагаться справа или слева от зрительной трубы, если смотреть со стороны окуляра. Первое положение называется «круг право» (КП), второе «круг лево» (КЛ)

В комплект теодолита входят штатив и отвес.

Штатив представляет собой треногу с металлической головкой. Теодолит крепится к головке штатива с помощью станового винта (8). Отвес служит для центрирования инструмента над точкой, то есть для установления центра лимба над вершиной измеряемого угла.

Вращающиеся части теодолита снабжены зажимными винтами для закрепления их в неподвижное состояние.

Для измерения горизонтального угла последовательно наводят зрительную трубу на точки А. и С. В обоих случаях с помощью отсчетного приспособления производится отсчет по лимбу. Разность отсчетов дает значение измеряемого угла.

 

Теодолиты

Отечественная промышленность выпускает теодолиты, измерения которыми выполняют с погрешностью 0,5 … 30,0''

Максимальная погрешность указывается в марке прибора, например 3Т30-30'', и т.д.

Особый интерес представляют теодолиты серии 3Т – высокопроизводительные, удобные в работе многофункциональные приборы, эксплуатация которых возможна в пределах температур -40˚С … +50˚С.

В строительстве, изыскательских работах, при монтаже машин чаще всего применяют теодолит типа 3Т5КП (с оптическим компенсатором)

В настоящее время для автоматизации процесса измерения углов выпускают кодовые теодолиты (на основе двоичной системы - сочетания двух сигналов: темного и светлого). Считывание и обработка осуществляется автоматически, в обязанность наблюдателя входит лишь наведение трубы на цель.

Теодолит является сложным и дорогостоящим прибором, требующим умелого и бережного отношения с ним.

 

Подготовка теодолита к работе

Основные геометрические условия, которые должны быть соблюдены в теодолите, заключаются в следующем:

- вертикальная ось инструмента должна быть отвесна;

- плоскость лимба должна быть горизонтальна;

- визирная плоскость – вертикальна;

Для соблюдения этих условий выполняются следующие поверки теодолита:

1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна основной оси инструмента. Практически поступают таким образом: ставят уровень па­раллельно двум подъемным винтам, с помощью которых пузы­рек уровня приводят на середину; середина уровня будет в цен­тре его шкалы; взаимное положение осей уровня и вращения алидады остается неизменным. После поворота алидады на 180° исправляют положение оси уровня на половину дуги отклоне­ния пузырька от середины шкалы при втором его положении; это делается с помощью специального исправительного винта уровня М. Поверку повторяют до полного выполне­ния требуемого условия.