Что такое поверка и юстировка нивелира
Поверки и юстировки нивелиров
При внешнем осмотре нивелира проверяют плавность вращения зрительной трубы, наводящего и подъемных винтов, фокусирования сетки и зрительной трубы, исправность уровня, юстировочных винтов, работу элевационного винта, при вращении которого зрительная труба должна поворачиваться вокруг горизонтальной оси 6 (см. рис. 2). В штативе затяжкой соответствующих болтов устраняются шатания ножек.
Поверки нивелира с уровнем. Нивелиры Н-3, Н-10 и другие, отвечающие схеме рис. 2.поверяются на следующие геометрические условия.
1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира, т.е. КК1 ^ZZ1. Действуя подъемными винтами подставки, пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт, затем верхнюю часть нивелира поворачивают на 180° вокруг оси ZZ1. Если пузырек остался в нуль-пункте, то условие выполнено. Если же пузырек отклонился, вращением котировочных винтов его возвращают к центру ампулы на половину дуги отклонения, а окончательно совмещают с нуль-пунктом подъемными винтами подставки. После этого поверку повторяют.
2. Горизонтальный штрих сетки должен быть перпендикулярен оси вращения нивелира ZZ1. Зрительной трубой визируют на рейку, установленную в 50-60 м от нивелира. Вращая зрительную трубу вокруг вертикальной оси, следят, изменяется ли отсчет при перемещении изображения рейки от одного края поля зрения к другому. Если отсчет изменяется больше чем на 1 мм, диафрагму с сеткой поворачивают в требуемое положение, ослабив крепящие ее винты. Необходимо отметить, что точная юстировка положения сетки является трудоемкой операцией, ее следует выполнять в мастерской.
Рис.9, Поверка главного условия нивелира
3. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна оси зрительной трубы, т.е. UU. || WO. Это условие, называемое главным, поверяют разными способами двойного нивелирования пары точек. Рассмотрим два из них.
Способ 1. Нивелир устанавливают на равном расстоянии от колышков А и В (рис. 9), вбитых друг от друга на расстоянии 70—100 м. На колышки ставят отвесно рейки, по которым поочередно берут отсчеты относительно среднего горизонтального штриха сетки, предварительно совместив концы пузырька уровня согласно рис.4. Если визирный луч горизонтален, то со станции 1: получают отсчеты а1 и b1 и верное превышение h = а1 — b1. Если же главное условие не соблюдается, отсчеты получаются равными а‘1 = al + Δа1 и b‘1 = b1 + Δb1 но при одинаковых расстояниях dl и d2 от нивелира до реек Δа1 = Δb1. Поэтому превышение h = a‘1 — b‘1 = (a1 + Δa1) — (b1 + Δb1) = a1 — bl, следовательно, превышение, измеренное нивелированием из середины, получается правильным.
Затем нивелир устанавливают на станции I2 в 3—4 м от рейки В и по ней берут отсчет b‘2≈ b2, затем берут отсчет а‘2 по дальней рейке А. (Перед каждым отсчетом совмещают концы цилиндрического уровня.) Вычисляют превышение h‘2 = а‘2 — b‘2 и величину несовпадения превышений Δh = h‘2 — h. Если Δh
После этого отсчеты по рейкам со станции I2 повторяют и по превышению h‘ = а2 — b2 проверяют качество юстировки.
Рассмотренный способ применим для всех типов нивелиров и наиболее точен в полевых условиях.
Поверки нивелиров с компенсатором. Для нивелиров Н-ЗК, Н-10К с компенсатором поверки 1 и 2 и соответствующие юстировки выполняются так же, как и для нивелиров с уровнем. Рассмотрим особенности поверки главного условия (поверку 3).
Линия визирования должна быть горизонтальна в диапазоне работы компенсатора. Для нивелиров с перископичностью зрительной трубы двойное нивелирование выполняется по способу 1 поверки 3 нивелиров с уровнем. Для нивелиров с одинаковой высотой визирного луча и оси окуляра применяются способы 1 и 2. При выполнении поверки нивелир горизонтируют по круглому уровню. На станции I2 в процессе юстировки визирный луч переводят в горизонтальное положение на вычисленный отсчет а2 перемещением диафрагмы с сеткой штрихов вертикальными юстировочными винтами.
Проверяя работу компенсатора, пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт и берут отсчет по рейке, удаленной от нивелира на 70—100 м. Затем подъемными винтами подставки наклоняют нивелир вперед, назад, влево и вправо на углы, соответствующие отклонению пузырька от нуль-пункта на одно кольцевое деление. Каждый раз по рейке берут отсчеты, но они не должны изменяться более чем на 1—2 мм. Нивелир исправляют в заводских условиях.
Погрешности технического нивелирования. Случайные и систематические погрешности при геометрическом нивелировании возникают вследствие ограниченной точности нивелира и реек, неполной юстировки нивелира, нестабильности внешней среды и нарушений методики работы.
Для уменьшения приборных и методических погрешностей превышения, как правило, измеряют способом из середины по двум сторонам реек, а рейки удерживают отвесно на устойчивых предметах, в том числе на переносных вбитых в землю костылях, башмаках и т.д. Предельное расстояние от нивелира до рейки ограничивают до 120—150 м. Погрешности измерений превышений на расстоянии от 3 до 150 м характеризуются величинами от 1—2 до 5—6 мм.
Рис. 10. Поверка колебаний визирной оси
Поверка и юстировка нивелира
Нивелир один из самых используемых оптических измерительных приборов в геодезической, производственной и строительной отраслях. С их помощью определяются разности высот между различными точками на поверхностях земли или инженерных сооружениях. Для правильных высотных измерений важно иметь исправный оптический нивелир. И поэтому необходимо производить периодические поверки этих инструментов.
При изготовлении оптические нивелиры обязательно проверяют на заводах изготовителях и делают отметки об этом в паспорте прибора. Это ничуть не говорит о том, что поверки нивелирам не нужны. Наоборот, если можно так сказать, для уверенности в своем напарнике рекомендуется поверить прибор в метрологической службе. После этого геодезистам самим придется убедиться в этом, выполнив лично основные из поверок перед началом его использования.
Поверки круглого уровня
В нивелирах, да и других геодезических приборах, полевые измерения производят, как правило, относительно определенных точек отсчета. Таковыми можно считать отвесные линии. Так вот, контролем отвесности положения нивелиров служит круглый уровень, точнее его воздушный пузырек, который обязан находиться в центре ампулы. Обычно корпус нивелира выставляют в положение, при котором он будет находиться вдоль двух подъемных винтов. Их вращением выставляют пузырек посередине ампулы круглого уровня в направлении третьего подъемного винта. После чего этим винтом выводят пузырек к центру ампулы, периодически поправляя его положение двумя другими винтами. Такую процедуру проделывают, пока пузырек не установится в центральном положении внутри ампулы уровня.
Проверкой того, что пузырек будет находиться по центру, будет разворот корпуса нивелира под 180 градусов. Вероятно, пузырек сместится с центра и отклонится за линию окружности, за которую не должен смещаться. Тогда требуется визуально определить расстояние смещения пузырька от центра. И половина его величины устранить вращением подъемных винтов. При этом, в зависимости от направления его смещения, выбирать каким именно подъемным винтом это осуществлять. Вторую половину значения отклонения пузырька исправляют юстировочными винтами. Затем поверку повторяют пока пузырек не будет находиться по центру уровня.
Поверки сетки нитей
Заключаются в проверке геометрического условия части оптической системы нивелира. Ее суть состоит в том, чтобы соблюдалось условие параллельности вертикальной сетки, оси вращения корпуса нивелира и отвесной линии.
Для всех типов нивелиров такие поверки проводятся следующим образом. На удаленном расстоянии около двадцати пяти метров от нивелира подвешивается утяжеленный шнуровой отвес. Сам прибор после выполнения предыдущей поверки естественно находится в рабочем состоянии. Зрительная труба нивелира обязательно наводится в сторону нитяного отвеса. Наводящим винтом нивелира вертикальная нить точно фокусируется и совмещается со шнуром отвеса. По всей длине объектива она должна совпадать с линией отвеса. Если сетка нитей смещена более значения 0,5 миллиметра, требуется корректировка ее положения. Исправление производится после открепления винтов сетки нитей, находящихся под отвинчивающимся колпачком в районе окулярной части нивелира. Верхние винты открепляются ориентировочно на один полный оборот, а любой из горизонтальных винтов на половину или три четверти оборота винта. После чего аккуратно вся оправа сетки нитей поворачивается в направлении вертикальности, что визуально проверяется в окуляр. Закрепительные винты закручиваются в обратном порядке, и в окуляр окончательно наблюдается совмещение вертикальной нити с линией шнура отвеса. После достижения вертикальности сетки нитей защитный колпачок закручивается на свое место.
Поверки цилиндрического уровня и компенсатора
По своей сути они похожи с тем лишь отличием, что в различных типах оптических нивелиров визирная ось выставляется либо механическим способом с применением цилиндрического уровня, либо специального конструктивно устроенного механизма под названием компенсатора. В любом случае цилиндрический уровень и компенсатор в оптических нивелирах должны быть в исправном состоянии.
Поэтому методика выполнения данной поверки для двух видов нивелиров, с цилиндрическим уровнем и компенсатором, практически одинакова. Исключением в ней считаются исправления с конструктивным отличием узлов, влияющих на установление визирного луча в горизонтальное положение.
Порядок проведения поверки следующий.
Изначально, выбираются две, характерные для нивелирования жесткие точки на значительном удалении друг от друга порядка плюс-минус пятидесяти, семидесяти метров. И в дальнейшем выполняются измерения превышений между ними двумя способами.
В первом случае, производится определение превышения между ними методом из середины (смотрите рис.1), при котором расстояния от нивелира к рейкам должны быть плюс-минус два метра одинаковыми. По снятым отсчетам с двух реек (a, b) вычисляется превышение:
При этом, для конструкции одного нивелира (H-3) в момент снятия отсчетов цилиндрический уровень устанавливается в центр ампулы уровня. В нивелирах с компенсатором, например, Н-3КЛ легким движением руки производят постукивание пальцами по корпусу нивелира с целью проверки работы (не залипания) компенсатора. Превышения в обоих случаях должны иметь одно значение плюс-минус 4 мм. Можно констатировать такой практический факт, что при неисправном состоянии обоих узлов (цилиндрического уровня и компенсатора) в нивелирах при измерении превышения их середины, величины превышения (h=a1-b1) так же могут быть плюс-минус одинакового значения. В связи с почти равным расстоянием до точек съемки, отсчеты a1, b1 будут отличаться на равновеликие значения Δa, Δb, зависящие от так называемого угла i. Этот угол означает не горизонтальность визирного луча из-за погрешностей в компенсаторе и цилиндрическом уровне нивелира. Мы знаем, что существуют определенные отклонения предельных погрешностей при геодезических измерениях. Так вот, при выполнении этих поверок таким предельным отклонением считается значение плюс-минус 4 мм.
Рис.1. Определение превышения из середины.
Во втором случае, исполняются измерение и одновременное вычисление превышения между выбранными точками (смотрите рис.2), вблизи (не более полутора, двух метров) одной из них путем снятия отсчетов (a2, b2). При значении превышения (h=a2-b2) более предельной величины (4мм) цилиндрический уровень в одном нивелире, а компенсатор в другом юстируются.
Для этого вычисляется отсчет (a0), на который нужно будет выводить визирную ось нивелиров. Он определяется по формуле:
h-истинное превышение, в миллиметрах;
b2-отсчет по ближней к нивелиру рейке, в миллиметрах.
Исправление положения цилиндрического уровня в оптических нивелирах (типа Н-3) осуществляется после выведения полученного отсчета (a0) на удаленную рейку вращением элевационного винта. При этом воздушный пузырек уровня смещается с его середины. Далее, исправительными винтами, которые относятся к цилиндрическому уровню, воздушный пузырек возвращается в центральное положение.
В оптических нивелирах с компенсатором (типа Н-3КЛ) исправление визирной оси происходит за счет:
Все исправления происходят последовательно с проведением повторения всей поверки полностью, пока предельное отклонение не будет находиться в пределах допустимого значения.
В нивелирах с компенсаторами после этого рекомендуется еще раз провести поверку сетки нитей.
Оптический нивелир: основы работы и настройка своими руками
На рынке есть штативы с плоской или сферической головкой. Последний позволяет быстро выравнивать прибор без необходимости точной регулировки ножек штатива. Опытные пользователи на шаровой головке могут выровнять инструмент, не используя регулировочные винты в трегере.
Нивелирная рейка, наиболее популярными на данный момент являются алюминиевые телескопические рейки. Деревянные рейки время от времени используются в строительных и геодезических изысканиях. Алюминиевые рейки различаются по длине (от 3 до 7 м) и, следовательно, по количеству сегментов. Сегменты основаны на принципе телескопа. Сложенный участок имеет длину чуть более 1 м и его легко транспортировать. Алюминиевые рейки имеют геодезическое шкалу типа «Е» с одной стороны и стандартное миллиметровое деление с другой.
Важно, чтобы рейка была снабжен коробкой уровнем для установки. Часто многих пользователи не используют уровень и устанавливают рейку вертикально «на глаз». Однако что неправильная установка рейки очень сильно влияет на конечную точность нивелирования.
После установки нивелира на штатив и его выравнивания, помощник вертикально устанавливает рейку (ему поможет уровень, прикрепленный к ней) в точке A. Наблюдатель осуществляет точное прицеливания с помощью винта горизонтального круга и фокусирует изображения с помощью фокусирующего винта и в окуляре выполняет чтение отметки O1.
Для чего горизонтальный круг с отметками на оптическом нивелире?
Горизонтальный лимб используется для расчета угла поворота прибора при измерении. Лимб используется при нивелировании полярным методом, но стоит отметить что точность отсчетов невысокая. Горизонтальный лимб с делением на 360 и 400? В чем разница?
В 90% случаев при покупке нивелира пользователи не обращаются внимание на горизонтальный лимб. Им он не пригодится или используют в единичных случая как вспомогательный инструмент.
• грады имеют десятичное деление, естественное для калькуляторов и компьютеров
• расчеты выполняются быстро, даже в памяти, без необходимости какого-либо преобразования или преобразования
• использование града исключает риск ошибок вычислений из-за разделения шага на 60 минут (секунд) и 3600 градусов (секунд).
В рамках полевого выпрямления мы проверяем три геометрических условия, которым должен соответствовать выравниватель:
• Основная плоскость пузырька круглого уровня pg должна быть перпендикулярна главной оси vv выравнивающего устройства.
• Горизонтальная линия прицельной сетки должна быть перпендикулярна главной оси vv.
• Визирная ось cc должна быть горизонтальной в диапазоне действия компенсатора.
Перед началом юстировки проверьте работоспособность механических компонентов нивелира. Внимательно посмотрите на винты трегера, горизонтальные винты, фокусирующий винт и окуляр, оцените их на предмет плавной работы и наличия нестандартных зазоров. Стоит несколько раз повернуть инструмент, установленный на штативе и убедиться, что механизм главной оси механизма не поврежден. Только если все механические компоненты нивелира находятся в рабочем состоянии, вы можете приступить к проверке устройства.
Этап 1: Поверка круглого уровня
Отклонение пузырька на половину ошибки устраняется поворотом винтов трегера в противоположном направлении. Вторая половина той же ошибки устраняется с помощью регулировочных винтов уровня. Проверяем правильность исправления поворотом на 180 градусов. При необходимости повторяем корректирующие действия.
Этап 2: Проверка вертикальности сетки нитей
Контроль можно проводить двумя способами
1. Сфокусировавшись нивелиром на отвес легко можно определить вертикальность сетки нитей. Совпадает ли она с вертикальной линией отвеса или нет. При необходимости выполняется регулировка винтами по отвесу как по эталону.
Этап 3: Проверка работоспособности компенсатора
Если компенсатор функционирует, второй тест этого параметра состоит в проверке диапазона действия.
Этап 4: Поверка горизонтальности визирной оси
Проверка и исправление горизонтальной установки оси в области действия компенсатора. Проверка и исправление горизонтального выравнивания визирной оси является наиболее трудоемким этапом. Также необходимо иметь две нивелирных рейки и установить их друг от друга и вертикально на расстоянии не менее 30 метров. Поставить прибор посередине между рейками и вычислить превышение между точками.
Возьмем для примера:
отчет по рейке A = 1.787м,
отчет по рейке B = 1.632м,
превышение (Δh) в этом случае будет: Δh = А–B = 0.155м. с Переставить штатив с прибором ближе к точке А и, взяв отчет по этой же рейке (для примера 1.509м), вычислить теоретический отчет по рейке B (отчет по рейке А – Δh). В нашем примере теоретический отчет по рейке В = 1.509м – 0.155м = 1.354м.
Взяв отчет по рейке В сравнить его с теоретическим. Если разность между отчетами превышает 1-3 мм, необходимо выполнить настройку. Отверните защитную крышку окуляра (или откройте заглушку в нивелирах Sokkia) и с помощью юстировочной шпильки / отвертки / шестигранника из комплекта прибора поворачивайте винт до тех пор, пока отчет по средней горизонтальной нити не станет равен теоретическому (1.354м). После чего необходимо повторить поверку.
Свяжитесь с нами, если у Вас есть вопросы по обслуживанию или приобретению оптического нивелира:
Устройство, поверки и юстировка нивелира
Нивелиры, рейки, принадлежности, классификация
Нивелиры, классификация
По ГОСТу – 69, 76 нивелиры бывают:
а) высокоточные Н05, Н1, Н2, НС2;
б) точные Н3, Н4 НС3, НС4;
в) технические Н10, Н10КЛ, НТ, НТС, НЛС.
Принятые обозначения:
— 1, 2 – ср. кв. погрешность определения превышения на 1 км хода (двойного хода);
— С – с самоустанавливающейся линией визирования;
— К – с компенсатором;
Рейки
Рейки, применяемые в геодезии, бывают 3, 4 и 5-и метровые; складные, цельные; деревянные, металлические, инварные. Для привязки хода нивелирования к стенным знакам применяется специальная подвесная рейка длиной 1,2 м.
Принадлежности
Для исключения ошибок установки реек нивелирование выполняют по башмакам или костылям.
Отсчетные приспособления
На рис. 9.6 показано поле зрения нивелиров, у которых может быть прямое (а) или обратное (б) изображение.
а) б)
Рис. 9.6. Поле зрения нивелира:
а) с прямым изображением;
б) с обратным изображением
Устройство нивелиров
Линия визирования у нивелира приводится в горизонтальное положение двумя способами:
1) с помощью элевационного винта и цилиндрического уровня при трубе, например у нивелира Н3 (рис. 9.7);
2) автоматически с помощью компенсатора малых углов наклона визирной оси, например у 3Н3КЛ (рис. 9.8) или С410 (Sokkiл) (рис. 9.9).
Для работы с нивелиром необходимо изучить их устройство по рис. 9.7.-9.9.
|
б) Поверки нивелиров Поверки нивелира связаны с его основными осями, которые для нивелиров с уровнем при трубе показаны на рис. 9.10. Рис. 9.10. Основные оси нивелира: 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 трубеДля 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 (см. рис. 9.7, пункт 2 или рис. 9.8, пункт 10) 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. Рис. 9.11. К поверке нитей сетки 3. 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 (рис. 9.12). Рис. 9.12. К поверке цилиндрического уровня (1 часть) 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:
Рис. 9.13. К поверке цилиндрического уровня (2 часть) Нивелир устанавливают вблизи точки 2, действия повторяют, снимают отсчеты на ближнюю (i2) и дальнюю (а1) рейки (рис. 9.13, б). 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:
Если ошибка х превышает ± 4 мм, вычисляют исправленный отсчет по формуле Вычисленный отсчет Поверки нивелиров с компенсатором В нивелирах с компенсатором типа 3Н3КЛ (см. рис. 9.8) проводят следующие поверки: 1) поверка круглого установочного уровня; 2) поверка сетки нитей; 3) поверка компенсатора; 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 действияДиапазон 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. 4. Поверка горизонтальности линии визированияПосле 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 (см. рис. 9.13). Юстировка проводится поворотом оптического клина, установленного перед объективом, или при помощи вертикальных юстировочных винтов сетки, вращением которых устанавливают правильный отсчет
|