Методические рекомендации для лабораторной работы 1 изучение теодолита

Методические рекомендации.

Лабораторная работа №1. Изучение теодолита

 Цель работы:

1) закрепление и углубление знаний по устройству теодолита;

  2) изучение требований к положению осей  теодолита;          

 3) освоение поверок и юстировок теодолита;

 4) приобретение первых навыков в обращении с теодолитом.

Принадлежности: комплект теодолита, рабочая тетрадь.

Задание: 

1 Описать последовательность действий при установке теодолита на штатив и при подготовке зрительной трубы к наблюдателям.

 2 Зарисовать схему осей теодолита и указать их название.

 3 Произвести поверки и юстировки теодолита, дать краткое описание последовательности этих действий.

Устройство теодолита

При изучении устройства теодолита необходимо определить отдельные части прибора и испытать их в действии. Закрепительные винты подставки, лимба, алидады и зрительной трубы вращаются плавно и мягко, без заметных усилий. В противном случае следует прекратить наведение и устранить причину, затрудняющую вращение. Применение силы при вращении винтов ведет к их поломке.

Вращение верхней части прибора вокруг вертикальной оси и зрительной трубы вокруг горизонтальной оси осуществляют только после ослабления закрепительных винтов. Вращение должно быть  также плавным, без ощутимых задержек. Поворачивать верхнюю часть теодолита следует за алидадную часть у закрепительного винта, зрительную трубу  за кожух около окулярной части. Нельзя касаться руками оптических деталей.  Зрительная труба обоими концами переводится через зенит.

           Вращением диоптрийного кольца  окуляр устанавливают по глазу до резкой видимости изображения сетки нитей.

         Два горизонтальных коротких штриха сетки нитей выше и ниже перекрестия относятся к нитяному дальномеру. Корпус зрительной трубы представляет единое целое с горизонтальной осью, установленной в лагерах колонки. Визиры предназначены для грубой наводки на цель. При пользовании визиром глаз должен быть на расстоянии от 25 до 30 см от него. Точное наведение зрительной трубы на предмет в горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом  после закрепления алидады винтом, в вертикальной плоскости – наводящим винтом  после закрепления винтом. Горизонтальный круг имеет круговую оцифровку от 0 до 359º, а вертикальный секторную от 0 до 75º и от -0 до -75º. Отсчет по кругам производят по соответствующим шкалам микроскопа.

 Правила обращения с теодолитом

 При получении прибора необходимо детально ознакомится с укладкой и закреплением прибора в упаковочном ящике или футляре. При переносе прибора и упаковке его на кронштейне или штативе следует, предварительно убедится в надежности закрепления части теодолита в подставке; всегда следует держать  теодолит за подставку. Теодолит прикрепляют к штативу или кронштейну становым винтом так, чтобы подземные винты вращались свободно. Поворотом и наклоном зеркала 5 достигают оптимального освещения поля зрения.

         Установку и центрирование необходимо производить следующим образом:

- установить штатив над точкой так, чтобы плоскость его головки расположилась горизонтально, а высота соответствовала росту наблюдателя;

- закрепить теодолит на штативе и подъемными винтами подставки установить уровень в среднее положение;

- проверить устойчивость штатива и подставки;

- с помощью центрира на подставке или отвеса произвести центрирование теодолита над точкой.

 Основные оси теодолита

JJ₁  - вертикальная ось теодолита, ось вращения алидады горизонтального круга;

НН₁ -  горизонтальная ось трубы, ось вращения зрительной трубы; 

uu₁ - ось уровня горизонтального круга касательная к верхней внутренней поверхности ампулы в нульпункте; 

VV₁ - визирная ось трубы, прямая соединяющая оптический центр объектива  и крест сетки нитей.

Отсчетное устройство

 Отсчётные устройства служат для взятия отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам. Они снабжены отсчетными микроскопами. Различают микроскопы штриховые, шкаловые и микроскопы с оптическими микрометрами. Шкаловый микроскоп имеет две шкалы, совмещенные с лимбами вертикального и горизонтального кругов. Отсчеты берут по градусным штрихам лимбов.

Если перед градусным делением отсутствует знак, отсчет делают так же, как и по горизонтальному кругу. Если перед цифрой градусов стоит минус, то минуты считывают по шкале от -0 до -6 (справа налево).

Поверки теодолита

Основные геометрические условия, которые должны выполняться в теодолите, обусловлены принципиальной схемой измерения углов. Для проверки соблюдения этих условий выполняют поверки теодолита. Поверка - это действие, имеющее целью выявить, выполняются ли геометрические условия, предъявляемые к инструменту.

Поверка состоит из трех частей:

 1) геометрическое условие, которое предъявляет требование к взаимному расположению осей теодолита;

 2) проверка условия;

 3) юстировка (регулировки) - исправление выявленных нарушений. Производство измерений без предварительного выполнения поверок и юстировки недопустимо.

Основные поверки теодолита.

1. Ось цилиндрического уровня (UU1) при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси (II1) теодолита. Для поверки уровень ставят по направлению двух подъемных винтов и приводят этими винтами пузырек уровня в нуль-пункт. Затем поворачивают алидаду с уровнем на 180°. Если пузырек уровня сойдет с нуль-пункта более чем на одно деление, то условие поверки не выполнено. Для юстировки уровня нужно его исправительными винтами передвинуть пузырек к нуль-пункту на половину величины отклонения (α/2). Тогда ось уровня примет правильное положение, перпендикулярное к вертикальной оси прибора. Эти действия повторяют до тех пор, пока пузырек уровня не будет отклоняться от нуль-пункта не более чем на одно деление.

2. Визирная ось зрительной трубы (VV1) должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси (оси вращения трубы НН1). Угол отклонения визирной оси VV1 от перпендикуляра к горизонтальной оси НН1 называется коллимационной погрешностью

Для проверки выполнения этого условия наводят зрительную трубу на какую-либо удаленную точку М, находящуюся примерно на одном уровне с осью вращения трубы при положении вертикального круга справа от трубы («круг право») и снимают отсчет по горизонтальному кругу П. Затем переводят трубу через зенит, визируют на эту же точку при «круге лево» (вертикальный круг расположен слева от трубы) и снимают отсчет по горизонтальному кругу (Л).

При отсутствии коллимационной погрешности соблюдается равенство

Л-П± 180° = 0.

Если коллимационная погрешность имеет место, то при наведении трубы при круге право визирная ось займет положение V1V1, а правильный отсчет по лимбу будет

N = П + с.

При втором наведении при круге лево визирная ось займет положение V2V2, а правильный отсчет по лимбу составит N = Л – c ± 180°.

Сложив равенства и разделив на два, получим N = (П + Л ± 180°)/2. то есть среднее из отсчетов при круге лево и при круге право свободно от влияния коллимационной погрешности.

Для определения коллимационной погрешности вычтем:

 Л – П - 2с ± 180° = 0 или Л – П ± 180° = 2с. отсюда с = (Л – П ± 180°)/2.

Для исключения влияния коллимационной погрешности устанавливают на лимбе средний отсчет N. Центр сетки нитей при этом сойдет с точки М. Затем при помощи исправительных винтов сетки нитей передвигаем ее до совмещения центра сетки нитей с изображением точки М. После этого сетку нитей закрепляют и поверку повторяют до тех пор, пока коллимационная погрешность не будет превышать двойной точности отсчетного устройства теодолита.

3. Горизонтальная ось вращения зрительной трубы (НН1) должна быть перпендикулярна к вертикальной оси (II1) теодолита. Для проверки выполнения этого условия устанавливают теодолит в 20-30 м от стены здания. Приводят, с помощью уровня, алидаду в горизонтальное положение и наводят центр сетки нитей на какую-либо высоко расположенную точку Р на стене здания. Затем, при закрепленной алидаде, опускают трубу примерно до горизонтального положения и отмечают карандашом на стене проекцию сетки нитей P1. Переведя трубу через зенит, вновь наводят ее на ту же точку и аналогичным способом получают ее вторую проекцию Р2: при другом положении вертикального круга. Если обе точки находятся в пределах биссектора сетки нитей - условие выполнено Рср. Несовпадение положения точек P1 и Р2 будет характеризовать двойную величину погрешности. Исправление недопустимой погрешности возможно только в специальной мастерской

4. Вертикальная нить сетки нитей должна быть параллельна, а горизонтальная перпендикулярна вертикальной оси (II1) теодолита. Приводят алидаду в горизонтальное положение и наводят пересечение сетки нитей на нить укрепленного в 10-20 м от теодолита отвеса. Если вертикальный штрих сетки нитей совпадает со шнуром отвеса - условие выполнено. В противном случае следует ослабить закрепительные винты сетки нитей и повернуть диафрагму на требуемый угол (до совпадения вертикального штриха сетки нитей с линией отвеса). Вслед за этим необходимо повторить поверку перпендикулярности визирной оси трубы и оси ее вращения (поверку 2).