Принцип работы теодолита

Теодолиты необходимы при строительных работах, геодезических съёмках, межевание земель. В статье найдёте информацию об этом оборудовании.

Авторы: Синицын Д.А., Сергеев Д.А., Канькова И.Е., Григорьев Д.О.
Автор идеи: Канд. пед. наук, Солнышкова О.В.

Изучение и устройство теодолитов Цена деления лимба и точность

Поверки и юстировки

Установка прибора в рабочее положение Измерение углов

Упражнения по взятию отсчётов Тест Контрольные вопросы

Словарь Мобильная версия

Источник: http://geo-s.sibstrin.ru/electr2/glavnaya.html

Что такое геодезия?

Геодезия — это наука, занимающаяся точным измерением земной поверхности, созданием рабочих чертежей или карт и прочими прикладными задачами. Для всех этих направлений созданы специальные разделы геодезии, но наиболее ощутимой и важной для повседневной жизни является инженерная геодезия.

Именно этот раздел занимается съемкой местности для постройки зданий и сооружений, для прокладки дорог, для определения точности проходки шахтных выработок или тоннелей. Задачи, решаемые этой отраслью, носят чисто прикладной характер, тесно соприкасающийся со строительством или картографией.

Источник: http://paes250.ru/delaj-sam/limb-i-alidada.html

Что такое теодолит и для чего он нужен?

Теодолит — оптический измерительный прибор, при помощи которого с высокой точностью выполняются измерения вертикальных или горизонтальных углов. Он является основным инструментом геодезистов или маркшейдеров, производящих съемку местности.

Назначение теодолита

— определение угла между двумя точками при помощи наведения визира поочередно на одну и другую точку, сравнения показаний на шкале самого прибора или на рейке — измерительной вертикальной линейке, которую удерживает ассистент на определенном расстоянии. Существует много разновидностей теодолитов, различающихся по определенным признакам:

1. Степень точности.
2. Способ отсчета по вертикальной шкале.
3. Конструкция.
4. Принцип действия.

Классическая, первоначальная конструкция теодолита — чисто механическая, самая простая, но не дававшая особой точности измерений. На смену ей пришел теодолит оптический – самый популярный и распространенный по сей день.

Он обеспечивает достаточную точность измерений, но уступает лазерному типу конструкции, имеющему наименьшую погрешность и применяемому для самых ответственных работ.

Существуют также электронные теодолиты, имеющие высокое качество измерений любой степени сложности с выводом показателей на собственный дисплей. Преимуществом такого типа конструкции являются автоматически производящиеся вычисления, значительно сокращающие время на обработку данных или снижающие вероятность ошибки.

Важно!

Основные части теодолита остаются неизменными, усложняется лишь система наведения и определения значений.

Источник: http://paes250.ru/delaj-sam/limb-i-alidada.html

ИЗУЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ТЕОДОЛИТА

Теодолит – геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных углов, углов наклона и расстояний. Теодолит имеет принципиальную схему, приведенную на рис.1

Рис. 1 – Принципиальная схема теодолита

На подставке (1) с тремя подъёмными винтами (9) крепится угломерный круг (2), называемый лимбом, на котором нанесены деления от 0 до 360о с возрастанием отсчётов по ходу часовой стрелки.

Над лимбом, соосно с ним, расположен второй круг – алидада (3). Лимб и алидада вместе называются горизонтальным кругом. Он предназначен для измерения горизонтальных углов.

На колонках алидады (4) крепится зрительная труба(5), которая может вращаться вокруг оси вращения трубы НН1. На одном из концов оси вращения зрительной трубы расположен вертикальный круг, состоящий из лимба (6) и алидады (7). Вертикальный круг предназначен для измерения углов наклона. При наблюдении в зрительную трубу наблюдатель смотрит в окуляр (11), противоположная часть трубы (10) называется объективом. В окуляре имеется нарезанная на стекле сетка нитей.

Зрительная труба может быть повернута вокруг своей оси вращения. Поворот зрительной трубы на 180o называется переводом зрительной трубы через зенит. При расположении наблюдателя со стороны окуляра вертикальный круг находиться справа или слева от нее.

Первое положение при этом называется “круг право” и при измерениях обозначается КП, второе – “круг лево”, обозначаемое при измерениях КЛ. Для приведения плоскости лимба (2) в горизонтальное положение на горизонтальном круге укреплен цилиндрический уровень (8). Ампула цилиндрического уровня заключена в оправу, предназначенную для крепления и защиты от внешней среды.

Теодолит имеет следующие основные оси и плоскости:
Основная ось (ось вращения) теодолита ZZ1 – линия, перпендикулярная к горизонтальному кругу и проходящая через его центр.
Визирная ось – воображаемая прямая, соединяющая пересечение сетки нитей и оптический центр объектива.
Ось цилиндрического уровня UU1 – касательная к внутренней поверхности ампулы уровня в нульпункте.
Нульпунктом уровня называется наивысшая точка ампулы (середина делений на ампуле).
Ось вращения трубы НН1 – линия, вокруг которой вращается зрительная труба в вертикальной плоскости.
Плоскость лимба – плоскость, проходящая через внутренние концы делений лимба.
Коллимационная (визирная) плоскость – плоскость, образованная визирной осью при вращении зрительной трубы вокруг ее оси НН1.

Рис.2. Общий вид теодолита 2 Т30

1 – кремальера; 2 – вертикальный круг; 3 – колонка зрительной трубы; 4 – наводящий винт лимба; 5 – основание футляра; 6 – исправительные винты цилиндрического уровня; 7 – закрепительный винт алидады; 8 – цилиндрический уровень; 9 – закрепительный винт лимба; 10 – зеркальце; 11 – закрепительный винт зрительной трубы; 12 – колпачок; 13 – диоптрийное кольцо; 14 – наводящий винт зрительной трубы;
15 – наводящий винт алидады; 16 – подставка; 17 – подъемный винт; 18 – окуляр шкалового микроскопа; 19 – объектив.

Под колпачком (12) находятся 4 винта под отвертку, называемые крепежными винтами зрительной трубы (юстировка второй поверки) и 4 исправительных винта под шпильку (юстировка третьей поверки).
На рис. 3 изображены исправительные винты стеки нитей и крепежные винты зрительной трубы, а также на самой зрительной трубе расположено устройство для грубого наведения на предмет – оптический визир.

Рис. 3. Исправительные винты сетки нитей и крепежные винты зрительной трубы. Оптический визир

Источник: http://geo-s.sibstrin.ru/electr2/glavnaya.html

Правила эксплуатации теодолита

Для выполнения высокоточных измерений важно знать все тонкости при обращении с геодезическим прибором. От навыков геодезиста во многом зависит, в какой степени полученные при измерении цифры будут соответствовать реальному положению вещей, окажется ли достаточно прочной и долговечной возводимая конструкция.

Данный геодезический прибор имеет ряд преимуществ:

• С его помощью можно проводить точнейшие угловые измерения, невзирая на экстремальные климатические условия и специфику местности. Без помех работает в интервале температур от -25 до 50 градусов.
• На точность полученных данных не оказывают влияние нестандартные условия работы, поэтому теодолит можно брать даже в экспедиции.
• Компактный размер облегчает транспортировку прибора.
• Элементарная и быстрая калибровка и юстировка.

Источник: http://nicespb.ru/stanki/kak-vystavit-teodolit.html

ЦЕНА ДЕЛЕНИЯ ЛИМБА И ТОЧНОСТЬ ОТСЧИТЫВАНИЯ ПО ГОРИЗОНТАЛЬНОМУ И ВЕРТИКАЛЬНОМУ КРУГУ

Теодолит 2Т30 имеет шкаловой отсчётный микроскоп. В верхней части поля зрения микроскопа, обозначенного буквой В (рис. 4), видны штрихи лимба вертикального круга, а в нижней части поля зрения, обозначенного буквой Г, видны штрихи лимба горизонтального круга.

