Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Поверка оптического нивелира

Поверка оптического нивелира

Линия визирования у нивелира приводится в горизонтальное положение двумя способами:

1) с помощью элевационного винта и цилиндрического уровня при трубе, напри­мер у нивелира Н3

2) автоматически с помощью компенсатора малых углов наклона визирной оси, например у С410 (Sokkia)

Поверки и юстировки нивелира.

Поверки нивелира связаны с его основными осями.

Основные оси нивелира:

Ось вращения нивелира; Ось круглого уровня;

Визирная ось зри­тельной трубы; Ось цилиндрического уровня при трубе

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

1) ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира;

2) вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения нивелира;

3) ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы.

Поверки нивелиров с уровнем при трубе:

Для соблюдения этих условий выполняются следующие поверки нивелира:

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

Для поверки этого условия подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в нульпункт и поворачивают трубу нивелира на 180°. Если пузырек сме­стился с нульпункта более, чем на 0,5 деления, исправительными винтами круг­лого уровня перемещают пузырек к цен­тру на половину дуги отклонения и окончательно совмещают пузырек уровня с центром ампулы с помощью подъемных винтов.

2. Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения ниве­лира.

Подвешивают отвес. На расстоянии 20 — 25 м от отвеса устанавливают ниве­лир, при­водят его в рабочее положение. Вертикальную нить сетки зрительной трубы совмещают с нитью отвеса. Если нить зрительной трубы не совпала с ни­тью отвеса более чем на 0,5 мм, положение нитей сетки исправляют. Для этого от­винчивают винты 1, которыми окулярная часть скреплена с корпусом зрительной трубы, снимают окулярную часть, открепляют винты 2 на ½ оборота, а винт 3 на ¼ оборота и рукой поворачивают сетку до совмещения вертикальной нити со шнуром отвеса. Винты закрепляют.

Поверка цилиндрического уровня. Она состоит из 2-х частей:

отвесная плоскость, проходящая через ось уровня, должна быть парал­лельна отвесной плоскости, проходящей через визирную ось трубы;

ось цилиндрического уровня и визирная ось зрительной трубы должны быть параллельны.

Для первой части поверки на расстоянии 50 м от рейки устанавливают ниве­лир так, чтобы один из подъемных винтов располагался в створе визирования на рейку. Два других винта займут симметричное положение относительно линии ви­зирования.

Нивелир приводят в рабочее положение. Зрительную трубу наводят на рейку. Элевационным винтом совмещают концы пузырька уровня, берут отсчет по рейке, например В = 1568 мм.

Вращая в противоположные стороны подъемные винты на 3 полных оборота, наклоняют нивелир влево. Элевационным винтом совмещают концы пузырька уровня, снова берут отсчет по рейке Вл =1566 мм.

Наклоняя нивелир вправо и повторяя еще раз все действия, берут отсчет

Вычисляют средний отсчет Вср и уклонения от него:

В — Вср = -1 мм ≤ 3 мм;

Если Вп — Влбольше допуска и со знаком (+), боковыми юстировочными винтами цилиндрического уровня конец уровня перемещают ближе к окуляру. Если со знаком (-), конец уровня перемещают от окуляра. После юстировки по­верку повторяют.

К поверке цилиндрического уровня (2 часть)

Вторую часть поверки цилиндрического уровня можно выполнять разными способами. Рассмотрим двойное нивелирование способом вперед. Для этого на ровной местности на расстоянии 50 м забивают в землю два колышка. Нивелир устанавливают в пределах 2 — 3 метров от первой точки. Элевационным винтом совмещают концы пузырька уровня, берут отсчеты на ближнюю (i1) и дальнюю (а2) рейки.

Нивелир устанавливают вблизи точки 2, действия повторяют, снимают от­счеты на ближнюю (i2) и дальнюю (а1) рейки.

Пример: i1 =1563 мм, a2 = 1466 мм, i2 =1464 мм, a1 = 1673 мм.

Вычисляют ошибку D, указывающую на непараллельность визирной оси и оси цилиндрического уровня:

Вычисленный отсчет, устанавливают по рейке элевационным винтом. Концы пузырька уровня разойдутся. Вертикальными юстировочными винтами уровня совмещают изображение концов пузырька уровня.

Поверки нивелиров с компенсатором

В нивелирах с компенсатором типа 3Н3КЛ проводят следующие поверки:

1) поверка круглого установочного уровня;

4) поверка горизонтальности линии визирования.

Первую и вторую поверки проводят аналогично уровенным нивелирам. Перед следующими поверками, а также перед производством измерений необходимо убедиться, что компенсатор в нивелире срабатывает. Для этого нивелир приводят в рабочее положение и берут отсчет по рейке а. Повернув на 1/8 оборота подъем­ный винт, задают малый угол наклона вдоль линии визирования. Сетка нитей трубы с работающим компенсатором должна после небольших колебаний вер­нуться на тот же отсчет а по рейке. В противном случае нивелиром измерять нельзя, необходим ремонт компенсатора.

3. Поверка компенсатора. Определение диапазона его действия

Диапазон действия компенсатора – это угол наклона вертикальной оси ниве­лира, в пределах которого нормально работает маятник компенсатора. Его опреде­ляют при помощи отсчетов по рейке (в 50 м от нивелира) как для продольных (±a), так и для боковых (±b) наклонов нивелира. Перед началом работ поверяется и юстируется круглый уровень.

