Лекция 6. Теодолиты. Назначение и устройства теодолита 3Т5КП.

Открыто с: Вторник, 28 января 2025, 00:00
Закрывается: Вторник, 1 июля 2025, 00:00

6.1 Назначение и классификация современных теодолитов

6.2 Устройство оптического теодолита 3Т5КП и его основные части.  

6.1 Назначение и классификация современных теодолитов

Теодолит - геодезический прибор, предназначенный для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов, дальномерных расстояний, магнитных азимутов линий местности.

Как сложные высокотехничные приборы теодолиты классифицируют по носителям информации, по конструкции, и по точности.

Классификация теодолитов по носителям информации:

● оптические теодолиты

● лазерные теодолиты

● цифровые теодолиты

● фототеодолиты.

Оптические теодолиты - один из самых распространенных современных типов, точные и надежные для применения в полевых условиях устройства. Оптические теодолиты обладают минимальным и ключевым набором возможностей, производя отсчеты по угломерной шкале рис 1

Рис.1 Оптический теодолит

Лазерные теодолиты. В основе действия лазерных теодолитов лежит применение лазерного луча в качестве точного указателя. Объединение в одном корпусе двух функциональных устройств - высокоточного электронного измерительного инструмента и визира несет определенные удобства для пользователя. Все вычисления осуществляются автоматически мощным процессором и выводятся на дисплей прибора - удобство и легкость в работе рис.2.


 

Рис.2 Лазерный теодолит

Цифровые теодолиты (электронные) отличаются использованием вместо горизонтального и вертикального кругов с поградусной разметкой штрих - кодовые диски. Все замеры выполняются в автоматическом режиме. Классическая конструкция электронных теодолитов включает в себя запоминающее устройство, позволяющее во внутренней памяти инструмента хранить полученные информационные данные рис.3




Рис.2 Цифровой теодолит

Фототеодолиты - представляют собой конструктивное объединение теодолита и фотокамеры для определения топографических координат. К этой категории можно отнести и кинотеодолиты, предназначенные для фиксации траектории движения различных объектов на земной поверхности и в воздушной среде рис.4.


Рис.4 Фототеодолит

Классификация теодолитов по конструкции:

● простые, в которых лимб и алидада вращаются отдельно друг от друга;

● повторительные, в которых лимб и алидада могут вращаться как совместно, так и независимо друг от друга.

Классификация теодолитов по точности:

● высокоточные с погрешностью от 0,5-2ꞌꞌ

● точные с погрешностью от 2-10ꞌꞌ

● технические с погрешностью от 10-30ꞌꞌ

6.2 Устройство оптического теодолита 3Т5КП и его основные части.  

Маркировка теодолита 3Т5КП расшифровывается:

 3 — инструмент третьего, поколения, который имеет существенные модификации по сравнению с более младшими по времени выпуска моделями;

 Т — теодолит;

 5 — стандартный класс точности, определяющий погрешность в секундах;

 К — указывает на оснащение конструкции теодолита автоматическим компенсатором, который выравнивает оси прибора при отклонении от рабочего положения в допустимых пределах;

П —зрительная труба формирует прямое изображение .

Основные характеристики теодолита приведены в таблице

Таблица 1 - Основные характеристики 3Т5КП

Среднеквадратическая ошибка одного замера

5» (одинаковое значение для горизонтальных и вертикальных углов)

Диапазон измерения вертикальных углов

+60...-55°

Приближение визирной трубы

30-кратное

Изображение

прямое

Компенсатор

присутствует, диапазон работы компенсатора составляет ±4'

Отсчетное устройство

шкаловая система с ценой деления в 1'

Диапазон рабочих температур

-4 ... +50°С

Габаритные размеры

183 x 123x345 мм

Вес с трегером

4,4 кг

 

Основные части теодолита 3Т5КП: горизонтальный и вертикальный круги, зрительная труба, крепящаяся на двух колонках, подставка с тремя 

подъёмными винтами, уровни, отсчетное устройство рис.5



Рис.5 Теодолит 3Т5КП

Горизонтальный и вертикальный круги теодолита.

Горизонтальный круг состоит из двух кругов: лимба и алидады.

По скошенному краю лимба нанесены по часовой стрелке градусные деления от 0° до 360°. Вся верхняя часть теодолита жестко соединены с алидадой и вращаются вместе с ней вокруг оси при не подвижном лимбе.

На алидаде имеется штрих индекс, позволяющий определить её положение относительно лимба.

У теодолитов со стеклянным лимбом, алидада как таковая отсутствует, а отсчеты по лимбу берутся с помощью светового луча, проходящего через систему оптических призм, в результате чего изображение лимба передается в поле зрения отсчетного микроскопа (находящегося рядом с окуляром зрительной трубы).

Вертикальный круг служит для измерения вертикальных углов, углов наклона рис 6.


Рис.6 Горизонтальный и вертикальный круги теодолита

Зрительная труба.

Зрительная труба служит для точной наводки на визирную цель. У разных теодолитов увеличение трубы может быть в пределах от 20 до 50 крат.

Труба состоит из объектива, окуляра, кремальеры, винта резкости кремальеры, вогнутой линзы рис.7.

С помощью кремальеры вогнутая линза передвигается вдоль трубы благодаря чему достигается резкая видимость визирной цели, в окулярной части, в той плоскости, где получается действительное изображение (прямое или перевернутое) помещена стеклянная пластинка с наклеенной на нее сеткой нитей.

Для надлежащей установки сетки ее перемещают при помощи исправительных (юстировочных) винтов.

Для получения четкого изображения сетки нитей используют диоптрийное кольцо окуляра.

Визирной осью трубы называется воображаемая прямая, проходящая через оптический центр объектива и центр сетки нитей.


Рис. 7. Зрительная труба теодолита

Цилиндрический и круглый уровни.

Уровни служат для приведения отдельных осей и плоскостей геодезических приборов в горизонтальное или вертикальное положение.

Применяемые в геодезических приборах уровни - цилиндрические и круглые.

Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную трубку, верхняя внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге определенного радиуса. Радиус кривизны в зависимости от назначения уровня изменяется от 3 до 200м.

Стеклянная трубка заполняется нагретым до 60°С спиртом или эфиром и запаивается. После охлаждения жидкость сжимается и в трубке образуется небольшое пространство, заполненное парами спирта или эфира, которое называется пузырьком уровня. Трубка помещается в металлический корпус.

Для регулирования уровень используют исправительные винты.

Точка в средней части ампулы называется нуль - пункт уровня, в обе стороны от неё нанесены штрихи на расстоянии 2мм друг от друга.

Прямая касательная к внутренней поверхности уровня в нуль - пункте называется осью цилиндрического уровня рис.8.


Рис. 8 Цилиндрический уровень

Пузырек уровня всегда стремится занять наивысшее положение, когда пузырек находится в нуль - пункте ось уровня занимает горизонтальное положение.

Круглый уровень представляет собой стеклянную ампулу, отшлифованную по внутренней сферической поверхности определенного радиуса.

За нуль - пункт круглого уровня принимают центр окружности, нанесенной в центре ампулы.

Осью круглого уровня служит нормаль, проходящая через нуль - пункт перпендикулярной касательной к внутренней поверхности уровня в нуль - пункте, когда пузырек в нуль - пункте, ось круглого уровня занимает отвесное положение рис.9.


Рис. 9 Круглый уровень

Отсчетные устройства.

В теодолитах в качестве отсчетных приспособлений используют штриховые и шкаловые микроскопы, расположенные рядом со зрительной трубой.

У шкаловых микроскопов длина шкалы, нанесенная на стекло равна одному делению лимба.

У штриховых микроскопов (3Т5КП) на стекло нанесен штрих, на который ложится изображение лимба с ценой деления 10 мин, отсчет с точностью до 1 мин рис10.




Рис. 10 Шкаловой микроскоп

В комплект теодолита входят штатив, буссоль и отвес.

Штатив состоит из трех раздвижных или металлических ножек, шарнирно соединенных с металлической головкой, на которую с помощью станового винта закрепляется теодолит рис11.


Рис.11 Штатив

Буссоль – прибор для измерения магнитных азимутов на местности. Он представляет собой металлическую коробочку, в которой на стальную ось насажена магнитная стрелка. Буссоль крепится винтом на колонке со стороны вертикального круга рис.12.



Рис. 12 Буссоль


Отвес – служит для центрирования теодолита над точкой. Он состоит из грузика с заостренным концом и тонкого шнура рис13, с помощью которого крепится к становому винту рис14.



Рис.13 Отвес




Рис.14 Крепление отвеса к становому винту