Рис. 4. Поле зрения отсчётного микроскопа теодолита 2Т30
отсчёт по вертикальному кругу: +1о 36,0′;
отсчёт по горизонтальному кругу 8о 03,5′.

На обоих кругах нанесены только градусные штрихи. Каждый градусный штрих подписан. Следовательно, цена деления лимбов составляет 1о. На алидады кругов нанесены отсчётные шкалы с ценой деления 5′. Эти шкалы выведены в поле зрения микроскопа. Начальное деление шкалы горизонтального круга обозначено цифрой 0, а конечное – цифрой 6, что означает 60′. Шкала вертикального круга имеет два ряда цифр. В верхнем ряду – начальный штрих, обозначенный цифрой 0, расположен слева, а конечный, обозначенный цифрой 6, расположен справа. В нижнем ряду оцифровка выполнена наоборот и цифры имеют знак “-“.

Отсчёт по горизонтальному кругу проводится в следующем порядке: сначала считывается с лимба число градусов (по штриху лимба, попадающему на отсчётную шкалу), затем по отсчётной шкале берется отсчёт с точностью 0.1 деления шкалы, что соответствует 0.5′. Таким образом, точность отсчитывания по шкалам горизонтального и вертикального кругов составляет t = 0.5′.
Индексом для отсчитывания минут служит штрих градусного деления лимба, находящийся на отсчётной шкале. На рис. 4 отсчёт по горизонтальному кругу равен 125о 06,0′.

При отсчитывании по вертикальному кругу различают два вида отсчётов. Если вертикальный круг находится справа от зрительной трубы (при расположении наблюдателя со стороны окуляра), то такой отсчёт называется отсчётом при “круге право” (КП). Если же вертикальный круг находится слева от зрительной трубы (при расположении наблюдателя со стороны окуляра), то такой отсчёт называется отсчётом при “круге лево” (КЛ).

Число градусов считывается так же, как и по горизонтальному кругу, при этом градусные деления вертикального круга имеют знак либо плюс. Либо минус. Если в пределах шкалы находится штрих лимба без знака, та на шкале отсчёт берется по верхнему ряду цифр (слева направо), и полный отсчёт записывается со знаком плюс. По нижнему ряду цифр шкалы отсчёт берется в том случае, когда в пределах шкалы находится штрих лимба вертикального круга со знаком “-“. Полный отсчёт записывается со знаком “-“. В обоих случаях отсчёт сопровождается записью соответствующего положения вертикального круга, теодолита, т.е. КП или КЛ.
При измерении горизонтальных углов предполагается, что основная ось прибора (ось вращения теодолита) совпадает с направлением отвесной линии, проходящей через точку на местности – вершину горизонтального угла.

Источник: http://geo-s.sibstrin.ru/electr2/glavnaya.html

Определение высоты здания, строения теодолитом (+ видео)

Для примера рассмотрим формулу определения высоты здания, строения, столба и т.п. Берём теодолитом и мерной лентой отсчёты значений, указанных на рисунке ниже, и записываем их в таблицу (тетрадь).

Теодолит располагают на расстоянии, не меньшем высоты строения, если это невозможно, то как можно дальше от объекта. Далее по формуле h = h1 + h2 = d(tgv1 + tgv2) вычисляем высоту строения.

Если линия АВ имеет уклон на местности, необходимо рассчитать горизонтальное проложение этой линии, её проекцию на горизонтальную плоскость по формуле d = Scosν снимая отсчёты как показано на рисунке ниже.

Горизонтальное проложение линии

Как определить высоту сооружения расскажет это видео, с расчётами и формулами.

Источник: http://chonemuzhik.ru/kak-polzovatsya-rabotat-teodolitom.html

ПОВЕРКИ И ЮСТИРОВКИ ТЕОДОЛИТА 2Т30

Первая поверка Вторая поверка Третья поверка Четвертая поверка

Для исключения возникновения условий, порождающих приборные ошибки, должны производиться поверки и юстировки (исправления) геодезических приборов.

Поверками геодезических приборов называется обследование приборов, устанавливающее выполнение конструктивных и геометрических требований к положению отдельных осей и блоков приборов. Поверки выполнения геометрических требований к положению отдельных осей теодолита состоят в проверке взаимной параллельности или взаимной перпендикулярности соответствующих пар осей прибора. У теодолитов 2Т30 и 2Т30П вышеуказанные требования проверяются для 4-х пар таких осей.

Геометрическое условие 1-й поверки:

ОСЬ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО УРОВНЯ ДОЛЖНА БЫТЬ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНА К ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ ВРАЩЕНИЯ ПРИБОРА.

Проверка выполнения условия:

Устанавливают уровень параллельно двум подъёмным винтам. Одновременно вращая их в разные стороны, приводят пузырёк уровня в нульпункт. Затем поворачивают алидаду на 180o. Допускаемое отклонение от требований к выполнению условия: пузырёк уровня не должен отклоняться от середины (от нуль-пункта) более чем на одно деление после поворота алидады на 180o.

Порядок исправления (юстировка):

При отклонении более чем на одно деление исправительными винтами цилиндрического уровня пузырёк перемещают к середине ампулы на половину дуги отклонения; на вторую половину дуги отклонения пузырёк уровня перемещают при помощи тех же подъёмных винтов. Для контроля поверку повторяют.

Прежде чем делать другие поверки, приводят плоскость лимба в горизонтальное положение (ось вращения прибора в вертикальное положение). Для этого устанавливают уровень параллельно двум подъёмным винтами с их помощью приводят пузырек уровня на середину. Поворачивают алидаду на 90o и третьим подъёмным винтом приводят пузырёк уровня в нульпункт. После приведения плоскости лимба в горизонтальное положение, при вращении алидады вокруг основной оси прибора, пузырёк уровня не должен отклоняться от нульпункта более чем на одно деление.

Геометрическое условие 2-й поверки:

ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ НИТЬ СЕТКИ НИТЕЙ ДОЛЖНА БЫТЬ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНА К ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ ВРАЩЕНИЯ ПРИБОРА, А ВЕРТИКАЛЬНАЯ НИТЬ СЕТКИ НИТЕЙ ДОЛЖНА НАХОДИТЬСЯ В ПЛОСКОСТИ, ПЕРПЕНДИКУЛЯРНОЙ К ОСИ ВРАЩЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ.

Проверка выполнений условия:

Вертикальную нить сетки нитей наводят на нить отвеса. Если вертикальная нить будет совпадать с нитью отвеса, условие выполнено.

Порядок исправления (юстировка):

При отклонении вертикальной нити сетки нитей от нити отвеса отвёрткой ослабляют 4 крепёжных винта окуляра, расположенные под колпачком 12 (рис. 2). Затем поворачивают окулярную часть трубы до совмещения (или до параллельного положения) видимых в окуляр вертикальной нити отвеса и нити сетки, после чего винты вновь закрепляют. Поверку повторяют.

Геометрическое условие 3-й поверки:

ВИЗИРНАЯ ОСЬ ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ ДОЛЖНА БЫТЬ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНА К ОСИ ВРАЩЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ.

Проверка выполнений условия:

Угол С между визирной осью и перпендикуляром к оси вращения трубы (рис. 5) называется коллимационной ошибкой.
Для выявления коллимационной ошибки выбирают удалённую, хорошо видимую точку, расположенную так, чтобы линия визирования была примерно горизонтальна. Наводят пересечение сетки нитей на эту точку визирования и производят отсчёт по горизонтальному кругу. Например, при КЛ отсчёт равен 18o30,0′ (КЛ = 18o30,0′). Переводят трубу через зенит, открепляют алидаду, наводят пересечение сетки нитей на ту же точку визирования при “круге право” и производят отсчёт. Например, КП = 198o36,0′.

Рис. 5. – Коллимационная ошибка

Величину коллимационной ошибки С вычисляют по формуле:

Допускаемое отклонение от требования к выполнению условия:
Коллимационная ошибка С не должна превышать двойную точность отсчёта по шкале прибора.
Рассчитаем коллимационную ошибку С для 2-х пар значений.

Условие выполняется.

Условие не выполняется.

Порядок исправления (юстировка):

Вычисляют исправленный отсчёт по горизонтальному кругу, в котором число градусов берется из последнего отсчёта, а количество минут вычисляется как среднее арифметическое из числа минут обоих отсчетов.
В первом примере исправленный отсчёт будет равен:

Этот отсчёт наводящим винтом алидады устанавливают на горизонтальном круге. Пересечение сетки нитей сойдёт с точки визирования, на которую до этого была наведена точка пересечения сетки нитей. Следует переместить сетку нитей так, чтобы перекрестие сетки нитей вновь установилось на точку визирования. Для этого используются 4 исправительных винта с отверстиями для шпильки. Исправительные винты расположены под колпачком 12 (рис. 4). Шпилькой ослабляют вертикальные винты и боковыми винтами перемещают сетку нитей до того, пока перекрестие сетки не встанет на точку визирования. Вертикальные винты вновь затягивают и поверку повторяют.

Примечание. Значения углов, полученных как среднее из результатов измерений при двух положениях зрительной трубы (КП и КЛ), свободны от влияния коллимационной ошибки.

Геометрическое условие 4-й поверки:

ОСЬ ВРАЩЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ ДОЛЖНА БЫТЬ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНА К ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ ВРАЩЕНИЯ ТЕОДОЛИТА.

Проверка выполнений условия:

Выбирают на стене точку, расположенную под углом 40-50о к горизонту, наводят на неё зрительную трубу и закрепляют алидаду. Опускают трубу до горизонтального положения и отмечают на стене проекцию точки. Поворачивают теодолит на 180о, переводят зрительную трубу через зенит, снова наводят перекрестие сетки нитей на верхнюю точку и опускают трубу до горизонтального положения. Снова отмечают проекцию точки. Допускаемое отклонение от требований к выполнению условия: Проекции при двух положениях вертикального круга теодолита должны совпадать.

Порядок исправления (юстировка):

Если это условие не выполняется, то следует провести исправление прибора в мастерской.

Источник: http://geo-s.sibstrin.ru/electr2/glavnaya.html

ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ

Измерение горизонтального угла Измерение угла наклона

Измерение горизонтального угла

Измерение угла выполняется способом приёмов. При закреплённом лимбе, открепив закрепительный винт алидады, поворачивают алидаду, приблизительно наводят зрительную трубу (с учётом возрастания отсчётов по лимбу по ходу часовой стрелки) на правую точку 1 (рис. 6).

Рис.6. – Схема измерения горизонтального угла

Зажимают закрепительные винты алидады и зрительной трубы и окончательное наведение точки пересечения сетки нитей на точку местности выполняют с помощью наводящих винтов алидады и зрительной трубы. После этого производят отсчёт по горизонтальному кругу. Отсчёт записывается в журнал (табл. 1).

Таблица 1. – Страница журнала измерения горизонтальных углов

Открепив алидаду, наводят зрительную трубу на левую точку 2 и также производят отсчёт, записывая его в журнал. Значение угла равно разности отсчётов на правую и левую точки. Если отсчёт по правую точку окажется меньше отсчёта на левую точку, то к нему прибавляют 360o. Таким образом, получают значение угла из первого полу приёма.

Далее переводят трубу через зенит и смещают лимб примерно на 1-2o, для чего делают 2-3 оборота наводящим винтом лимба, и аналогично выполняют измерение угла вторым полу приёмом, записывая отсчёты в журнал. За окончательное значение угла берется среднее арифметическое, полученное из двух полу приёмов. Окончательное значение округляется до 0,1′.

Контроль: если расхождение значений угла в полу приёмах более двойной точности отсчитывания, т.е. более 1′ для теодолитов 2Т30 и 2Т30П, запись в журнале зачёркивается, отсчёт на лимбе сбивается и измерения повторяются.

Измерение вертикального угла

Вертикальным углом называется угол, составленный линией визирования с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось вращения зрительной трубы (рис. 7).

Рис. 7 – схема измерения вертикального угла

Перед измерением вертикального угла теодолит устанавливают в рабочее положение и наводят среднюю горизонтальную нить сетки на точку, например, при КП. Если при этом пузырёк уровня отойдёт от середины, то его необходимо установить на середину подъёмным винтом, расположенным по направлению линии визирования, и затем проверить наведение горизонтальной линии на точку. Перед отсчётом горизонтальная нить должна быть наведена на точку местности, а пузырёк уровня должен быть в нуль-пункте. Производят отсчёт по вертикальному кругу и записывают его в журнал (табл. 2).

Таблица 2. – Страница журнала измерения углов наклона

Переводят трубу через зенит и аналогичные действия выполняют при другом положении вертикального круга при КЛ. Отсчёт записывают в журнал. Затем вычисляют место нуля (МО) вертикального круга.

Местом нуля (МО) называется отсчёт по вертикальному кругу, когда визирная ось зрительной трубы горизонтальна, а пузырёк уровня находится в нуль-пункте.

Место нуля (МО) и вертикальный угол вычисляются по следующим формулам:

Контроль: правильностью измерения вертикальных углов служит постоянство МО, колебание которого не должно превышать двойной точности отсчёта по шкале прибора, т.е. 1′ (для теодолитов 2Т30 и 2Т30П).

Источник: http://geo-s.sibstrin.ru/electr2/glavnaya.html

Стандартный ряд теодолитов в соответствии с ГОСТ

Теодолит — ответственный измерительный прибор, от точности и качества работы которого зависит результат строительства, прокладки дорог или тоннелей и т.д. Поэтому все технические параметры теодолитов четко определены и регламентированы ГОСТ 10529-96.

В частности, приборы подразделены на группы:

1. Высокоточные.
2. Точные.
3. Технические.

Литеры в обозначении приборов указывают на:

1. Т — теодолит.
2. М — маркшейдерский.
3. К — снабжен компенсатором положения плоскостей.
4. П — прямого видения (изображение не перевернуто).
5. А — автоколлимационный.
6. Э — электронный.

Цифры в обозначении указывают на среднюю погрешность. В новых образцах самая первая цифра — номер модификации. Каждая группа имеет свой перечень моделей, технические характеристики которых соответствуют определенным требованиям.

Источник: http://paes250.ru/delaj-sam/limb-i-alidada.html

Правильная эксплуатация

Соблюдение правил эксплуатации теодолита позволит не допустить серьёзных ошибок при проведении измерений. Эти правила включают последовательность действий на различных этапах эксплуатации аппарата:

• во время хранения;
• при подготовке к работе;
• во время проведения измерений;
• последовательность оценки полученных результатов;
• порядок сборки теодолита после работы.

Применение теодолита

Особое внимание следует уделять всем этим правилам в особых условиях окружающей среды: температуре, влажности, силе ветра, освещённости. Практически все теодолиты имеют интервал разрешённых для эксплуатации температур от -25 °С до +50 °С любой влажности. Однако следует помнить, что слишком низкие или высокие температуры влияют на точность снимаемых показаний.

Источник: http://stankiexpert.ru/ehlektroinstrument/teodolit-poverka-ustroystvo-izmerenie.html

Геодезия, видеолекция «Теодолитная, тахеометрическая съёмки»

Подробнейшую информацию о работе с теодолитом, с формулами можно узнать из этого видео.

На этом пока всё!

Оставляйте ваши советы и комментарии ниже. Подписывайтесь на

новостную рассылку

. Успехов вам, и добра вашей семье!

Источник: http://chonemuzhik.ru/kak-polzovatsya-rabotat-teodolitom.html