С помощью подъемных винтов выполняют продольный или боковой наклон нивелир в обе стороны от нульпункта круглого уровня до момента зависания ма­ятника компенсатора. Зависание фиксируют в момент резких изменений отсчетов по рейке (сетка нитей начинает перемещаться вместе с наклоном нивелира). Угол наклона при зависании определяют по смещению пузырька уровня или по цене 1 оборота подъемного винта в соответствии с показаниями отсчетов до наклона и по­сле наклона в одну, а затем в другую стороны; например: до наклона а = 1570 мм, зависание началось при наклоне ± 20¢: +a: 1566 мм, — a: 1569 мм,

+b: 1564 мм, — b: 1565 мм.

4. Поверка горизонтальности линии визирования

После срабатывания компенсатора в нивелире визирная ось должна распола­гаться в вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось объектива зрительной трубы, и быть горизонтальной.

Поверка выполняется аналогично поверке 3 нивелира с уровнем. Юстировка для первой части поверки выполняется в сервисных центрах завода-изготовителя.

Вторая часть поверки выполняется двойным нивелированием. Юстировка проводится поворотом оптического клина, установленного перед объ­ективом, или при помощи вертикальных юстировочных винтов сетки, вращением которых устанавливают правильный отсчет , вычисленный по формуле.

По всем вопросам связанным с поверками или ремонтом нивелиров вы можете обратиться в наш сервисный центр по телефону 8 (343) 266-31-05.

Читайте так же:
Батареи для акб шуруповерта

До метрологической поверки допускаются только абсолютно исправные приборы, перед проведением работ по поверке все геодезическое оборудование проходит обязательную техническую диагностику и при необходимости выполняется ремонт.

Внимание! Забор и доставка оборудования по Екатеринбургу БЕСПЛАТНО!

Изучение устройства, выявление и устранение неисправностей уровенных нивелиров типа н-3

ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА, ВЫЯВЛЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ УРОВЕННЫХ НИВЕЛИРОВ ТИПА Н-3.

Цель работы : изучить устройство нивелира в целом, оптическую схему зрительной трубы и контактного уровня (рис. 1), устройство механических узлов: подъемных винтов подставки нивелира (рис. 4,5), наводящего (рис. 5), элевационного (рис. 6) и стопорного винтов, вертикальной осевой системы (рис. 3), а также крепление и юстировку цилиндрического и круглого уровней, порядок выполнения неполной разборки и сборки прибора, правила чистки и смазки механических узлов, основные неисправности оптических и механических узлов и по заданию преподавателя выявить и устранить некоторые из неисправностей прибора.

Приборы и принадлежности : нивелир Н-3 (НИ-3), 3 отвертки (в том числе так называемые часовые отвертки) разных размеров, ключ, шпилька, вата, три деревянные палочки для чистки и смазки, спирт (50% спирта + 50% эфира), бензин, веретенное масло, ветошь, лист плотной бумаги.

Содержание и порядок выполнения работы

Разборку нивелира, как и любого точного геодезического прибора, разрешают выполнять квалифицированному специалисту. В нивелире инженер-геодезист может произвести чистку оптических деталей, чистку и смазку механических деталей и узлов, заменить пружины и штифты наводящего и элевационного винтов, заменить ампулы уровней, отрегулировать ход подъемных винтов, исправить главное условие и перекос сетки нитей, исправить несимметричное и нерезкое изображение концов пузырька контактного уровня в поле зрения зрительной трубы, а также выполнить другие профилактические и юстировочные работы.

В процессе разборки прибора необходимо соблюдать следующие правила: до разборки прибора или его узлов нанести метки на сопрягаемые детали; подбирать размер отвертки соразмерно шлицу винтов; перед вывинчиванием винта проверить наличие стопорных винтов; располагать детали в опре­деленном порядке, запоминая очередность разборки; для сохранения резьбы винтов и гаек целесообразно крепежные винты деталей и узлов устанавливать сразу после их снятия на свое место; перед завинчиванием винта необходимо слегка смазать его резьбу; не допускать резких рывков при затягивании винтов и гаек, а также их перетягивания или недокрепления; прочищать металлические детали бензином, оптические детали — спиртом-ректификатом; выполнять разборку в сухом помещении.

Принципиальная оптическая схема нивелира Н-3 показана на рис. 1.

Главное условие нивелира с элевационным винтом: визир ная ось зрительной трубы (линия, соединяющая центр объектива и центр сетки нитей) должна быть параллельна оси цилиндрического уровня (касательной к внутренней поверхности ампулы уровня, проведенной вдоль его длины через пузырек, при нахождении пузырька в нуль – пункте).

Главное условие в нивелире Н-3 (НИ-3) исправляется вертикальными юстировочными винтами цилиндрического уровня, при этом сначала примерно на полоборота шпилькой ослабляется один из боковых котировочных винтов. Затем ослабляется один из вертикальных винтов, после чего другой вертикальный винт на столько же поджимается. После совмещения концов пузырька уровня оба вертикальных винта и предварительно ослабленный горизонтальный винт должны быть затянуты. Повторно выполняется поверка главного условия.

На рис. 2, а показано правильное симметричное расположение изображений концов пузырька уровня в поле зрения, при этом совмещение их происходит плавно, как бы по одной касательной к окружности.

Несимметричное изображение (рис. 2, б, в) приводит к разрыву изображений в точке касания, а, следовательно, к погрешности совмещения концов пузырька уровня, и даже уходу изображения концов пузырька из поля зрения (рис. 2, г). Несимметричное изображение концов пузырька уровня исправляют перемещением и разворотом блока призм 7 (см. рис. 1), предварительно сняв крышку кожуха цилиндрического уровня и ослабив два крепежных винта крепления оправы блока призм (см. рис. 11). При этом, наблюдая в окуляр 4 (см. рис. 1), устанавливают симметричное изображение и закрепляют оправу блока.

Рис. 1. Оптическая схема нивелира Н-3:

1 — объектив; 2 — фокусирующая линза; 3 — сетка нитей; 4 — окуляр; 5 — ампула

уровня; 6 — пузырек цилиндрического уровня; 7 — блок из двух сфеноидов типа

БМ-90″; 8 — призма АР-90°; 10 — микрообъектив; 9 и 11 — ромб-призмы БС-0°

Смещение оптических деталей контактного уровня приводит к размытости изображения пузырька (рис. 2, д) в плоскости сетки нитей 3 (рис. 1). Резкое изображение его можно получить путем смещения микрообъектива 10. Для этого необходимо снять крышку кожуха уровня, отверткой вывинтить заглушку, расположенную в правом верхнем углу, и, ослабив два винта крепления оправы микрообъектива 10, переместить оправу за головку одного из винтов вдоль оптической оси до получения резкого изображения, после чего закрепить крепежные винты оправы микрообъектива, установить заглушку и закрыть кожух уровня. Перекос сетки нитей 3 относительно отвесной линии устранить после отделения оправы окуляра 4 (рис. 10). Для этого необходимо вывинтить три винта крепления окуляра, отделить окуляр и, ослабив верхний и нижний винты крепления сетки на полный оборот, а средний винт на четверть оборота, развернуть сетку, после чего в обратном порядке закрепить все винты.

Зрительную трубу нивелира разбирать запрещается. Однако, в случае крайней необходимости, следует: отстопорить и вывинтить объектив, отделить втулку с фокусирующей линзой, разобрать трехлинзовый объектив.

При этом особое внимание необ­ходимо уделить расположению линза объектива, закрепительного и пружинного колец относительно корпуса объектива, нанеся на них метки.

Принципиальная схема вертикальной оси вращения нивелира Н-3 показана на рис. 3. Для чистки и смазки осевой системы нивелира Н-3 необходимо отделить верхнюю часть от подставки. Для этого отверткой следует вывинтить соединительный винт 3 втулки 2 с осью 1 и, придерживая патрон с пружиной наводящего винта (рис. 8), легким вращением вынуть ось с трубой из втулки 2. При сборке обратить внимание на износ сферической головки 4 и пятки 5 (между ними должен быть точечный контакт).

Для чистки и смазки оси необхо­димо применять тонкие деревянные палочки, для снятия загрязнения на одну из них наматывают вату, пропитанную бензином, другую деревянную палочку используют для нанесения одной — двух капель масла (не более).

Рис. 3. Схема вертикальной оси вращения нивелира Н-3:

1 — ось; 2 — втулка; 3 – соединительный (ограничительный) винт; 4 – сферический наконечник оси 1; 5 — пятка (полированная закаленная ППП)

Для летней смазки применяют масло типа ОКБ-122-16 или ОКБ-122-5, для зимней смазки — масло типа ОКБ-122-12 или ОКБ-122-7. Ось рекомендуется смазывать не чаще одного раза в сезон.

Читайте так же:
Чертежи китайского лазерного гравера

Ознакомимся с конструкциями подъемных винтов.

На рис. 4 показана конструкция одного из подъемных винтов, используемых в нивелире Н-ЗКЛ. На рис. 5 показана конструкция подъемного винта, используемого в нивелирах ЗН-ЗКЛ и 4Н-2КЛ (ПО «УОМЗ»).

Рис. 4. Подъемный винт нивелира Н-ЗКЛ:

1 — винт со сферической опорой; 2 — головка; 3 — оправа винта; 4 — шлиц оправы;

5 — разрезная втулка; 6 — зажимная гайка регулировки плавности хода

подъемного винта; 7 — отверстия под шпильку

Люфт или чрезмерное усилие вращения подъемных винтов, изображенных на рис. 3, регулируют шпилькой, вывинтив винт 1 до совмещения отверстий 7 с отверстиями в головке 2 (на рис. 3 не показаны), при недостаточной устойчивости подставки у нивелиров ЗН-ЗКЛ необходимо вывинтить подъемные винты до упора и отрегулировать их ход регулировочными стопорными винтами 5 (см. рис. 5), устранив зазор между винтом 2 и цилиндрическим приливом 10.

Рис. 5. Подъемный винт нивелира ЗН-ЗКЛ:

1 — ограничительная гайка; 2 — винт; 3 — упор; 4 — втулка; 5 — стопорный винт;

6 — головка винта; 7 — трегер; 8 — шарик; 9 — упорная пластина;

10 — цилиндрический прилив

На рис. 5 приведена принципиальная схема наводящего винта.

Рис. 6. Принципиальная схема наводящего винта:

1 — патрон возвратной пружины; 2 — возвратная пружина; 3 — зажимная втулка;

4 — водильце; 5 — штифт; 6 — рама крепления зрительной трубы;

7 — головка наводящего винта

При разборке наводящего винта необходимо вывинтить стопорные винты и отделить патрон возвратной пружины или головку наводящего винта от корпуса (см. рис. 9).

Элевационный винт (рис. 7) используют в нивелирах для приведения визирной оси (линии, соединяющей центр объектива и центр сетки нитей) зрительной трубы в горизонтальное положение.

Разборка элевационного винта практически не отличается от разборки наводящего винта. Сборку нивелира выполняют в обратном порядке.

Рис. 7 Принципиальная схема элевационного винта:

1 — оправа; 2 — конус; 3 — соединительный штифт; 4 — головка элевационного

винта; 5 — упор; 6 — направляющая втулка; 7 — подъемный штифт; 8 — прилив

корпуса зрительной трубы; 9 — пружина; 10 — регулируемая по высоте пята

Основные неисправности элевационного винта: при ввинчивании головки 4 окулярная часть корпуса зрительной трубы не поднимается, причины: отсутствует штифт 7 или сносилась пара штифт — конус; при вывинчивании головки 4 окулярная часть не опускается, причины: ослабла или сломалась пружина 9 (для устранения неисправностей необходимо разобрать элевационный винт и заменить неисправную деталь); при отгоризонтированном по поверенному круглому уровню приборе не работает элевационный винт, причина: изношен штифт 7 (для исправления необходимо вывинтить пяту 10).

Рис. 8 Вывинчивание Рис. 9 Разборка

соединительного винта наводящего винта

Рис. 10 Отделение оправы окуляра Рис.11 Регулировка блока сфероидов

На рис. 8 приведен пример вывинчивания соединительного винта 3 (рис. 3) при отделении зрительной трубы от подставки. На рис. 9 приведен пример разборки наводящего винта (вывинчивание упора 5 (см. рис. 7)). На рис. 10 показано вывинчивание винтов крепления окуляра. На рис. 11 приведен пример регулировки блока сфеноидов.

Контрольные вопросы

Правила разборки геодезических приборов и порядок разборки и сборки нивелира Н-3.

Устройство контактного уровня нивелира Н-3, неисправности и их устранение.

Поверки и юстировка главного условия и перекоса сетки нитей относительно оси вращения нивелира с элевационным винтом.

Устройство и принцип действия элевационного винта нивелира Н-3 и устранение его неисправностей.

Устройство и принцип действия подъемных винтов подставки, устранение неисправностей.

Устройство и принцип действия наводящего винта, устранение неисправностей.

7. Основные неисправности, чистка и смазка вертикальной оси вращения нивелира Н-3.

Глава 2. Нивелирование. Нивелирование на примере оптического нивелира с компенсатором

Нивелирование – это геодезические работы по определению превышений. В зависимости от метода определения различают геометрическое, тригонометрическое, гидростатическое и другие виды нивелирования.

Целью моей работы является обогащение теоретических и практических знаний в нивелировании, изучить устройство нивелира, освоить методику поверок и юстировок нивелира.

Задачи: углубить свои теоретические знания в области нивелирной съемки, расширить и закрепить их; научиться работать самостоятельно с нивелиром и проводить нивелирную съемку местности, поверку и юстировку нивелира.

При выполнении курсовой работы я воспользовалась такими методами как метод наблюдения, математические, статистические методы.

Работа состоит из следующих глав: введения, главы 1 (Нивелир. Устройство и типы), глава 2 (нивелирование), глава 3 ( поверка, юстировка прибора), заключения и из списка использованной литературы. При этом работа содержит 15 рисунков и иллюстраций. Использованной литературы насчитывается 13. Особенно важные информации я нашел в учебниках Курошева, В.Н. Ганьшина, Л.А. Черкаса и В.Е. Новакова.

Глава 1. Нивелир. Типы и устройство

Нивелир— геодезический прибор, предназначенный для определения разности высот двух точек горизонтальным визирным лучом по вертикально установленным в этих точках рейкам. Нивелир (от фрaнц. nivеlеr — выравнивать, niveau — уровень), геодезический инструмент для измерения превышения точек земной поверхности – нивелирования, a также для задания горизонтальных направлений при монтажных работах. Наибольшее распространение имеют оптико-механические нивелиры, снабженные зрительной трубой, при помощи которой производят отсчет по рейке. Перед отсчетом визирную линию зрительной трубы устанавливают горизонтально при помощи уровня; в нивелирах c самоустанавливающейся линией визирования это осуществляется автоматически.

Типы нивелиров

Нивелиры подразделяются на следующие типы:

1. Глухие (НГ, HB-1) зрительная труба, уровень и подставка инструмента соединены так, что изменение их взаимного положения возможно лишь при помощи исправительных винтов, предназначенных для регулировки инструмента.

2. Глухие с поворотной трубой (полуглухие );

3. Со свободной (перекладной) трубой (НТ), a) C уровнем при подставке,

б) C уровнем при трубе;

4. C самоустанавливающейся линией визирования (HС-3, HСМ-2, HЗК);

5. C наклонным лучом визировния HЛ-3).

Наиболее совершенны те системы нивелиров, y которых обеспечена надежная связь трубы c уровнем, a все части инструментов лучше защищены от внешних влияний.

У глухих нивелиров зрительная труба наглухо прикреплена к вертикальной оси вращения инструмента. В работе глухие нивелиры последних систем удобны тем, что позволяет одновременно вести отсчеты по рейке и наблюдать за положением уровня.

У полуглухих нивелиров труба соединена c вертикальной осью вращения так, что, кроме поворота вокруг этой оси, она может поворачиваться на 180° вокруг своей геометрической (горизонтальной) оси. Для окончательной установки в горизонтальное положение имеется элевационный винт. Уровень наглухо (сбоку) прикреплен к трубе.

У нивелиров со свободной (перекладной) трубой к вертикальной оси вращения прикреплены вилкообразные подставки (лагеры), на которые опирается труба своими кольцеобразными выступами (цапфами). Трубу можно вынуть и переложить в лагерях или, не вынимая ее из лагер, повернуть вокруг геометрической оси на 180° (поворот в лагерах). Трубу можно также переложить и повернуть в лагерах на 180°. Наиболее распространенный тип нивелира c перекладной трубой — нивелир c уровнем при подставке.

Читайте так же:
Контроль качества сварных соединений труб

Нивелиры c самоустанавливающейся линией визирования (c призменным, линзовым или зеркальным компенсатором) выгодно отличаются от обычных нивелиров тем, что требуют меньшей затраты времени на установку, так как нивелировщик приводит нивелир в горизонтальное положение по уровню малой точности (c ценой деления порядка 2 ′ -10 ′ ). Окончательное приведение линий визирования в горизонтальное положение выполняется автоматически, упомянутыми компенсаторами.

Нивелир c наклонным лучом позволяет непосредственно отсчитывать превышения до 20 м c одной стоянки, что удобно в сильно пересеченной местности. Однако шкала, по которой делается отсчет превышений, ограниченно освещена, что значительно сужает область его применения, особенно при нивелировании в лесу, a также в пасмурную погоду.

Различают следующие три основных типа нивелиров по точности нивелира:

1 -высокоточные — дающие на 1 км хода ошибки, не превышающие, 0,5 – 1,0 мм. Н-0,5, Н-2, используются при нивелировании I, II классов;

2 -точные — дающие на 1 км хода ошибки, не превышающие, 4– 8 мм. Н-3, НС-4, используются при нивелировании III, IV классов.

3 -технические — дающие на 1 км хода ошибки, не превышающие, 15 мм. НГ, Н – 10, НТ, используются для технического нивелирования .

Цифры после Н указывают точность нивелирования (средняя квадратичная погрешность на 1км двойного хода).

Маркировка нивелиров состоит из буквенно-цифрового кода примерно такого вида 3H-2КЛ. Здесь: цифра 3 – модификация прибора, буква Н – Нивелир, цифра 2 – среднеквадратичная погрешность на 1 километр двойного хода в миллиметрах, К – обозначает наличие компенсатора, Л – наличие горизонтального лимба для измерения горизонтальных углов с технической точностью.

Устройство нивелира

В качестве примера можно рассмотреть строение оптического нивелира. Проведение геодезических работ невозможно представить без такого прибора, как оптический нивелир, c помощью которого на местности определяется превышение (разность высот) одной точки над другой. Они являются самые распространенными и популярными геодезическими приборами. Эти приборы различают по принципу их работы и способу выполнения измерений. Остановимся подробнее на классическом геодезическом инструменте — оптическом нивелире. Рассмотрим устройство нивелира c уровнем.

Рис. 1 Устройство нивелира

1 — пружинящая пластина со втулкой; 2 — подставка; 3 — элевационный винт;

4 — окуляр; 5 — целик; 6 — корпус зрительной трубы; 7 — коробка цилиндрического контактного уровня; 8 — механический визир (мушка); 9 — объектив; 10 — кремальерный винт (головка трубки); 11 — закрепительный винт; 12 — наводящий винт;13 — установочный круглый уровень; 14 — исправительный винт установочного уровня; 15 — подъемный винт.

Методы нивелирования

Нивелирование– определение абсолютных высот (глубин) или превышений точек земной поверхности относительно уровня моря или какого-либо другого уровня.

Нивелирование обычно используют для определения высот точек при составлении топографических планов, карт, профилей, при перенесении проектов застройки и планировки территории по высоте. При производстве строительных работ c помощью нивелирования устанавливают строительные конструкции в проектное положение по высоте. Применяют нивелирование при наблюдениях за осадками и деформациями зданий, для определения вертикальных перемещений точек зданий и сооружений.

Различают следующие методы нивелирования:

1) геоме­трическое нивелирование;

2) тригонометрическое нивелирование;

3) физическое нивелирование:

1) Геометрическое нивелирование — это метод определе­ния превышения с помощью горизонтального визирного луча и нивелирных реек. Для получения горизонтального луча используют прибор, который называется нивелиром. Геометрическое нивелирование широко применяется в геодезии и строительстве.Нивелирование выполняется горизонтальным визирным лучом с помощью нивелира. Превышение одной точки над другой определяется непосредственно из отсчётов, которые берутся по рейкам с помощью горизонтального луча зрения. Геометрическое нивелирование в зависимости от преследуемой цели делится на две категории. К первой категории относится геометрическое нивелирование, которое выполняется с целью получения системы опорных высотных пунктов I, II, III и IV классов. Нивелирование первой категории называется государственным. Геометрическое нивелирование второй категории производится для нужд строительства и инженерных изысканий. Оно называется техническим нивелированием. В результате государственного нивелирования получают сеть марок и реперов, расположенных на территории страны по определённому плану. Марки и реперы служат исходными точками для технического нивелирования. Для производства геометрического нивелирования необходимы специальные инструменты — нивелиры и нивелирные рейки.

2) Тригонометрическое нивелирование — это метод опре­деления превышения по измеренному углу наклона и расстоянию между точками. Его применяют при топо­графических съемках и при определении больших превышений. Оно выполняется наклонным визирным лучом c помощью теодолита. Здесь превышения точек определяются путём вычислений по формулам тригонометрии, исходя из расстояния между точками и угла наклона визирного луча к горизонту. Тригонометрическое нивелирование называется также геодезическим. Если при этом нивелировании расстояния между точками определяются дальномером, то оно носит название тахеометрического нивелирования. Тригонометрическое нивелирование применяется для получения точек высотной рабочей основы, а также в целях пополнения высотных данных при составлении мелкомасштабных карт и т. д. Тригонометрическое нивелирование может производиться любым инструментом, имеющим вертикальный круг.

3) К физическому нивелированию относят методы, основанные на использовании различных физических явлений: метод, гидростатического нивелирования нивелирования, основанный на применении сообщающихся сосудов; барометрического ни­велирования, основанный на определении превышений по разностям атмосферного давления в наблюдаемых точках; радиолокационного нивелирования, основанного на отражении электромагнитных волн от земной поверхности и определении времени их прохождения. При таком нивелировании превышения точек получаются с помощью физических приборов (гидростата, барометра, термометра и др). В основе гидростатического нивелирования лежит свойство свободной поверхности: жидкости в сообщающихся сосудах всегда находятся на одном уровне. При барометрическом нивелировании применяется барометр. В этом случае превышения определяются по разностям атмосферного давления в наблюдаемых точках. Барометрическое нивелирование применяется при высотном обосновании аэросъёмок мелкого масштаба, при географических исследованиях и различного рода рекогносцировках.

-Метод гидростатического нивелирования применяют в производстве строительно-монтажных работ для выверки конструкций в стесненных условиях. Его часто используют при наблюдениях за деформациями инженер­ных сооружений.

-Барометрическое нивелирование применяют в началь­ный этап инженерных изысканий.

-Радиолокационное нивелирование выполняют при аэрофотосъемке местности.

4) Автоматическое нивелирование осуществляют с по­мощью специальных приборов, устанавливаемых на авто­мобилях, железнодорожных вагонах. При автома­тическом нивелировании сразу вычерчивается на специаль­ной ленте профиль местности. Этот метод находит приме­нение при изысканиях линейных сооружений и для кон­троля положения железнодорожных путей.

Глава 2. Нивелирование. Нивелирование на примере оптического нивелира с компенсатором

Читайте так же:
Диммер для асинхронного двигателя

Подготовка к измерениям

Достаньте прибор из транспортировочного футляра и проверьте комплектность :

3. Руководство пользователя

4. Защитный чехол

Рис.2 Комплект нивелира.

1. Ослабьте винты на ножках штатива, выдвиньте ножки на нужную высоту и хорошо затяните винты.

2. Для того, чтобы гарантировать устойчивость штатива, с достаточным усилием вдавите ножки в грунт. Утапливая ножки в грунт, обратите внимание, что усилие должно прилагаться вдоль ножек.

Рис. 3 Установка штатива.

При установке штатива обращайте внимание на то, чтобы головка штатива была горизонтальна. Значительный наклон штатива должен корректироваться с помощью подъемных винтов трегера.

Рис.4 Установка штатива

Бережно обращайтесь c прибором.

• Проверьте все винты и болты.

• В процессе транспортировки помещайте штатив в специальный футляр.

• Царапины и другие повреждения могут привести к снижению точности измерений.

Что такое Нивелир. (материал из справочника)

Нивели́р (от фр. niveau — уровень, нивелир) — оптико-механический геодезический прибор для геометрического нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками. Прибор, устанавливаемый обычно на треножник (штатив), оборудован зрительной трубой, приспособленной к вращению в горизонтальной плоскости, и чувствительным уровнем.

Что такое нивелир?

Для приведения нивелира в рабочее положение служат подъёмные винты подставки, для точного горизонтирования визирной оси при взятии отсчёта — элевационный винт.

Маркировка нивелиров, выпускаемых в России, состоит из буквенно-цифрового кода примерно такого вида: 3Н2КЛ. Здесь цифра 3 обозначает модификацию прибора, буква Н — нивелир, цифра 2 — среднеквадратическая погрешность на 1 километр двойного хода в миллиметрах, К — обозначает наличие компенсатора, Л — наличие горизонтального лимба для измерения горизонтальных углов (обычно с точностью порядка одного градуса).

Современные оптические нивелиры оснащены автоматическим компенсатором — устройством автоматической установки зрительной оси прибора в горизонтальное (рабочее) положение. В нивелирах с компенсатором цилиндрический уровень, параллельный оси зрительной трубы, может отсутствовать. В большинстве нивелиров также имеется круглый уровень для грубого горизонтирования инструмента.

Все оптические нивелиры имеют также нитяной дальномер для определения расстояний по рейке. Это связано с необходимостью контролировать равенство плеч при нивелировании способом «из середины».

По точности нивелиры делятся на высокоточные, точные и технические. Высокоточные оптические нивелиры снабжены микрометренной пластиной или съёмной насадкой для взятия отсчётов по штриховой инварной рейке. Для технического нивелирования, а также нивелирования III и IV классов точности обычно применяются шашечные рейки.

Помимо оптических, в последние годы получили распространение цифровые нивелиры. Они используются со специальной штрихкодовой рейкой, что позволяет автоматизировать взятие отсчёта. Цифровые нивелиры обычно оснащены запоминающим устройством, позволяющим сохранять результаты наблюдений.

Также существуют лазерные нивелиры — электронно-механические приборы, в которых используется принцип вращения лазерного луча. Основное достоинство лазерного нивелира — простота в работе, не требующая специальных навыков по настройке прибора, и возможность проведения работ только одним человеком. Такие нивелиры применяются в строительстве. Многие модели имеют также возможность построения наклонных плоскостей и отвесных линий.

Геометрическое нивелирование

Во время геометрического нивелирования превышение между точками получают как разность отсчётов по рейкам при горизонтальном положении визирной оси нивелира. Этот метод является наиболее простым и точным, но позволяет с одной постановки прибора получить превышние не более длины рейки, поэтому при больших превышениях в горной местности его эффективность падает.

Тригонометрическое нивелирование

При тригонометрическом нивелировании превышение между точками определяют по измеренным вертикальным углам и расстояниям между точками (горизонтальным проложениям). Тригонометрическое нивелирование позволяет с одной станции определить практически любое превышение между точками, имеющими взаимную видимость, но его точность ограничена из-за недостаточно точного учёта влияния на величины вертикальных углов оптического преломления и уклонений отвесных линий, особенно в горной местности.

Гидростатическое нивелирование

Основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах на одном уровне. Этот метод имеет высокую точность, позволяет определять превышения между точками при отсутствии взаимной видимости, но определяемые превышения не должны быть больше размера трубок, соединённых шлангами.

Ниже статьи представлены случайные нивелиры, разные по принципу, производителям и характеристикам. Болеее подробно можно расмотреть весь ассортимент в нашем каталоге.

4 — Нивелирование

– определение превышений между точками земной поверхности.

Нивелирование выполняют различными приборами и разными способами, различают:

– геометрическое нивелирование (нивелирование горизонтальным лучом),

– тригонометрическое нивелирование (нивелирование наклонным лучом),

– гидростатическое нивелирование и некоторые другие.

Рекомендуемые файлы

Гидростатическое нивелирование

Выполняют с помощью сообщающихся сосудов, заполненных одной жидкостью. Жидкость устанавливается в обоих сосудах на одном уровне, на одной отметке. Пусть высота столба жидкости в первом сосуде будет c1, а во втором c2; тогда превышение точки В относительно точки А будет равно:

Точность гидростатического нивелирования зависит от расстояния между сосудами, типа жидкости, диапазона измерения превышения, конструкции отсчетного устройства и других условий. Она может быть очень высокой; средняя квадратическая ошибка измерения превышения лучшими гидростатическими нивелирами достигает 5 – 10 мкм; диапазон измерения превышений при этом невелик – всего около 1 см. При расстоянии между сосудами до 500 м можно измерить превышение с ошибкой около 10 мм.

Барометрическое нивелирование

Основано на зависимости атмосферного давления от высоты точки над уровнем моря. Известно, что с увеличением высоты на 10 м давление падает примерно на 1 мм ртутного столба.

Приближенное значение превышения между точками 1 и 2 можно вычислить по формуле:

P1 и P2 – давление в первой и во второй точках;

ΔH – барометрическая ступень (значения ΔH выбирают из специальных таблиц)

Более точные формулы барометрического нивелирования получают, учитывая закономерности распределения плотности и температуры воздуха по высоте. Приведем полную формулу Лапласа:

В этой формуле:
P1, P2 – давление воздуха на высоте H1 и H2 соответственно
Pm – среднее значение давления
Hm – среднее значение высоты
tm, em – среднее значение температуры и влажности воздуха
fm – среднее значение широты
α – температурный коэффициент объемного расширения воздуха, равный 0.003665 град. –1
β – коэффициент, равный 0.00265
K – коэффициент, равный 18400 при некоторых стандартных значениях давления воздуха и силы тяжести.

Известны и так называемые сокращенные барометрические формулы, в которых значения некоторых параметров состояния атмосферы приняты фиксированными; так в формуле М.В. Певцова:

где N = 18470, принято: em = 9 мм рт.ст., fm = 55 o , Hm = 250 м, Pm = 740 мм рт.ст.

Точность барометрического нивелирования невысока; средняя квадратическая ошибка измерения превышения колеблется от 0.3 м в равнинных районах до 2 м и более в горных. Основные области применения барометрического нивелирования – геология и геофизика.

Читайте так же:
Инструкция по заточке цепи бензопилы

Тригонометрическое нивелирование

В тригонометрическом нивелирование превышение определяется при помощи наклонного визирного луча на местности непосредственно измеряется вертикальный угол и расстояние между точками. Точность определения превышения зависит от точности измерения расстояний (1 см).

Применяется при топографических съемках для создания съемочного обоснования и съемки рельефа, а также при передаче отметок на большие расстояния.

Схема тригонометрического нивелирования

Для определения превышения между точками А и В надо точкой А устанавливают прибор таким образом, чтобы его основная ось проходила через точку А, и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i. В точку В устанавливают рейку длиною l. Визируют на верх рейки и измеряют вертикальный угол v. Если известно горизонтального проложение d между точками А и В, то можно вычислить превышение

h=h’+i–l=d tg v +i–l

Если горизонтальное проложение d не известно, а измерено наклонное расстояние при помощи нитяного дальномера, то формула меняется:

Для удобства вычисления обычно визируют не на верх рейки, а на высоту инструмента i=l, тогда превышение вычисляется по формуле:

Геометрическое нивелирование

Выполняется при помощи горизонтального визирного луча. Точность определения превышение может достигать десятых долей миллиметра. Имеет наиболее широкое применение, поскольку самый точный способ. Выполняется двумя способами: «вперед» и «из середины»

Нивелирование «вперед»

Для определения превышения между точками А и В на точку с известной отметкой (заднюю) устанавливают нивелир таким образом чтобы его окуляр находился на одной отвесной линии с этой точкой и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i. В точку отметку которой определяют (переднюю) вертикально устанавливают рейку и берут по ней отсчет b.

Отсчет по рейке – расстояние от начала рейки до проекции на нее визирной оси.

h=ib

Отметку точки В можно вычислить через горизонт инструмента (ГИ).

Горизонт инструмента – расстояние от средней уровенной поверхности до визирного луча прибора.

ГИ=Ha+i

Нивелирование «из середины»

Для определения превышения между точками А и В на них вертикально устанавливают рейки и на равном удалении от них устанавливают нивелир, приводят его в рабочее положение.

Визируют на заднюю и переднюю точки и берут отсчеты по рейкам (а и b).

Превышение равно разности отсчетов на заднюю и переднюю точки

h=ab

Простое и сложное нивелирование

Если превышение между точками можно определить с одной стоянки (станции) прибора, то нивелирование называется простым.

Если для этого необходимо несколько станций, то нивелирование называется сложным.

Число станций зависит от расстояния между точками и крутизны склона. Для определения превышения между точками А и В между ними закрепляют вспомогательные промежуточные точки (их также называют «переходные» или «иксовые» точки).

Последовательно определяют превышение h1, h2, …, hn и общее.

Классификация и устройства нивелиров

Нивелиры делятся по:

–точности на 3 группы:

высокоточные – предназначены для нивелирования I–го и II–классов, позволяющие определять превышения со средней квадратичной погрешностью (СКП) не более 0.5–1 мм на 1 км хода;

точные – предназначены для нивелирования III и IV классов с СКП не более 5–10 мм на 1 км хода;

технические – предназначены для инженерно–технических работа, позволяющих определять превышение с СКП не более 10 мм на 1 км хода. Для технических работа допустимое СКП 15–50 мм на 1 км хода.

– по конструкции на 3 группы:

–нивелиры с цилиндрическим уровнем;

–нивелиры с компенсатором;

–нивелиры с наклонным лучом визирования.

Устройства нивелиров с цилиндрическим уровнем (на примере Н3)

Основными частями является зрительная труба с укрепленными на ней цилиндрическим контактным уровнем и подставка с подъемными винтами и круглым уровнем. Труба закрепляется зажимным винтом, для точного визирования используется наводящий винт. Для точного горизонтирования визирной оси трубы используют элевационный винт.

Круглый уровень предназначен для приближенного горизонтирования прибора, а цилиндрический контактный для точного горизонтирования его визирной оси. Поэтому должно выполнятся следующие геометрическое условие: визирная ось трубы и ось цилиндрического уровня должны быть параллельны.

Нивелирные рейки

Обычно применяют трех метровые деревянные, двусторонние складные рейки.

На нижнюю часть рейки набита металлическая пластина предохраняющая рейку от истирания, называемая «пяткой» рейки. На рейке нанесены подписанные дециметровые деления. На черной шкале от 00 до 29 дм, на красной от произвольного значения превышающего 30 дм. Дециметровые деления поделены на сантиметровые, которые для удобства отсчитывания объедены группами по 5 см. Отсчет по рейке берут по средней горизонтальной нити с точностью до 1 мм в момент когда пузырек цилиндрического уровня находиться в нуль–пункте.

Поверки нивелиров с уровнем

Поверка 1.

Ось круглого уровня должна быть параллельна оси прибора. Поверки и исправления выполняются аналогично поверке цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга теодолита.

Поверка 2.

Вертикальная нить сетки должна быть параллельна оси вращения нивелира. Для выполнения поверки на расстоянии 20–30 м от нивелира на тонком шнуре подвешивают отвес и нивелир горизонтируют по круглому ровню. Совмещают один конец вертикальной нити сетки со шнуром отвеса. Если другой коней вертикальной нити отклонился от шнура не более 0.5 мм, условие поверки выполняется. В противном случае сетку нитей исправляют также, как сетку теодолита.

Поверка 3.

Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна визирной оси трубы. Поверка выполняется двойным нивелирование одной и тоже линии, с разных ее концов. Для этого на местности закрепляют два колышка на расстояние 50–70 м друг от друга. Над одной из точек устанавливают нивелир так, чтобы его окуляр находился на одной отвесной линии с точкой, горизонтируют и при помощи рулетки измеряют высоту инструмента i1. В другой точке вертикально устанавливают рейку и визируют на нее.

Совмещают концы изображения пузырька уровня и берут отсчет по рейке. Если условие поверки выполняется то по рейке будет взят отсчет b1 , а если нарушено – b1 содержащий в себе ошибку х.

h=i1b1 =i1–(b1+x)

Нивелир и рейку меняют местами, измеряют i2 и берут отсчет по рейке b2. Поскольку расстояние между точками постоянно отсчет b2 будет ошибочным также на х.

|x|≤4 мм

В противном случае вычисляют правильный отсчет по рейке , и действуя элевационным винтом устанавливают среднюю нить сетки на этот отсчет.

При этом концы изображения пузырька разойдутся и их необходимо совместить исправительными винтами цилиндрического уровня. Для контроля поверку повторяют.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector