Увеличение зрительной трубы теодолита

Что такое горизонт инструмента?

Расстояние по нормали от визирной оси до уровенной поверхности. ГИ = Нст + i/1000

Что такое высота прибора?

Расстояние по нормали от визирной оси до закрепленной точки

Что такое высота наведения?

Отсчет по черной стороне рейки по средней нити.

Что такое вертикальный угол?

Вертикальный угол или угол наклона — это угол, заключенный между наклонной и горизонтальными линиями. Вертикальный угол измеряют по вертикальному кругу аналогичным образом одним направлением служит фиксированная горизонт линия. Если набл точка находится выше горизонта , вертикальный угол — положителен , если ниже то отрицателен.

Что такое горизонтальный угол?

Горизонтальным углом будет угол, образованный проекциями сторон угла на горизонтальную плоскость. Следовательно, горизонтальный угол р есть линейный угол двугранного угла меж отвесными проектирующими плоскостями, проходящими соответственно через стороны угла на местности. Горизонтальному углу будет равен всякий иной угол, вершина которого находится в хоть какой точке отвесного ребра двугранного угла, а стороны лежат в плоскости. Если в точке представить горизонтально расположенный градуированный круг

Назовите способы вычисления высот точек?

Через превышения HB=HА-hAB; через горизонт инструмента ГИ= Нра +ара

Как определить превышение способом вперед? Зарисуйте схему измерения.

При нивелировании вперед нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы был на одной отвесной линии с точкой. На точку В ставят рейку. Измеряют высоту нивелира i над точкой А и берут отсчет b по рейке (рис.4.30).Превышение h подсчитывают по формуле : h = i – b.

Как измерить вертикальный угол?

МО=КЛ+КП/2 ; МО=const; v(ню)=КЛ-МО; v(ню)=МО-КП;

Как определить превышение способом из середины? Зарисуйте схему измерения.

При нивелировании из середины нивелир устанавливают посредине между точками А и В, а на точках А и В ставят рейки с делениями (рис.4.29). При движении от точки A к точке B рейка в точке А называется задней, рейка в точке В – передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет a, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет b. Превышение точки B относительно точки А получают по формуле: h = a – b.

Как измерить горизонтальный угол способом повторений?

Способ повторений применяют при измерении горизонтальных углов теодолитами с отсчетными приспособлениями невысокой точности (например, теодолитами 30-секундной точности типа ТТ-50, ТТ-5 с верньерами). Методика измерения угла направлена на ослабление влияния погрешностей отсчитывания по горизонтальному кругу на окончательное значение измеряемого угла. Сущность способа повторений состоит в том, что измеряемый угол несколько раз последовательно откладывают на горизонтальном круге.

Что такое место нуля?

Отсчет по вертикальному кругу когда визирная ось занимает горизонтальное положение и пузырёк цилиндрического уровня находится в 0 пункте. МО=КЛ+КП/2

Что такое увеличение зрительной трубы?

Под увеличением трубы понимают отношение угла зрения, под которым изображение предмета видно в трубе, к углу зрения, под которым предмет виден невооруженным глазом, то- есть, без трубы. Обозначим первый угол через α, а второй – через β и напишем формулу увеличения трубы.V =α / β .

Что такое поле зрения зрительной трубы и как его определить?

Полем зрения трубы называют участок пространства, видимый в трубу при неподвижном ее положении. Поле зрения измеряют углом ε, вершина которого лежит в оптическом центре объектива, а стороны касаются краев отверстия диафрагмы.

Теоретические положения.

Угловые измерения необходимы для определения взаимного положения точек в пространстве и используются при развитии триангуляционных сетей, проложений полигометрических и теодолитных ходов, выполнении топографических съемок, решении многих геодезических задач при строительстве различных объектов. Необходимая точность измерений и построений горизонтальных и вертикальных углов на местности составляет от десятых долей секунды до одной минуты.

Основным угломерным прибором на местности является теодолит – оптико-механический прибор, с помощью которого измеряют горизонтальные и вертикальные углы, расстояния и магнитные азимуты.

По точности теодолиты различают трех типов: высокоточные – ТО5,Т1; точные -Т2, Т5 и технические – Т15, Т30, 2Т30. В перечисленных типах теодолитов цифры соответствуют точности (средней квадратической погрешности) измерения горизонтального угла одним приемом в секундах.

Основные узлы и принадлежности технического теодолита 2Т30(рис.1):

Описание оборудования.

Устройство теодолита.

Рис.1 Общая схема основных частей и осей теодолита.

1. Кремальера. 2. Диоптрийное кольцо. 3. Колпачок, под которым расположены исправительные винты сетки нитей. 4. Оптический визир. 5. Вертикальный круг. 6. Подставка зрительной трубы. 7. Закрепительный винт лимба. 8. Основание футляра. 9. Становой винт. 10. Исправительный винт уровня. 11. Закрепительный винт алидады. 12. Цилиндрический уровень. 13. Закрепительный винт зрительной трубы. 14. Зрительная труба. 15. Наводящий винт зрительной трубы. 16. Наводящий винт алидады. 17. Подставка. 18. Подъемный винт. 19. Наводящий винт лимба. 20. Окуляр шкалового микроскопа. 21. Зеркало.

Читайте также:  Как приварить петли к воротам и столбам

Комментарии:

· Цилиндрический уровень – предназначен для приведения плоскости лимба горизонтального круга в положение перпендикулярное относительно отвесной линии (горизонтальное положение).Цилиндрический уровень — стеклянная трубка (ампула), внутренняя поверхность которой в вертикальном продольном разрезе имеет вид дуги круга радиуса от 3,5 до 200 м. При изготовлении уровня ампулу заполняют легкоподвижной жидкостью (серным эфиром или спиртом), нагревают и запаивают.После охлаждения внутри ампулы образуется небольшое пространство, заполненное парами жидкости, которое называют пузырьком уровня.Нуль-пункт уровня – точка в середине шкалы ампулы.

В геодезических приборах используются цилиндрические и круглые уровни, различающиеся между собой ценой деления, чувствительностью и конструктивными особенностями.

· Цилиндрический уровень представляет стеклянную трубку, верхняя внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге определенного радиуса (от 3,5 до 80 м). Трубка помещается в металлическую оправу. Для регулировки уровень снабжен исправительным винтом. На наружной поверхности трубки нанесены штрихи. Расстояние между штрихами должно быть 2 мм. Точка в средней части ампулы называется нульпунктом уровня.

· Линия касательная к внутренней поверхности уровня в его нультпункте называется осью уровня.

· Круглый уровень представляет собой стеклянную ампулу, отшлифованную по внутренней сферической поверхности определенного радиуса. За нуль-пункт круглого уровня принимается центр окружности. Осью кругового уровня является нормаль проходящая через нульпункт, перпендикулярно к плоскости, касательной к внутренней поверхности уровня в его центре.

Для более точного приведения пузырька в нуль-пункт применяются контактные уровни. В них над цилиндрическим уровнем устанавливается призменное оптическое устройство, которое передает изображение концов пузырька в поле зрения трубы. Пузырек находиться в нуль-пункте, если его концы видны совмещенными.

· Ценой деления уровня t называется угол, на который наклонится ось уровня, если пузырек сместиться на одно деление ампулы, т.е. t = l / R или t"=(l/R) r", где r"=206265".

· В геодезических приборах применяют цилиндрические уровни с ценой деления от 5до60",круглые – от 5до20′.

· Под чувствительностью уровня понимают минимальное линейное перемещение пузырька, которое можно заметить невооруженным глазом, обычно принимаемое в 0.1 деления, т.е. 0.2 мм.

· Зрительная труба – предназначена для высокоточного наведения на удаленные предметы и точки (визирные цели) при работе с теодолитом. Состоит из следующих основных частей: объектива, окуляра, фокусирующей линзы, сетки нитей, кремальеры (винта, перемещающего фокусирующую линзу внутри трубы). В зрительной трубе различают две оси: визирную и оптическую. Прямая соединяющая оптический центр объектива с центром сетки нитей называется визирной осью. Прямая соединяющая оптический центробъектива и окуляр – оптической осью трубы.

· Кремальера – винт, перемещающий фокусирующую линзу внутри трубы.

Подготовка зрительной трубы для наблюдений.

· Установка зрительной трубы "по глазу" – вращением окуляра (от –5 до +5 диоптрий) до получения четкого изображения сетки нитей.

· Установка зрительной трубы по предмету (визирной цели) – вращением кремальеры до четкого изображения визирной цели. Точное наведение зрительной трубы на предмет в горизонтальной плоскости осуществляется наводящим винтом 14 после закрепления алидады винтом 9, в вертикальной плоскости – наводящим винтом 15 после закрепления винтом 2.

· Полем зрения называется пространство, видимое в трубу при неподвижном ее положении. Изображение штрихов и цифр обоих кругов передаются в поле зрения микроскопа, который устанавливают вращением диоптрийного кольца по глазу до появления четкого изображения шкал окуляра 3. Отсчеты производят по соответствующим шкалам микроскопа (рис. 3).

Поворотом и наклоном зеркала 5 достигают оптимального освещения

· Горизонтальный круг, состоящий из лимба – оцифрованной по ходу часовой стрелки круговой полосы с градусными делениям. Горизонтальный и вертикальный круги проградуированы через 1°. Горизонтальный круг имеет круговую оцифровку от 0 до 359°, а вертикальный – секторную от 0 до 75° и от –0 до –75°(рис.2)

· Алидада – часть, расположенная соосно с лимбом и несущая элементы отсчетного устройства.

· Вертикальный круг – устроен аналогично горизонтальному и предназначен для измерения углов наклона.

· Подъемные винты – служат для приведения пузырька цилиндрического уровня на середину;

Основные геометрические оси теодолита:

· ОО1 – ось вращения прибора (вертикальная ось теодолита);

· UU1 – ось цилиндрического уровня (касательная к внутренней поверхности ампулы в нульпункте);

· WW1– визирная ось зрительной трубы(прямая, соединяющая оптический центр объектива и крест сетки нитей),

· VV1 – ось вращения зрительной трубы.

Геометрические требования, предъявляемые к осям:

Рис. 2.Схематический чертеж осей теодолита.

Рис. 3. Поле зрения отсчетного микроскопа:

показание лимба горизонтального круга 125° 05,5

Читайте также:  Перощипалка своими руками видео

показания лимбы вертикального круга –0° 26′

· Индексом для отсчитывания служат штрих лимба, отсчет берут с точностью до 0,5′. Если в пределах шкалы вертикального круга находится штрих лимба со знаком "–", отсчет берут по нижнему ряду цифр шкалы со знаками "–" (–6…–0, справа – налево).

· Ориентир-буссоль служит для измерения магнитных азимутов и устанавливается в паз, расположенный на боковой крышке вертикального круга теодолита (рис. 4).Ориентир –буссоль служит для измерения магнитных азимутов и устанавливается в паз, расположенный на боковой крышке вертикального круга.Винт арретира – (винт смещения шкалы для установки на нуль. ).

Рис. 4. Ориентир-буссоль:

1 – закрепительный винт; 2 – винт арретира.

· Положение магнитной стрелки наблюдают в зеркале, которому придают нужный наклон. Магнитную стрелку в нерабочем состоянии ориентируют вращением винта, расположенного в нижней части корпуса буссоли.

Устройство зрительной трубы. Для визирования на удаленные наблюдаемые предметы в геодезических приборах используют зрительные трубы. Некоторые из них относятся к типу астрономических и дают обратное изображение предметов. Во многих случаях в оптических теодолитах используются трубы, обеспечивающие прямое изображение (например, 4Т30П и др.).

Перед наблюдением зрительная труба должна быть отфокусирована.

Фокусированием называется установка трубы таким образом, чтобы в поле зрения было отчетливо видно изображение визирной цели, т. е. наблюдаемого предмета. Различают трубы с внешним и внутренним фокусированием.

В современных геодезических приборах применяют трубы с внутренним фокусированием, имеющие постоянную длину. Их конструкция обеспечивает большее увеличение при меньшей длине по сравнению с трубами с внешним фокусированием, а также предохраняет от проникновения в нее пыли и влаги.

Оптическая система зрительной трубы с внутренним фокусированием (рис. 5, а) состоит из объектива 1, окуляра 2, внутренней фокусирующей линзы 3, которая перемещается внутри трубы вращением кремальеры 4 (кремальерного винта или кольца) и сетки нитей 5.

Рис.5 Зрительная труба: a – продольный разрез: б – ход лучей в зрительной трубе

Совместное действие объектива и фокусирующей линзы равносильно действию одной собирательной линзы с переменным фокусным расстоянием, называемой телеобъективом. Принципиально оптическая схема трубы с телеобъективом (рис. 5, б) не отличается от схемы простой зрительной трубы (трубы Кеплера) с внешним фокусированием, но обладает более совершенной конструкцией.

Предмет АВ, расположенный за двойным фокусным расстоянием, рассматривается через объектив (см. рис. 5, б). Его изображение ab, получаемое с помощью телеобъектива, будет действительным, обратным и уменьшенным. Указанное изображение увеличивается окуляром, в результате чего получается мнимое и увеличенное изображение а’b’ наблюдаемого предмета.

Изображение предмета, получаемое простой зрительной трубой, сопровождается оптическими искажениями, основными из которых являются сферическая и хроматическая аберрации.

Сферическая аберрация вызывается тем, что лучи света (особенно, падающие на края линзы) после преломления не пересекаются в одной точке и дают тем самым неясное и расплывчатое изображение.

Хроматическая аберрация заключается в том, что лучи света после преломления в линзе разлагаются на составные цвета светового спектра и окрашивают края изображений. Для ослабления влияния оптических искажений в зрительных трубах применяют диафрагмы, задерживающие прохождение крайних лучей света, а также сложные объективы и окуляры, состоящие из 2 — 3 линз с различными коэффициентами преломления стекла.

Сетка нитей. Установка зрительной трубы для наблюдения. Для визирования на наблюдаемые цели в зрительной трубе должна быть постоянная точка К — действительная или воображаемая между параллельными линиями. Для получения этой точки в окулярном колене вблизи переднего фокуса окуляра помещается металлическая оправа, в которой вставлена стеклянная пластинка с нанесенной на ней сеткой нитей (штрихов) (рис. 6, а). Виды сеток нитей, применяемых в оптических теодолитах, показаны на рис. 6, б, в.

Рис.6. Сетка нитей зрительной трубы:

а — схема закрепления оправы сетки нитей; б — сетка теодолитов Т5, Т15, ТЗО, Т60; в — сетка теодолитов Т15М и ТЗОМ

Сетка нитей представляет собой систему штрихов, расположенных в плоскости изображения, даваемого объективом зрительной трубы. Основные штрихи сетки используются для наведения трубы в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Двойной вертикальный штрих называется диссектором нитей; визирование на наблюдаемую цель биссектором производится точнее, чем одной нитью. Точка пересечения основных штрихов сетки нитей (либо осей заменяющих их биссекторов) называется перекрестием сетки нитей.

Воображаемая линия, соединяющая перекрестие сетки нитей и оптический центр объектива, называется визирной осью трубы, а ее продолжение до наблюдаемой цели — линией визирования. Линия, проходящая через оптические центры объектива и окуляра, называется оптической осью трубы.

Зрительная труба имеет также геометрическую ось, т. е. линию симметрии, проходящую через центры поперечных сечений цилиндра трубы.

Читайте также:  Перфоратор макита профессиональный цена

Для правильной установки сетки нитей ее оправа снабжена исправительными (юстировочными) винтами: двумя горизонтальными — 1 и двумя вертикальными — 2 (см. рис. 6, а), которые закрываются навинчивающимся колпачком. С помощью каждой из пар исправительных винтов сетку нитей можно перемещать в небольших пределах в горизонтальной и вертикальной плоскостях, изменяя тем самым положение визирной оси зрительной трубы.

При визировании на цель наблюдатель должен отчетливо видеть в поле зрения трубы штрихи сетки нитей и изображение рассматриваемого предмета. Для выполнения этого условия должны быть выполнены действия, составляющие установку зрительной трубы для наблюдения. Полная установка трубы для наблюдения складывается из установки ее по глазу и по предмету.

Установка трубы по глазу производится перемещением диоптрийного кольца окуляра до получения четкой видимости штрихов сеткиего зрения и периодически проверяется.

Установка трубы по предмету (фокусирование) для получениясетки нитей, который возникает при недостаточно тщательном фокусировании трубы вследствие несовмещения изображения предмета с плоскостью сетки нитей. Параллакс устраняется небольшим поворотом кремальеры, что способствует повышению точности визирования.

Технические показатели зрительных труб. Оценка качества зрительных труб осуществляется по ряду технических показателей, к основным из которых относятся увеличение трубы, поле зрения трубы и яркость изображения.

Видимым, или угловым, увеличением зрительной трубы Г называется отношение угла в (см. рис. 5, б), под которым изображение рассматриваемого предмета видно в трубу, к углу б, под которым предмет виден невооруженным глазом, т. е.

Практически увеличение зрительной трубы можно принять равным отношению фокусных расстояний объектива и окуляра:

Увеличение зрительной трубы можно определить по вертикальной рейка установленной в 5– 10 м от прибора (рис. 7, а). На рейку смотрят одновременно двумя глазами: одним — непосредственно на рейку, другим — через трубу. При этом два видимых изображения рейки проектируются одно на другое; подсчитывают, сколько делений рейки, видимых невооруженным глазом, проектируется на одно увеличенное деление, видимое через трубу. Это число и будет увеличением зрительной трубы.

Рис.7. Схема исследования зрительной трубы при помощи рейки:

а– определение увеличения зрительной трубы;

б — определение поля зрения зрительной трубы

Принимая погрешность визирования невооруженным глазом равной 60" и зная увеличение трубы Г, можно найти предельную погрешность визирования при наблюдении в зрительную трубу:

Для получения большего увеличения в зрительных трубах геодезических приборов используют длиннофокусные объективы и короткофокусные окуляры. Увеличение зрительных труб, применяемых в инженерной практике, находится в пределах 15 –30х, а в высокоточных приборах — до 40х.

Полем зрения зрительной трубы называется коническое пространство, видимое глазом через неподвижно установленную трубу. Оно измеряется углом ср между лучами, идущими из оптического центра объектива к краям a и b диафрагмы (рис. 7, б). Величина угла поля зрения трубы определяется по формуле:

т. е. угол поля зрения обратно пропорционален увеличению трубы и не зависит от размеров объектива. Это обстоятельство ограничивает применение в геодезических приборах труб с большим увеличением, так как ими весьма трудно отыскивать визирные цели. Поэтому на трубах с большим увеличением часто устанавливают дополнительную трубу-искатель с малым увеличением, но большим полем зрения.

На практике для определения угла поля зрения трубы на расстоянии d от объектива (рис. 7,6) устанавливают рейку и отсчитывают по ней число делений /, видимых в трубу между краями поля зрения. Тогда

Пример: d = 20 м, l = 60 см, ц =0,60м/20м* 3438’= 103’= 1,7°.

Зрительные трубы геодезических приборов имеют углы поля зрения от 30′ до 2°.

Яркость изображения, или степень освещенности, характеризуется количеством света, получаемым глазом в одну секунду на каждый квадратный миллиметр видимого изображения. Относительная яркость изображения I, определяемая отношением яркостей изображения при наблюдении невооруженным глазом Е0 и с помощью зрительной трубы E1 может быть найдена из выражения

где ф — коэффициент пропускания системы, учитывающий потери светового потока на отражение при преломлении лучей на полированных поверхностях и поглощение при их прохождении через оптические детали; DBX– диаметр входного отверстия объектива; Гdгл — диаметр зрачка глаза.

Как следует из формулы, для наблюдений (особенно в затемненных условиях или при слабой освещенности) выгодно применять трубы с большим диаметром входного отверстия и небольшим увеличением. Однако увеличение диаметра входного отверстия объектива ведет к усилению влияния хроматической аберрации, а уменьшение оптического увеличения трубы — к снижению ее разрешающей способности и соответственно точности визирования.

Применение просветленной оптики в современных геодезических приборах сводит к минимуму потери яркости изображения при прохождении лучей через оптическую систему трубы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector