Что такое лимб и алидада

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.

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:

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.

Как устроен теодолит?

Основными узлами теодолита являются:

Основной элемент прибора — зрительная труба при помощи которой производится точное наведение на определенную точку, определение параметров ее расположения относительно вертикали, горизонтали или другой точки с известными параметрами.

Строение теодолита основано на системе наведения основного элемента конструкции — визирной трубки (или зрительной трубы). Она установлена на специальной U-образной подставке и может перемещаться вокруг горизонтальной оси. Изменения наклона зрительной трубы отображаются на шкале вертикального круга.

В свою очередь, подставка вместе с трубой может поворачиваться вокруг вертикальной оси. Изменения положения или направления зрительной трубы отображаются на шкале горизонтального круга. Все положения трубы могут быть зафиксированы или скорректированы при помощи винтов тонкой настройки, от качества наведения зависит точность результата.

Установка на грунте производится с помощью штатива — треноги. Для настройки горизонтали используется отвес и настроечные винты, расположенные в нижней части корпуса.

Все, для чего предназначен теодолит, это определение вертикальных или горизонтальных углов, позволяющее вычислить расстояние между точками, разницу уровней точек по вертикали. Точность измерений зависит от двух параметров:

Внимание! Оптический теодолит не дает окончательных данных, большинство значений получаются путем последующей обработки, расчетов. В этом заключена ключевая особенность прибора, отличающего его от более современных типов.

Для чего нужен горизонтальный круг теодолита?

Горизонтальный круг — это одновременно некая условная плоскость, геометрическое понятие, и конкретная деталь конструкции прибора, служащая опорой для подставки зрительной трубы.

Горизонтальный круг служит для определения углов между различными объектами, расположенными вокруг прибора.

При наведении зрительной трубки на определенные точки производится поворот прибора относительно вертикальной оси. Угол поворота фиксируется на шкале, расположенной на горизонтальном круге.

В этом состоит принцип работы теодолита — разница первоначального показания и значения, получившегося после поворота трубки с наведением на другую точку, составляет угловое расстояние между ними, что может послужить основой для многих расчетов.

Из чего состоит горизонтальный круг теодолита?

В состав горизонтального круга входят две основные шкалы прибора — лимб и алидада. Они предназначены для измерения горизонтальных углов. Одна шкала остается неподвижной, а другая поворачивается вместе с визирной трубкой, показывая величину отклонения от первоначального положения.

Внимание! Принцип работы вертикального круга практически ничем не отличается от горизонтального, он имеет такое же устройство и выполняет подобные функции. Единственная разница — расположение в вертикальной плоскости.

Что такое лимб и алидада?

Лимб — основная шкала прибора, расположенная на горизонтальном круге. Она имеет разбивку на 360° (иногда шкала разбивается на грады или гоны, т.е. на 400 частей). Лимб условно неподвижен — во время измерений он зафиксирован винтом. При необходимости лимб открепляется и устанавливается в удобном для измерений положении — например, нулевым значением на определенную точку, относительно которой будут производиться измерения.

Алидада в теодолите играет роль подвижной шкалы, показывающей угол отклонения от первоначального значения. Показания определяются при помощи штриха, нанесенного на алидаду (в некоторых случаях наносится штриховой сектор с нониусом). Любой поворот зрительной трубки вызовет вращение алидады, которая покажет угол отклонения.

Геометрические условия теодолита

Геометрический условия — это соотношения расположения всех узлов прибора.
Оси теодолита должны находиться в строгом соответствии друг с другом:

Вертикальная ось (ось вращения алидады) и горизонтальная ось являются основными параметрами работы прибора, подлежат периодической поверке (контролю соответствия требованиям) или юстировке (настройке правильного положения) перед началом работы.

Как проверить теодолит?

Проверка производится поэтапно:

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:

Литеры в обозначении приборов указывают на:

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.

Что такое повторительный теодолит?

Что такое неповторительные теодолиты?

Неповторительные теодолиты имеют жестко закрепленный лимб, поворачивающийся только при ослаблении фиксирующего винта для настройки или установки точки на ноль.

Такая система является более старой, но применяется еще довольно широко.

Жестко закрепленный лимб снижает возможность появления ошибок, но лишает конструкцию некоторых возможностей, присущих повторительным образцам.

Фототеодолит

Наиболее распространенной моделью фототеодолита является комплект Photeo 19/1318, позволяющий производить качественные снимки для точных измерений местности в исследовательских или прикладных целях.

Гиротеодолит

Электронный

Электронный теодолит (современное название — тахеометр) является самой совершенной конструкцией, используемой в настоящее время . Прибор имеет встроенный процессор, производящий необходимые вычисления по полученным показаниям, что практически полностью исключает возможность появления ошибок. Кроме того, все данные по обследованным точкам остаются в памяти прибора, намного упрощая работу и исключая необходимость повторной установки и наведения прибора. Возможность использования в темное время суток и в любых погодных условиях делает электронный теодолит наиболее точным и качественным устройством.

К наиболее распространенным моделям электронных теодолитов относятся RGK T-05, RGK T-20, VEGA TEO-5B и другие.

Как подготовить теодолит к работе?

Теодолит — устройство, способное к настройке практически всех механических параметров непосредственно перед использованием. Необходимость обеспечения высокой точности измерений требует постоянной проверки работоспособности и качества показаний, которое не должно выходить за допустимые пределы.

Подготовка теодолита к работе производится поэтапно:

Все эти действия могут потребовать больших или меньших затрат времени в зависимости от состояния прибора и предыдущих настроек.

Внимание! В паспорте прибора имеются четкие и подробные указания, каким образом производятся все подготовительные операции. Перед началом работ следует внимательно прочитать инструкцию и соблюдать все ее требования во время практических действий.

Как измерить углы?

Измерение углов — основная функция прибора. По сути, это единственная операция, которую способен выполнять теодолит.

Для этого труба от руки наводится таким образом, чтобы точка оказалась в поле зрения визира, после чего производится точная настройка при помощи настроечных винтов алидады. При этом лимб можно оставить в исходном положении или установить на нем нулевое положение, что упростит расчеты. Показания заносятся в журнал измерений.

Затем труба визируется на вторую точку подобным образом. Положение алидады укажет величину угла между первой и второй точками относительно вершины — точки стояния прибора.

Вертикальные углы измеряются подобным образом, но показания снимаются с вертикального круга теодолита. Существует два положения вертикального круга — КП и КЛ, означающие соответственно правое и левое расположение вертикального круга относительно трубы. При расчетах это следует учитывать, поскольку при множественных измерениях может случиться ошибка, способная коренным образом повлиять на результат.

Сферы применения теодолита

Для чего нужен теодолит в строительных или научных работах — вопрос весьма емкий.

При работе «в поле», когда не имеется никакой привязки к горизонтальной или вертикальной плоскости, точная разбивка участка без применения соответствующей аппаратуры невозможна.

Точный выбор направления при прокладке дорог, корректировка оси штреков или тоннелей — все эти действия требуют высокой точности измерений и привязки к системе триангуляции, иначе неизбежные ошибки приведут к потере направления, нарушениям в размерах зданий и сооружений.

Следует учитывать, что тоннели обычно ведутся с противоположных сторон навстречу друг другу, а при строительстве используются унифицированные элементы, имеющие определенные размеры и формы. Ошибки при измерениях приведут к полной невозможности получить нужный результат.

Немаловажную роль теодолит играет и в научной деятельности, в частности — в картографии. Точность большинства карт, которые используются сегодня — заслуга именно теодолита.

Источник

Электронные и оптические теодолиты – в чем разница?

Содержание:

Первые электронные теодолиты появились в 70-е годы прошлого столетия и очень быстро завоевали популярность, потому что значительно упростили процесс замера. В них ведущая роль отведена микропроцессору, который обрабатывает всю информацию и помогает произвести настройки точнее. Более того, с ним не нужно иметь диплом специалиста, чтобы успешно пользоваться такой техникой – это отличительная особенность и один из несомненных плюсов электронных теодолитов.

Но не будет лишним уточнить, что профессиональные строители и геодезисты часто отдают предпочтение оптическим теодолитам. И для этого есть причины: такие приборы исправно работают при любых погодных условиях, при грамотной настройке они выдают максимально точные результаты измерений, даже при очень низких или высоких температурах.

Электронный теодолит лучше?

У оптического теодолита (как и у электронного) есть зрительная труба (11), которая состоит из окуляра (обращен к глазу) и объектива (оптический прицел). Зрительная труба поворачивается на оси между колонками. Настроить фокус зрительной трубы возможно кремальером (10), а винтом (7) закрепить положение. Начальное наведение трубы на цель осуществляется за счет визира, установленного на трубе. Если в него посмотреть, будет виден белый крест, который нужно навести на объект измерений.

Для того, чтобы увидеть отдаленные объекты, предусмотрен окуляр или по-другому шкаловый микроскоп (12). Сбоку находится вертикальный круг (13), который необходим для замеров вертикальных углов. В некоторых устройствах есть компенсатор. При уклоне вертикального круга он выполняет роль противовеса, тем самым сохраняется точность измерений. Блокировать компенсатор можно нажатием на кнопку-винт (8).

Для замеров горизонтальных углов предусмотрен горизонтальный круг. Он состоит из лимба и алидады. Лимб — это стеклянное кольцо с делениями от 0 до 360 градусов. Алидада — это оптическая система, вычисляющая градусы. Она вращается вокруг неподвижного лимба. Наводить лимб и алидаду можно с помощью специальных винтов (4 и 6). Чтобы алидада вращалась вместе с лимбом без изменения отсчета, нужно закрепить ее винтом (5), а для закрепления лимба потребуется винт 3. Стоит отметить, что лимб обычно находится в металлическом корпусе, поэтому он защищен от повреждений или загрязнений.

Вся конструкция устанавливается на подставку (1), ее называют трегер. Корпус оптического прибора свободно вращается вокруг своей оси, поэтому работать еще удобнее. Для регулировки высоты можно воспользоваться винтами (2). Ровно ли установлен аппарат по горизонтали, можно проверить с помощью цилиндрического уровня (9). Он помещен в надежный стальной футляр.

Комментарий специалиста. У оптических теодолитов отечественного производства маркировка может выглядеть так — 2Т30МКП. Цифра, стоящая перед буквой Т («теодолит») значит номер модификации (2 — второе поколение, 3 — третье и т. д.). Если цифры нет — первое поколение. После буквы также всегда стоит цифра, которая указывает на точность измерений в секундах. К классу технических устройств относятся теодолиты с цифрами 30 и 15, с 2 или 5 — к точным, а с 1 — к высокоточным. У оборудования иностранного производства обозначения иные, поэтому для ознакомления с параметрами внимательно почтите техническую документацию.

Прибор оснащен панелью управления с двух сторон. Учитывая то, что корпус теодолита свободно вращается вокруг своей оси, работать очень удобно. При повороте дисплей всегда будет перед глазами. На панели управления находятся несколько кнопок. Они достаточно крупные и легко нажимаются, поэтому для изменения настроек не потребуется снимать перчатки.

Рассмотрим на примере теодолита CST/berger DGT10 F0340543N0, представленного в нашем магазине, какие основные команды можно настраивать с помощью клавиатуры. У оборудования других производителей подобные операции также присутствуют.

Клавиша V% обозначает переход от минут/секунд к процентам. Это удобно при определении наклона от вертикальной оси. Клавиша Оset — сброс показаний. Клавиша L/R — переход от вертикальных показаний к горизонтальным. С помощью клавиши Hold измерения вносятся в память устройства. Специальной кнопкой (с изображением фонарика) можно включить подсветку дисплея. Это позволит работать даже когда освещения не достаточно. На экране отображаются координаты вертикального и горизонтального угла одновременно. Кроме этого есть показания времени и даты, а также индикатор заряда батареи. Оборудование оснащено специальной ручкой (у оптических приборов таких ручек не предусмотрено). С ее помощью удобно переносить прибор и устанавливать его на трегер.

Некоторые модели электронных теодолитов оснащены дальномером. В этом случае можно определять и расстояние до объекта.

Комментарий специалиста. Считается, что применение теодолита (и оптического, и электронного) неудобно при исследовании пещер. Под землей случаются обвалы, которые сложно предвидеть, поэтому измерения должны быть не только точными, но и очень быстрыми, а теодолит «не терпит» спешки особенно при установке. В связи с этим чаще применяются лазерные дальномеры и, конечно же, компасы, эклиметр (показания которых лишь примерные).

Дополнительная и необходимая комплектация

Любые теодолиты чаще всего используются на открытых площадках, при строительстве здания, проложении дорог, электропроводов, исследовании территории. Поскольку измерения занимают продолжительное время, теодолит всегда устанавливается на штатив. При покупке обратите внимание, прилагается ли он в комплекте. В другом случае его придется приобретать отдельно. Чаще всего у прибора резьба под штатив соответствует 5/8 дюйма. Согласитесь, погодные условия могут быть разными — сильный ветер, дождь, снег. Чтобы теодолит сохранял устойчивость, штатив должен быть надежным и прочным. В нашем магазине Вы сможете подобрать подходящий вариант здесь.

Перед чем нажать на кнопку «купить», проверьте, все ли необходимое входит в комплект к теодолиту. Там должны быть:

При покупке не забывайте про сопутствующую документацию. Все приборы причисляются к классу сложных оптико-механических, поэтому проходят поверку в метрологической службе. В нашем магазине представлены модели оптических теодолитов ADA PROF-X6, ADA PROF-X2, у которых есть документы, подтверждающие данную поверку.

Источник

Устройство теодолита и его назначение

С точки зрения входящих в комплект частей, устройство теодолита простое. Трудности возникают в процессе настройки прибора. Дело это тонкое и требуют постоянные проверки. Однако в строительстве и проектировании прибор просто незаменим. Геодезисты знают об этом, мы же попробуем описать, так сказать, строение теодолита и его работу более популярным языком.

Основные части теодолита

Приспособление позволяет с высокой точностью замерять углы в пространстве и работать в горизонтальной или вертикальной плоскости. Как правило, выбирается относительный метод, когда за основу принимается эталонный объект, а по нему уже отсчитывается искомый угол. Измерение таким способом известно с XIX века, но сегодняшние теодолиты — это усовершенствованные приспособления, которых существует несколько разновидностей.

Шкала. Этот элемент, представленный горизонтально или вертикально расположенным кругом, показывает результат. Находится на подставке, имеющей регулировочные винты для управления главными узлами. Измеритель смотрит в окуляр, управляемый винтами, которые позволяют навести окуляр на объект и закрепить его, когда найдена контрольная точка.

Лимб и алидада. Части горизонтального круга, активно использующиеся при измерении горизонтальных углов.

Для фиксации отсчета и дальнейшего проведения измерений относительно него закрепляется специальный винт и отпускается лимб, корпус в этом случае останется неподвижным, двигаться же будут лимб и алидада.

Это и есть главные части теодолита. Но снимать показания помогают и другие устройства, с которыми тоже будет полезно познакомиться. Степень горизонтальности установки теодолита контролируется с помощью цилиндрического уровня, а точку отсчета потерять не дает оптический центрир. Отсчеты снимаются по микроскопу, и это финальная стадия работы замерщика.

Виды устройств

Имеются следующие виды устройств:

Два принципиально разных вида теодолитов отличаются по подвижности алидады и лимба. В повторительных типах данные элементы могут закреплять поочередно, а показания снимать методом последовательных повторений. Обыкновенные варианты этого не допускают, так как алидада с осью представляют в них единое неподвижное целое, и для каждого измерения требуется отдельная настройка.

Маркировка

Марка теодолита — это совокупность букв и цифр. В каждой есть связка литеры «Т» с какой-либо цифрой. Буква указывает на то, что прибор — теодолит, цифры показывают погрешность измерения в секундах, чем они больше, тем больше и погрешность.

Стоит цифра точности после литеры «Т», а если перед буквой есть другая цифра, она служит для обозначения поколения прибора или его модификации в категории марки.

Требования перед работой

Перед измерением углов теодолит проверяется. Нужно проверять специальную отметку или пломбу, а также периодически — геометрические параметры, так как ошибка в пару градусов со временем может привести к катастрофе!

Использование теодолита

Приемов профессионального использования приборов много, и им учат на специальных курсах, здесь же приведем основные из них.

История приборов

Первые теодолиты в центре угломерного круга на острие иголки имели линейку, способную вращаться на этом острие свободно (подобно стрелке компаса). В линейке делались вырезы, в которых натягивались нити, служащие отсчетными индексами. Центр угломерного круга помещался в вершину измеряемого угла, где и закреплялся.

Поворачивая линейку, ее совмещали с первой стороной угла и по шкале круга брали отсчет N1. Потом линейку совмещали со второй стороной угла и брали отсчет N2. Разность N2 и N1 равнялась значению угла. Подвижную линейку назвали алидадой, а угломерный круг — лимбом. Совмещение линейки-алидады со сторонами угла осуществлялось с помощью примитивных визиров.

Современные теодолиты существенно отличаются от предшественников.

Плавное вращение алидады и лимба обеспечивает система осей, а регулируются вращения наводящими и зажимными винтами.

Установки теодолита производятся с помощью специального штатива. Центр лимба с отвесной линией, которая проходит через вершину измеряемого угла, осуществляется оптическим центриром или нитяным отвесом.

Коллимационная плоскость образуется визирной осью окуляра при вращении зрительной трубы вокруг собственной оси. Стороны угла проектируются на лимб подвижной вертикальной плоскостью, называющейся коллимационной плоскостью. Плоскость эта образуется визирной осью зрительной трубы, когда труба вращается вокруг своей оси.

Визирной осью трубы (визирной линией) называется воображаемая линия, которая проходит через центр сетки нитей и оптический центр объектива трубы.

Источник

• ← Что такое лимб в эзотерике
• Что такое лимб марвел →