Вы когда-нибудь задумывались, как геодезисты измеряют точные углы на строительных площадках? В этой статье рассматривается использование теодолитов - современных приборов, предназначенных для точных угловых измерений в геодезии и инженерии. Поняв принципы их работы, структуру и методы, вы узнаете, как эти инструменты обеспечивают точность при составлении карт и строительстве. Откройте для себя компоненты и методы, которые делают теодолиты незаменимыми для профессионалов в этой области. Погрузитесь в книгу, чтобы понять принцип работы этих приборов и улучшить свои знания в области точных угловых измерений.
Угол, образованный перпендикулярной проекцией на горизонтальную плоскость двух направленных прямых, пересекающихся в точке, называется горизонтальным углом. Обычно его обозначают β, а диапазон углов составляет от 0˚ до 360˚.
Как показано на рисунке 3-1, A, O и B - произвольные точки на земле. Горизонтальный угол между прямыми OA и OB - это угол, образованный перпендикулярными проекциями O1A1 и O1B1 прямых OA и OB на горизонтальную плоскость H. Этот угол обозначается β.
Как показано на рисунке 3-1, градуированный круг горизонтально расположен на любой высоте над точкой О. Центр круга совпадает с отвесом, проходящим через точку О. Через точки OA и OB проведены две вертикальные плоскости соответственно, а показания, перехваченные этими двумя вертикальными плоскостями на градуированном круге, обозначены как a и b. Значение горизонтального угла β можно вычислить следующим образом:
Приборы, используемые для измерения горизонтальных углов, должны иметь диск с уровнем, который можно установить в горизонтальное положение, а центр диска с уровнем должен совпадать с линией отвеса, проходящей через вершину горизонтального угла.
Телескоп на приборе вращается не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости. Теодолит разработан и изготовлен в соответствии с вышеуказанными основными требованиями к измерению углов.
Оптические теодолиты делятся на различные уровни в зависимости от точности измерений, например, DJ07, DJ1, DJ2, DJ6, и DJ15. "DJ" - первая буква китайского пиньинь, означающая "геодезическая съемка" и "теодолит" соответственно, а подстрочные индексы 07, 1, 2, 6 и 15 указывают на уровень точности прибора, который выражается как "стандартное отклонение ошибки наблюдения направления для одного измерения в секундах".
Диджей6 Оптический теодолит состоит в основном из трех частей: визирной системы, диска уровня и основания.
1. Система прицеливания
Система визирования - это часть над диском уровня, которая может вращаться вокруг своей оси. Система визирования в основном состоит из вертикальной оси, телескопа, вертикального диска, считывающего устройства, нивелирной трубы и оптического коллиматора.
(1) Вертикальная ось: Ось вращения прицельной системы называется вертикальной осью прибора. Регулируя стопорный винт и винт точной настройки, можно управлять вращением визирной системы в горизонтальном направлении.
(2) Телескоп: Телескоп используется для визирования на цель. Кроме того, для облегчения точного наведения на цель перекрестие прицельной пластины теодолита немного отличается от перекрестия нивелира. Подробнее см. рис. 3-3.
Ось вращения телескопа называется горизонтальной осью. Регулируя стопорный винт и винт точной настройки телескопа, можно управлять его вращением вверх и вниз.
Линия визирования телескопа перпендикулярна горизонтальной оси, а горизонтальная ось перпендикулярна вертикальной оси прибора. Поэтому, когда вертикальная ось прибора вертикальна, телескоп вращается вокруг горизонтальной оси, чтобы прочертить вертикальную плоскость.
(3) Вертикальный диск: Вертикальный диск используется для измерения вертикальных углов, он закреплен на одном конце горизонтальной оси и вращается вместе с телескопом.
(4) Считывающее устройство: Считывающее устройство используется для считывания показаний с диска уровня и вертикального диска.
(5) Выравнивающая трубка: Нивелирная труба системы прицеливания используется для точного выравнивания прибора. Ось нивелирной трубы перпендикулярна вертикальной оси прибора. Когда пузырек нивелирной трубки отцентрирован, вертикальная ось теодолита вертикальна, а диск уровня находится в горизонтальном положении.
(6) Оптический коллиматор: Оптический коллиматор используется для того, чтобы центр диска нивелира совпадал с линией отвеса, проходящей через точку станции.
2. Диск уровня
Диск уровня используется для измерения горизонтальных углов. Он представляет собой круглое кольцо из оптического стекла с нанесенными на него делениями от 0° до 360°. Градусные деления помечены аннотациями, а значения делений - 1° или 30′, нанесенные по часовой стрелке.
Диск уровня находится отдельно от визирной системы и не вращается вместе с визирной системой при ее перемещении. Если необходимо изменить положение диска уровня, для перемещения диска в нужное положение можно использовать маховик смены диска уровня на визирной системе.
3. База
Основание служит для поддержки всего прибора и крепления теодолита к штативу с помощью центрального соединительного винта. На основании имеются три ножных винта для выравнивания прибора. Кроме того, на основании имеется гнездо для крепежного винта, используемого для контроля соединения между визирной системой и основанием.
Если показания на диске уровня меньше градуировочного значения, для считывания показаний используется микрометр. Диджей6 В оптических теодолитах обычно используется верньерный микрометр.
Как показано на рисунке 3-4, в считывающем микроскопе видны два окна для считывания: окно с надписью "Horizontal" или "H" предназначено для считывания диска уровня, а окно с надписью "Vertical" или "V" - для считывания вертикального диска. В каждом окне имеется шкала верньера.
Длина шкалы верньера равна ширине изображения 1° на диске уровня. Вся длина шкалы верньера соответствует 1°. Шкала верньера разделена на 60 малых делений, каждое из которых соответствует 1′, что можно оценить как 0,1′ или 6′. Каждые 10 малых делений отмечены цифрой, обозначающей кратность 10′.
Чтобы снять показания, сначала настройте окуляр микроскопа для чтения, чтобы сфокусироваться на градуировочной линии в окошке для чтения и убедиться, что она четкая.
Затем считайте значение градуса, указанное линией градуировки на шкале верньера, и, наконец, считайте дробную часть, меньшую 1°, на шкале верньера, используя линию градуировки в качестве ориентира при оценке количества секунд.
Как показано на рисунке 3-4, показания на диске уровня составляют 164°06′36″, а показания на вертикальном диске - 86°51′36″.
1. Особенности оптического теодолита DJ2
По сравнению с оптическим теодолитом DJ6, оптический теодолит DJ2 имеет следующие особенности:
(1) Структура между осями стабильна, увеличение телескопа больше, а чувствительность выравнивающей трубы в системе прицеливания выше.
(2) В считывающем микроскопе оптического теодолита DJ2 можно увидеть только одно изображение либо диска уровня, либо вертикального диска. При снятии показаний изображение диска, с которого необходимо снять показания, выводится на экран путем вращения маховичка преобразования изображения.
(3) В оптическом теодолите DJ2 используется противопараллактическое устройство считывания, которое эквивалентно получению среднего значения двух показаний на диске, расположенных на расстоянии 180° друг от друга, что позволяет устранить влияние ошибок эксцентриситета и повысить точность считывания.
2. Метод считывания показаний оптического теодолита DJ2
Противопараллактическое устройство для чтения отражает деления на диске относительно линии, отстоящей от них на 180°, одновременно в микроскоп для чтения через ряд призм и линз, и они появляются на горизонтальной линии выше и ниже средней точки, как показано на рисунке 3-6.
Окошко в правом нижнем углу показывает совпадение линий градуировки. Число над окошком для показаний в правом верхнем углу - это значение градуса, число в маленькой рамке, выступающей в центре, - кратное 10′, а окошко для показаний в левом нижнем углу - для микрометра.
Шкала микрометра разделена на 600 мелких делений, каждое из которых составляет 1″. Диапазон шкалы микрометра составляет 10′, и его можно оценить с точностью до 0,1′. Число в левой части окна для показаний микрометра - это минутное значение, а число в правой части - кратное 10″. Метод считывания показаний следующий:
(1) Поверните микрометрическое колесо так, чтобы линии градуировки в окне совпадения точно совпали, как показано на рис. 3-6b.
(2) Считайте значение градуса в окне показаний.
(3) Прочитайте кратное 10′ в маленьком окошке, выступающем в центре.
(4) Основываясь на положении одной индексной линии в окне микрометра, непосредственно считайте дробную часть менее 10′ и секунды при оценке до 0,1″.
(5) Сложите значение градуса, кратное 10′, и показания на шкале микрометра, чтобы получить показания диска. Показания на рисунке 3-6b:
65°+5×10′+4′08.2″=65°54′08.2″.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO